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O titânio é o berço da vida?

Bom dia, querida comunidade geek! Apresento ao seu tribunal minha primeira tradução e o primeiro post sobre Geektimes - "Titanium é o berço da vida?" (no original - "Titan - A Morada da Vida"). O original da NASA está aqui . O artigo considera as propriedades físico-químicas do titânio em termos da possibilidade de ocorrência de formas de vida metanogênicas nele. Ele tentou minimizar a chancelaria e outras delícias, mas até agora, na minha opinião, não com muito sucesso. Em qualquer caso, interessado, pergunto sob gato.



Conteúdo:


  • 1. Introdução
  • Habitat
    • Fontes de energia
    • Nutrientes
    • Habitat fluido
    • Ciclo de fluidos e transporte de substâncias

  • Bioquímica do carbono
    • A compartimentalização como fator de autonomia
    • Portadores de moléculas de informação e métodos para a sua replicação
    • Moléculas estruturais e métodos para sua síntese
  • Ecossistemas
  • Pesquisa de vida
  • Conclusões

1. Introdução


Atualmente, a busca pela vida em outros planetas está inextricavelmente ligada à busca pela água neles. A água é um componente necessário para vários processos e fenômenos que sustentam a vida na Terra, incluindo o ciclo da água na natureza e a bioquímica familiar do carbono em um meio aquoso líquido. Tomamos esses fatores como garantidos, vinculando seu desenvolvimento ao surgimento de água líquida. O papel da água como solvente universal está intimamente relacionado às suas propriedades químicas e físicas. Considerando outros fluidos como base da vida, é necessário levar em consideração suas propriedades físico-químicas em termos de atender às necessidades da vida.

O titânio é o único corpo celeste no qual a existência de um líquido - metano e etano - é provada na superfície. Sendo o maior satélite de Saturno, Titã é bem pequeno em comparação com a Terra: a gravidade é de cerca de 1/7 da Terra. A pressão atmosférica na superfície do titânio é 1,5 vezes maior que a da Terra, e sua temperatura média é de 95 K. Nitrogênio (95%), metano (5%) e hidrogênio (0,1%) prevalecem na atmosfera, e há traços de compostos orgânicos complexos. Na atmosfera mais baixa de Titã, há uma circulação ativa de metano líquido com formação sazonal de nuvens e precipitação. O titânio está em órbita síncrona perto de Saturno com um período de circulação de 16 dias (ciclo dia e noite). A inclinação do eixo de rotação de Saturno a ~ 27˝ fornece uma mudança de estações no hemisfério norte e sul de Titã, com um ciclo de 30 anos.

As camadas inferiores da atmosfera de Titã são densas demais para responder ao ciclo de 16 dias, mas suas mudanças durante o ciclo de 30 anos são bastante visíveis. No verão, nuvens densas se acumulam nas regiões polares de Titã, onde ocorrem muitas reações fotoquímicas. A dissociação de nitrogênio e metano atmosféricos leva ao aparecimento de névoa de moléculas orgânicas nas camadas superiores da atmosfera de Titã, algumas das quais se depositam na superfície. Um dos principais produtos da reação fotoquímica é o etano, que se acumula na superfície e se mistura com o metano. Lagos de hidrocarbonetos formados em Titã atingem ~ 1000 km de diâmetro. O umedecimento do solo de titânio com metano e etano foi comprovado pela sonda de aterrissagem Huygens.

Podemos assumir que, nas condições da vida de Titã, se originou com base em hidrocarbonetos líquidos? O objetivo deste artigo é tentar caracterizar o titânio como um possível berço da vida, considerando as propriedades do ambiente de hidrocarbonetos, a bioquímica do carbono nele e os ecossistemas que se formam em sua base.

Habitat


A possibilidade de vida no meio ambiente é determinada pelas interações físico-químicas dos líquidos (água no caso da Terra) e pela presença de partículas sólidas nele. Luz solar, vulcanismo e outros processos físicos criam as condições mais importantes para a vida na Terra, como a presença de:

  1. Fontes de energia química ou luminosa
  2. Nutrientes
  3. Habitat fluido
  4. O ciclo de fluidos para o transporte de nutrientes e resíduos

Existem tais condições em Titan?

