Марсоход НАСА на шаг приблизился к поиску инопланетной жизни на Марсе

Это связано с тем, что, по крайней мере, на Земле в биологии участвуют относительно сложные длинноцепочечные молекулы углерода. Эти молекулы могут быть фрагментами жирных кислот, которые содержатся, например, в мембранах, окружающих биологические клетки.

Ученые считают, что если на Марсе и зародилась жизнь, то, скорее всего, микробного происхождения. Поскольку микробы так малы, трудно с уверенностью утверждать, что на Марсе есть какие-либо потенциальные доказательства существования жизни. Для таких доказательств нужны более мощные научные приборы, которые слишком велики, чтобы поместить их на марсоход.

Органические молекулы, обнаруженные Curiosity, состоят из атомов углерода, соединенных в длинные цепочки, с другими элементами, связанными с ними, такими как водород и кислород. Они происходят из породы возрастом 3,7 миллиарда лет, получившей название Камберленд, которую марсоход обнаружил в предположительно высохшем русле озера в кратере Гейла на Марсе. Ученые использовали прибор Sample Analysis at Mars (Sam) на марсоходе Nasa, чтобы сделать свое открытие.

Ученые искали доказательства существования аминокислот, которые являются строительными блоками белков и, следовательно, ключевыми компонентами жизни, как мы ее знаем. Но эта неожиданная находка почти столь же захватывающая. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academies of Science.

Среди молекул оказались декан, имеющий 10 атомов углерода и 22 атома водорода, и додекан, содержащий 12 углеродов и 26 атомов водорода. Эти молекулы известны как алканы, которые относятся к химическим соединениям, известным как углеводороды.

Это захватывающее время в поисках жизни на Марсе. В марте этого года ученые представили доказательства наличия особенностей в другой породе, отобранной марсоходом Perseverance в другом месте Марса.

Эти особенности, названные «леопардовыми пятнами» и «маковыми зернами», могли появиться в результате деятельности микроорганизмов в далеком прошлом или нет. Результаты исследования были представлены на конференции в США и пока не опубликованы в рецензируемом журнале.

Миссия Mars Sample Return, совместная работа Nasa и Европейского космического агентства, дает надежду на то, что образцы пород, собранные и сохраненные Perseverance, могут быть доставлены на Землю для изучения в лабораториях.

Мощные приборы, имеющиеся в наземных лабораториях, могли бы наконец подтвердить наличие или отсутствие явных доказательств существования жизни на Марсе в прошлом. Однако в 2023 году независимый наблюдательный совет раскритиковал увеличение бюджета Mars Sample Return.

Это заставило агентства переосмыслить возможные варианты осуществления миссии. В настоящее время они изучают два пересмотренных варианта.

Признаки жизни?

Камберленд был найден в районе Гейл-Кратера под названием Йеллоунайф-Бей. В этом районе находятся скальные образования, подозрительно похожие на те, что образуются при накоплении осадка на дне озера.

Одна из научных целей Curiosity — изучить возможность того, что в прошлом условия на Марсе были подходящими для развития жизни, поэтому древнее дно озера — идеальное место для их поиска.

Исследователи полагают, что молекулы алканов когда-то могли быть компонентами более сложных молекул жирных кислот. На Земле жирные кислоты являются компонентами жиров и масел.

Они образуются в процессе биологической активности, например, при формировании клеточных мембран. Предположения о присутствии жирных кислот в образце породы высказывались уже несколько лет, но в новой статье приводятся подробные доказательства.

Жирные кислоты — это длинные линейные углеводородные молекулы с карбоксильной группой (COOH) на одном конце и метильной группой (CH3) на другом, образующие цепочку из атомов углерода и водорода.

Молекула жира состоит из двух основных компонентов: глицерина и жирных кислот. Глицерин — это молекула спирта с тремя атомами углерода, пятью гидрогенами и тремя гидроксильными (химически связанными кислородом и водородом, OH) группами. Жирные кислоты могут иметь 4-36 атомов углерода, однако большинство из них имеют 12-18. Самые длинные углеродные цепочки, найденные в Камберленде, имеют длину 12 атомов.

Органические молекулы, сохранившиеся в древних марсианских породах, являются важнейшим свидетельством обитаемости Марса в прошлом и могут служить химическими биосигнатурами (признаками того, что здесь когда-то была жизнь).

Образец из Камберленда неоднократно анализировался прибором Sam с использованием различных экспериментальных методик и показал наличие глинистых минералов, а также первых (более мелких и простых) органических молекул, обнаруженных на Марсе еще в 2015 году.

Среди них было несколько классов хлорсодержащих и серосодержащих органических соединений в осадочных породах кратера Гейл с химической структурой до шести атомов углерода. Новое открытие удваивает количество атомов углерода, обнаруженных в одной молекуле на Марсе.

Молекулы алканов имеют большое значение для поиска биосигнатур на Марсе, но как они образовались на самом деле, остается неясным. Они также могут быть получены в результате геологических или других химических механизмов, не связанных с жирными кислотами или жизнью. Такие источники известны как абиотические.

Однако тот факт, что они сохранились в образцах, подвергавшихся воздействию суровой окружающей среды в течение многих миллионов лет, дает астробиологам (ученым, изучающим возможность существования жизни за пределами Земли) надежду на то, что свидетельства древней жизни могут быть обнаружены и сегодня.

Возможно, образец содержит еще более длинноцепочечные органические молекулы. В нем также могут содержаться более сложные молекулы, свидетельствующие о наличии жизни, а не о геологических процессах.

К сожалению, Sam не способен их обнаружить, поэтому следующим шагом будет доставка марсианских пород и грунта в более способные лаборатории на Земле. Mars Sample Return сделает это с помощью образцов, уже собранных марсоходом Perseverance. Все, что теперь нужно, — это бюджет.

Дерек Уорд-Томпсон, профессор астрофизики, Университет Центрального Ланкашира, и Меган Арго, старший преподаватель астрономии, Университет Центрального Ланкашира.