Астробиологи нашли перспективный новый подход к поиску внеземной жизни. Вместо того чтобы просто искать отдельные биомолекулы, они предлагают анализировать, как именно эти молекулы организованы — их разнообразие и равномерность распределения. Такой метод может существенно повысить эффективность поиска и помочь отличить биологическое происхождение от абиотического.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном 11 мая в журнале Nature Astronomy.

Как работает новый метод

Жизнь использует и производит множество органических соединений: аминокислоты, пептиды, жирные кислоты и другие. Их присутствие считается потенциальным биосигналом. Однако многие из этих веществ могут возникать и без участия жизни — в результате обычных химических реакций. Именно это создаёт главную проблему астробиологии.

Группа учёных под руководством Гидеона Йоффе (Институт Вейцмана, Израиль) и при участии Фабиана Кленнера из Калифорнийского университета в Риверсайде решила применить экологический подход. Они изучили около 100 наборов данных из метеоритов, астероидов, микробов, почв и лабораторных синтетических образцов.

Результат оказался интересным:

  • Аминокислоты, созданные живыми организмами, демонстрируют более высокое разнообразие и более равномерное распределение.
  • Жирные кислоты, напротив, в биологических образцах менее разнообразны и распределены менее равномерно.

«Наш подход может сделать поиск жизни более эффективным. Если молекулярный состав не показывает признаков жизни-подобной организации, такой объект можно отнести к менее приоритетным», — пояснил Фабиан Кленнер.

Преимущества метода

Важное достоинство — метод работает даже с сильно деградированными образцами. Организационные паттерны сохраняются в окаменелостях, в том числе в яйцах динозавров. Это особенно полезно для Марса, где учёные ищут следы древней жизни.

Где можно применить новый подход

Один из самых перспективных объектов — спутник Юпитера Европа, под ледяной корой которого скрывается глобальный океан жидкой воды. Космический аппарат NASA Europa Clipper, который сейчас летит к Юпитеру (прибытие в 2031 году), оснащён прибором Surface Dust Analyzer. Он сможет анализировать состав органических молекул в ледяных зёрнах, выбрасываемых с поверхности Европы.

«Если будут обнаружены семейства органических молекул, наш метод на основе разнообразия поможет определить, выглядят ли они более похожими на абиотическую химию или на биологическую организацию», — отметил Кленнер.

Ограничения

Метод пока проверен только на аминокислотах и жирных кислотах. Для других классов молекул его ещё предстоит протестировать. Кроме того, для надёжных выводов нужен широкий контекст — данные о многих связанных молекулах. Поэтому его нельзя применить, например, к одиночному обнаружению диметилсульфида на экзопланете K2-18b.

Вкратце

Учёные предложили новый способ поиска инопланетной жизни: анализировать не просто наличие биомолекул, а их организацию — разнообразие и равномерность распределения. Аминокислоты биологического происхождения более разнообразны, а жирные кислоты — менее. Метод работает даже с древними и деградированными образцами и может быть применён на Марсе и Европе с помощью прибора Europa Clipper. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.