Fontes de energia


A possibilidade da existência de fontes de energia química em Titã é bem conhecida. Está provado que produtos orgânicos de reações fotoquímicas na atmosfera de titânio são capazes de liberar energia ao interagir com o hidrogênio atmosférico.



A hidrogenação de etina (acetileno) é a reação mais eficaz, liberando 334 kJ de energia por mole de C 2 H 2 , que é comparável à energia necessária para iniciar o crescimento de metanógenos na Terra (40 kJ), ou com a reação de metano e oxigênio, como resultado ~ 900 kJ / mol. As reaces apresentadas no quadro - exotérmica, mas as condições que Titan cineticamente inibida [cineticamente INACTIVO] , o qual é ideal do ponto de vista da biologia. Então, por exemplo, em condições terrestres, a reação O 2e o CH4 é cineticamente inibido, mas os metanotróficos, catalisando a reação, recebem energia como resultado de seu curso.

Se pares redox (por exemplo, C 2 H 2 , 3H 2) são formados na atmosfera, são amplamente distribuídos em titânio e são facilmente solúveis em etano líquido e metano; podemos assumir que a fotossíntese da vida não é necessária. No entanto, é muito interessante considerar a possibilidade de seu curso. Modelos de distribuição de luz na atmosfera de Titã e medições diretas do nível de iluminação da sonda Huygens nos dão uma imagem muito completa da penetração da luz solar na superfície através da atmosfera. Devido ao afastamento de Titã do Sol (10 UA) e à densa neblina na atmosfera, a iluminação máxima em sua superfície não excede 0,1% da Terra. No entanto, essas condições são mais do que adequadas para a fotossíntese, que continua sob condições terrestres, mesmo com uma limitação do fluxo solar de 10 6horários comparados ao meio-dia ensolarado. Assim, a fotossíntese na superfície do titânio é possível desde que sejam utilizados pigmentos semelhantes aos da terra. É importante notar que, mesmo levando em consideração todos os fatores acima, a quantidade de energia recebida pela superfície do titânio do Sol é ordens de magnitude maior que a que pode ser obtida como resultado de reações químicas. Portanto, a biosfera de titânio seria mais eficiente para consumir energia solar diretamente. Na terra durante a fotossíntese são utilizados principalmente CO 2 e H 2 O, enquanto Titan poderia tomar o seu lugar CH 4 , como um subproduto da reacção seria H 2 .

Nutrientes


Substâncias orgânicas, incluindo nitrogênio, são encontradas frequentemente no titânio. Assim, carbono, hidrogênio e nitrogênio estão presentes em uma variedade de compostos. Há gelo de água na superfície de Titã, mas até agora nenhum outro composto com oxigênio foi encontrado. Por causa disso, a vida em Titã pode ter um conjunto muito limitado de elementos usados ​​como nutrientes em comparação com a vida terrena.
Um conjunto pobre de nutrientes pode afetar o nível de desenvolvimento das formas de vida. A tabela abaixo mostra os compostos orgânicos facilmente solúveis em metano e etano presentes no titânio.



O problema mais sério que a vida de Titã pode enfrentar é o acesso a elementos inorgânicos (Fe, Cu, Mn, Zn, Ni, S, Ca, Na, K etc.) que são solúveis em água. De particular interesse é o uso de metais como os principais componentes das enzimas. Nesta situação, duas abordagens são possíveis:
  1. Uso conservador reduzido (comparado à Terra) de elementos de difícil acesso
  2. O uso de H 2 O como o substituinte mencionado substâncias inorgânicas

O ciclo biogeoquímico de fósforo na biosfera da Terra é um exemplo do uso de uma substância de difícil alcance que não está em uma forma pronta para consumo e não está incluída no ciclo natural de substâncias. Algo semelhante pode acontecer no titânio para elementos químicos inorgânicos. As possíveis fontes de tais substâncias podem ser chuvas de meteoros e cometas. Deve notar-se que é por isso suportado no nível Titan de CO, CO 2 e H 2 O na atmosfera. Assim, um fluxo pequeno, mas suficiente para formas de vida, de substâncias inorgânicas se dá bem com a névoa orgânica até a superfície onde pode ser processada e usada.

Uma alternativa ao acima pode ser uma rejeição completa das formas de vida do uso de elementos inorgânicos em princípio. Se a vida em Titã não requer fotossíntese e não precisa de fixação de nitrogênio do N 2(o nitrogênio livre está presente nas substâncias orgânicas sintetizadas durante as reações fotoquímicas), as duas principais razões pelas quais os catalisadores à base de metal precisam ser usados ​​podem ser eliminados. Além disso, supõe-se que as moléculas de água no titânio possam ser usadas no mesmo papel que os metais nas enzimas da Terra. O uso de ligações de hidrogênio para construir estruturas supramoleculares na água é impossível, no entanto, pressupõe-se que, nas condições de Titã, suas forças serão aceitáveis ​​para manter estruturas complexas a baixas temperaturas. A ligação de hidrogênio (5-30 kJ / mol) é mais forte que as forças de van der Waals, mas mais fraca que a covalente (~ 300 kJ / mol) ou iônica (20-30 kJ / mol). A energia térmica (RT) no titânio a uma temperatura de 95 K é de ~ 1 kJ / mol. Água, sendo uma das poucas moléculas polares em Titã,bem adequado para a formação de ligações de hidrogênio. Moléculas individuais de H2O ou seus pequenos aglomerados mantidos em "células" de hidrocarbonetos podem desempenhar o papel de catalisadores em estruturas baseadas em ligações de hidrogênio.


Na Terra, a vida é comum porque a água líquida habitável é comum. Mesmo no deserto terrestre mais seco de Atacama, no Chile, é encontrada água líquida. O fluido em Titã, como a água da terra, também é generalizado: muitos grandes lagos no norte e pelo menos um grande lago no hemisfério sul foram descobertos. Os dados do aparato de plantio de Huygens mostraram que o solo na região equatorial de Titã foi umedecido com metano e etano. Observações em órbita sugerem que a maioria dos solos em baixas latitudes é úmida. É possível que também existam pequenos lagos perto do equador. A natureza de sua origem, conteúdo e distribuição ainda não é conhecida exatamente. A maioria das grandes massas de água, com exceção do Lago Ontário, está localizada no hemisfério norte,97% dos lagos estão localizados em uma região com tamanho de 900 × 1800 km (cerca de 2% da superfície de Titã).

Todos os reservatórios em Titan podem ser divididos em dois grandes grupos. Grandes lagos (várias centenas de quilômetros de largura) atingem uma profundidade de várias centenas de metros. Seu litoral é irregular, eles estão conectados aos canais dos rios (por exemplo, o mar de Ligeya). Pequenos lagos, por outro lado, são menores e seu litoral é mais uniforme. As cavidades vazias, muito parecidas com os pequenos lagos, estão localizadas a 250 metros acima dos próprios lagos. Isso pode indicar a presença de aquíferos e uma rede subterrânea de canais que estabelecem um certo nível de líquido.


Lagos no titã. Mapa do hemisfério norte de Titã em cores artificiais. lagos são azuis, a terra é marrom. O mapa é baseado nos dados do radar da Cassini. O Mar Kraken, o maior lago de Titã, está localizado logo abaixo do poste. O canto superior direito é o segundo maior mar de Ligey.


Uma imagem de radar do mar Ligeya mostrando a costa complexa e a conexão do lago com os rios. A largura do lago é de cerca de 400 km.

Supõe-se que os lagos de Titã se formaram como cársticos na Terra como resultado da dissolução de substâncias orgânicas sólidas por metano líquido e etano. Imagens espectrais da órbita permitem identificar cinco tipos de terra em Titã:
  1. Área brilhante
  2. Dunas Equatoriais Escuras
  3. Áreas azuis
  4. Áreas emitidas com um comprimento de onda de 5 μm
  5. Lagos escuros

Segundo o radar, no solo próximo aos lagos polares e equatoriais, é registrado um alto teor de hidrocarbonetos e nitrilos, mas a completa ausência de gelo d'água. No entanto, o espectro de emissão de superfície no ponto de desembarque de Huygens indica uma camada de gelo granular de água coberto com solo úmido. Extrapolando os dados do espectrômetro de Huygens para outras regiões equatoriais, pode-se supor que o solo em baixas latitudes esteja constantemente umedecido. Isso pode ser causado pela existência de uma camada subterrânea úmida ou por chuvas sistemáticas, cuja ocorrência é confirmada nessas latitudes. Estima-se que o solo possa permanecer úmido por 5 a 50 dias após a precipitação. Assim, se a vida pode existir no líquido CH 4 e C 2 H 6então deve ser distribuído no Titan.


Superfície de titânio no local de pouso de Huygens, 10,2 ° S, 192,4 ° W. 8 pedras visíveis são numeradas na imagem, os tamanhos de dois deles são indicados lado a lado. A distância do módulo de pouso é indicada em azul. Acredita-se que as pedras sejam compostas por gelo de água revestido com matéria orgânica sólida. A forma arredondada das pedras indica o efeito do líquido sobre elas.

Ciclo de fluidos e transporte de substâncias


Na Terra, uma mistura de moléculas de água próprios H 2 O com partículas sólidas - sais. O ar dissolvido nele pode ser negligenciado. A evaporação leva à separação da água doce dos sais, resultando na formação de dois habitats líquidos diferentes: doce (lagos e rios) e salgado (mares e oceanos). Devido ao fato de a maior parte da superfície da Terra estar coberta de água, os processos de evaporação e precipitação são um ciclo contínuo.

Como observado acima, a precipitação líquida foi registrada em várias regiões equatoriais de Titã. Além disso, no verão nas regiões polares e nas latitudes médias, ocorre a formação de nuvens. Como regra, a quantidade de precipitação excede significativamente a evaporação em latitudes> 60 °, enquanto nas latitudes baixa e média o volume de evaporação é maior, o que é consistente com a ausência de reservatórios nessas áreas.

Ao contrário da Terra, os líquidos na superfície do titânio consistem em três componentes principais: metano, etano e nitrogênio atmosférico dissolvido (solubilidade N 2em metano e etano atinge 20%). O etano não é volátil em comparação com o metano e o nitrogênio, pelo que permanece na superfície quando o líquido evapora. Assim, nitrogênio e metano (e, em menor grau, etano), quando na atmosfera, podem interagir com líquidos na superfície. Chuva em Titã é uma mistura desses gases.

Estudos demonstraram que um líquido de três componentes se comporta de maneira diferente durante a evaporação e condensação do que um líquido de um componente, devido à diferente volatilidade de seus compostos constituintes. Em particular, a densidade de um líquido aumenta com a temperatura. Assim, o líquido nas regiões polares é menos denso do que no equador. Também é sabido que a densidade de um líquido em Titã está inversamente relacionada à pressão, que é fundamentalmente diferente das propriedades da água na Terra. Tudo isso causa um sistema mais complexo de circulação de fluidos em Titã em comparação com a Terra.

As diferenças mencionadas acima se refletem na composição dos lagos de Titã: os do norte são compostos de metano, enquanto os do sul são compostos de etano. É possível que o Lago Ontário faça parte de um reservatório evaporado uma vez maior. Por isso, assemelha-se ao Mar Morto terrestre. No entanto, ao contrário da Terra, não se sabe se o corpo de água se torna menos adequado para a vida quando está saturado com um líquido menos volátil. O etano é um solvente muito mais forte para as moléculas orgânicas do que o metano (vantagem de 20 vezes) e o nitrogênio, e, portanto, os lagos de etano podem ser mais adequados para o surgimento e desenvolvimento de formas de vida.

Se os lagos de Titã são cársticos, então a idade deles pode ser comparável à idade das formas mais jovens do relevo da lua (menos de ~ 100.000 anos). Além disso, supõe-se que a taxa de formação de estruturas cársticas nas latitudes do norte do norte seja três vezes maior que a do sul. Isso se deve ao fato de que, de acordo com as previsões do modelo climático, nas latitudes meridionais, ocorrem chuvas mais intensas, mas menos frequentes.

Assim, metano e etano em Titã fazem parte de um ciclo de fluido ativo e complexo, incluindo precipitação, evaporação, formação de lagos e umidade do solo. Tais ciclos devem ser aceitáveis ​​para o transporte de nutrientes e resíduos, sem os quais a vida não pode existir.

Bioquímica de carbono em titânio


A vida terrena é baseada na atividade química de compostos contendo carbono na água líquida. A base de uma vida possível em Titã deve ser a reação química do carbono em uma mistura líquida de etano e metano. As estruturas principais usadas pelas formas de vida terrestre (por exemplo, uma bicamada lipídica como parte de uma membrana celular; aminoácidos; DNA) só podem funcionar se houver um solvente semelhante à água. Na terra, a bioquímica do carbono fornece:
  • Princípio da compartimentalização
  • A existência e capacidade de copiar moléculas que armazenam e transmitem informações
  • A existência de moléculas estruturais e métodos para sua síntese

Esses processos podem ocorrer sob as condições de Titã?

A compartimentalização como fator de autonomia


Supõe-se que um fator necessário no surgimento da vida seja o surgimento de uma concha entre a parte interna do sistema vivo e o ambiente externo. Na Terra, a membrana celular é baseada em uma bicamada lipídica e atua devido à interação de lipídios bipolares com água líquida. Como resultado de estudos recentes, um modelo de membrana chamado nitrogenossoma foi proposto.capaz de funcionar em metano líquido a baixas temperaturas. Essa membrana consiste em pequenos compostos orgânicos contendo nitrogênio, como acrilonitrila. A integridade estrutural da membrana é baseada na atração entre as "cabeças" polares de moléculas ricas em nitrogênio e sua ligação por átomos de nitrogênio e hidrogênio. E embora a síntese de nitrogenossomas em condições de laboratório seja extremamente difícil, a própria estrutura é um modelo bastante viável nas condições de Titã.

Portadores de moléculas de informação e métodos para dobrá-las


Verificou-se que qualquer molécula transportadora de informação (como o DNA) não deve mudar de forma dependendo da informação codificada nela. Por essa característica mais importante, por exemplo, as moléculas de DNA diferem das proteínas. Substituir mesmo um aminoácido em uma sequência levará a uma mudança radical na forma da proteína, enquanto o DNA é imune a essas alterações. Portanto, o DNA é uma molécula adequada para armazenar informações, mas as proteínas não são.

Estudos recentes mostraram que os ésteres, considerados candidatos ao papel de uma molécula de transferência de informações no titânio, são praticamente insolúveis em temperaturas abaixo de 170 K (e no Titan, lembre-se, ~ 95 K), e a solubilidade dos biopolímeros é uma condição necessária para o desenvolvimento da vida. A água é um bom solvente apenas porque está em estado líquido a altas temperaturas e suas moléculas são polares. Assim, os principais fatores que dificultam a solubilidade no titânio são a baixa temperatura e a natureza não polar das moléculas de metano e etano. A busca por uma molécula solúvel nessas condições continua até hoje.

Se uma molécula desse tipo for encontrada, a conexão entre suas partes provavelmente será hidrogênio. Uma das opções pode ser uma ligação de hidrogênio com moléculas polares contendo oxigênio e nitrogênio. Além deles, polímeros eletrocondutores, como polipirrol ou polianilina, podem armazenar informações. Eles consistem em carbono, nitrogênio e hidrogênio e podem fazer a transição entre estados redox estáveis, que podem se tornar a base para a codificação das informações.

Moléculas estruturais e métodos para sua síntese


Para a vida terrena, a proteína se tornou a principal molécula estrutural. Usando apenas 20 aminoácidos essenciais, as formas de vida sintetizam uma enorme quantidade de várias proteínas. As proteínas individuais são "empacotadas" em formas mais complexas devido às interações entre si e, principalmente, às suas propriedades hidrofóbicas e hidrofílicas.

Em líquidos em Titã, os análogos de proteínas podem incluir cadeias de hidrocarbonetos, estruturas baseadas em compostos aromáticos, nanoestruturas de carbono (incluindo grafeno) e vários tipos de fulerenos. A adição de nitrogênio a esses compostos pode aumentar significativamente sua diversidade.

Ecossistemas


É sabido que a maioria das formas de vida na Terra vive em grupos. Dentro desses grupos, ocorre uma troca mais eficiente de substâncias e informações genéticas. Segundo dados recentes, as comunidades de microrganismos podem tolerar condições adversas muito melhores do que indivíduos únicos. A água líquida da Terra permite que os organismos façam contato físico; além disso, realiza o transporte de substâncias secretadas pela célula.
Se a vida em Titã é baseada em biomoléculas existentes em metano líquido e etano, é provável que ecossistemas semelhantes à Terra também possam se formar lá. Moléculas de sinalização para formas de vida podem ser hidrocarbonetos de baixo peso molecular que são móveis em um meio líquido metano-etano. Se o material genético do titânio for armazenado em polímeros solúveis, eles também poderão ser móveis em um meio líquido em sua superfície. É até possível que exista uma similaridade de vírus terrestres com conchas de hidrocarbonetos e material genético no interior.

Pesquisa de vida


Dada a enorme diferença entre as formas de vida propostas em Titã e as terrenas, é necessário desenvolver uma estratégia para encontrar vida neste satélite de Saturno. Seus princípios básicos, no entanto, já foram desenvolvidos.

Uma das principais propriedades da vida é a sua seletividade em relação às moléculas utilizadas. Várias variações de substâncias quimicamente semelhantes podem estar presentes em Titã, e as formas de vida terão que fazer uma escolha entre elas. Assim, na presença de vida, uma diferença significativa na concentração de várias moléculas deve ser observada em Titã, enquanto em um ambiente abiótico as diferenças serão menos acentuadas.

O exemplo mais marcante da seletividade biológica da vida é a quiralidade. A vida na Terra usa apenas L-aminoácidos, não seus D-análogos. A descoberta da homochirality em Titan seria evidência séria da vida. O exemplo mais simples de quiralidade é um átomo com quatro grupos ligados a ele de tal maneira que, quando sobrepostos a ele e a seu reflexo no espelho, eles não coincidirão. A formação de centros de quiralidade é possível com a adição de nitrogênio aos hidrocarbonetos.

A existência da vida não pode deixar de afetar a composição do ambiente. Então, a maioria de O 2 , CO 2 , CH 4 e até N 2na atmosfera da terra produzida por organismos vivos. O estudo da atmosfera de Titã parece ser muito mais simples do que coletar amostras de solo de sua superfície, portanto não deve ser negligenciado. Acredita-se que o indicador mais precisa da actividade biológica na Titan pode ser H 2 . O consumo de hidrogênio atmosférico pelas formas de vida afetará significativamente seu conteúdo na troposfera, desde que exceda 10 9 cm -2 * s -1 . Como resultado de reações fotoquímicas na atmosfera de titânio, formam-se 0,32 a 1,2 x 10 9 cm -2 * s -1 C 2 H 2 e 1,2 a 15 x 10 9 cm -2* s -1 C 2 H 6 . Se assumirmos que os metanógenos consomem ~ 20% desse volume, o conteúdo de hidrogênio na superfície do titânio se tornará aproximadamente constante. Caso contrário, sua quantidade aumentará gradualmente com o aumento.

Distribuição esquemática do hidrogênio na superfície do titânio na presença (linha sólida) e na ausência de formas de vida metanogênicas

Outro sinal da existência da vida é o nível de acetileno e etano. Foi confirmado que na superfície do titânio várias ordens de magnitude menos etano do que deveriam estar de acordo com os modelos. O último previu que deveria haver etano suficiente para cobrir a superfície de Titã com uma camada de vários metros de espessura. A sonda Cassini não encontrou essa camada. Além disso, em comparação com os modelos, há uma falta de acetileno no Titã, apesar de sua síntese na atmosfera e das reservas superficiais estimadas. Não foram encontrados vestígios de acetileno durante o pouso da sonda Huygens. Esses fatos indicam algumas reações químicas que ocorrem na superfície com a participação de etano e acetileno.
Verificou-se que a concentração de hidrogênio na atmosfera de Titã é heterogênea e excede significativamente a média acima do paralelo de 50 ° de latitude norte. Pode-se supor que o hemisfério sul mais rico em etano consome mais hidrogênio do que o hemisfério norte devido às melhores propriedades de dissolução do etano.

Alguns modelos prevêem um fluxo descendente de hidrogênio na atmosfera de Titã. Existem quatro explicações possíveis para isso (em ordem de probabilidade):
  1. O modelo pode simular de maneira incorreta ou imprecisa as condições climáticas e químicas do titânio e não pode existir fluxo de hidrogênio.
  2. Pode haver um processo físico de transferência de hidrogênio da atmosfera superior para a inferior. Assim, o hidrogênio pode entrar na superfície do titânio com partículas orgânicas sólidas pesadas.
  3. Se uma queda no nível de hidrogênio é realmente observada na superfície do Titã, uma explicação abiótica disso exige a presença de um certo catalisador na superfície.
  4. O consumo de hidrogênio, acetileno e etano ocorre em uma forma de vida desconhecida, formada com base no carbono em metano e etano líquidos.

Assim, o melhor método para encontrar traços de vida em Titã seria medir com precisão os níveis de hidrogênio, acetileno e etano na atmosfera mais baixa.

Conclusões


O artigo considera o satélite de Saturno Titã como um possível berço de uma forma de vida anteriormente desconhecida. A existência de um meio líquido em sua superfície, uma quantidade suficiente de luz e energia, um influxo constante de substâncias orgânicas da atmosfera parecem ser condições muito favoráveis ​​para seu desenvolvimento. Sob essas condições, uma membrana celular (em teoria) pode existir. Estudos de laboratório, no entanto, não conseguiram encontrar uma molécula portadora de informação adequada para condições em Titã. Assim, a possibilidade de vida em Titã ainda permanece uma questão em aberto.

Os principais desafios que a forma de vida proposta pode enfrentar são (em ordem de dificuldade para superá-los):
  1. Pouca variedade de elementos químicos na superfície
  2. Baixas temperaturas e, como resultado, baixa solubilidade de substâncias em meios líquidos
  3. Natureza não polar das moléculas de metano e etano, reduzindo a solubilidade das moléculas orgânicas e inorgânicas nelas
  4. Uma pequena variedade de moléculas estruturais de hidrocarbonetos em comparação com proteínas

Dadas essas limitações, pode-se supor que, se houver vida em Titã, ela é primitiva, heterotrófica, com metabolismo lento e genótipo relativamente simples. As comunidades de organismos também não são diversas e podem ser análogas às comunidades de bactérias extremófilas na Terra.

Os benefícios do titânio para as formas de vida incluem:
  1. Fluxo constante e facilmente acessível de nutrientes da atmosfera
  2. A ausência de radiação ultravioleta e ionizante na superfície
  3. Baixa probabilidade de termólise a temperaturas em torno de 95 K

Somente os ecossistemas mais simples podem existir em Titã, sem produtores e predadores primários. As formas de vida devem ser extremamente pouco exigentes para energia, e seu crescimento, portanto, será mais lento. É perfeitamente possível que a vida em Titã seja pouco mais do que reações auto-catalíticas que ocorrem em uma casca de nitrogênio [azotomes] . Mas se for capaz de armazenar e transmitir informações hereditárias, isto é, são de Darwin, mostrará um bom exemplo da geração independente de duas formas de vida diferentes em um sistema solar. E, quem sabe: talvez, sua descoberta seja o primeiro passo no caminho para o conhecimento do Universo, cheio de seres vivos diversos e surpreendentes.

Source: https://habr.com/ru/post/pt396915/

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