Voda. Nachází se všude na Zemi, od polárních ledových čepic po parní gejzíry. A kde najdou vodu, najdou život, téměř bez výjimky. "Když na Zemi najdeme vodu - ať už se jedná o jezera pokrytá ledem, hlubokomorské hydrotermální průduchy, vyprahlé pouště - pokud existuje voda, najdeme v ní mikroby, které v ní dokážou žít," říká Brian Glaser, oceánograf Havajská univerzita na Manoa, studium astrobiologie.
Proto neobvyklým heslem NASA v honbě za mimozemským životem bylo „následovat vodu“.
Vědci NASA nedávno oznámili nález na Marsu: temné proudy, které vědci viděli během letních měsíců na Marsu déle než deset let, se ukázaly jako důkaz tekoucí vody. Zatímco solné toky mohou být příliš nasyceny chloridovými solemi, aby podporovaly život, v současné době zvyšují pravděpodobnost života na Marsu.
Ale proč přesně je voda tak důležitou molekulou pro život? Mohly by existovat další ingredience, které poskytují perfektní recept na život na jiných planetách?
Ukazuje se, že několik chemických vlastností vody z něj činí nezbytný pro živé věci. Voda nejenže rozpustí téměř všechno, ale je také jedním z mála materiálů, které mohou být pevné, kapalné a plynné v relativně úzkém teplotním rozmezí.
Současný život
Téměř celý život na Zemi používá membránu, která odděluje tělo od prostředí. Aby tělo zůstalo naživu, přijímá důležité materiály pro výrobu energie a odfiltruje toxické látky, jako je odpad. V tomto ohledu je voda nezbytná, protože zůstává při teplotě Země kapalná. Jak to plyne, poskytuje efektivní způsob přenosu látek z buňky do buněčného prostředí. Uvolňování energie z pevných látek je mnohem obtížnější (i když existují mikroby, které jedí skálu), říká Glazer.
Propagační video:
Druhá část rovnice - kromě skutečnosti, že voda může nést látky do a ven z buňky - souvisí s jedinečnou chemickou konfigurací. Skromná molekula vody se skládá ze dvou atomů vodíku navázaných na atom kyslíku.
"Způsob, jakým jsou kombinovány, dělá z vody nádherné univerzální rozpouštědlo," což jí umožňuje rozpustit téměř jakoukoli látku, říká Glaser.
Důvodem je především skutečnost, že molekula má polaritu, shluky atomů vodíku na jedné straně molekuly, tvořící pozitivní oblast a kyslík na druhém konci tvoří záporný náboj. Pozitivní vodíkový konec přitahuje záporné ionty (nebo atomy s extra elektronem ve vnějším obalu), zatímco záporný konec přitahuje pozitivní ionty (kterým chybí jeden z jejich elektronů).
Díky pozoruhodným rozpouštěcím vlastnostem je voda ideální pro přenos látek, jako jsou fosforečnany nebo ionty vápníku, do a z buňky.
Vodní fáze
Další neobvyklou vlastností vody je to, že může být pevná, kapalná a plynná v teplotním rozmezí na Zemi. Jiné molekuly, které byly identifikovány jako dobré kandidáty na podporu života, mají sklon zůstat kapalné při teplotách nebo tlacích, které by byly pro nejslavnější formy života nehostinné.
"Voda je vlastně sladká skvrna," říká Glazer.
Skutečnost, že voda může být ve všech třech fázích v relativně úzkém rozmezí tlaků, vytváří mnoho příležitostí k rozkvětu života, dodává.
"Všechny tři podmínky vody dostupné na naší planetě vytvářejí příjemnou rozmanitost stanovišť a mikroklima," říká Glazer. Například zmrzlý led lze nalézt v horských ledovcích, zatímco vodní pára pomáhá zahřát atmosféru.
Vodní kolébka života
Voda může být více než kapalina, která usnadňuje život - může to být ochranná kolébka, která přivedla stavební kameny života na Zemi, říká Ralph Kaiser, fyzik a chemik na Havajské univerzitě, který studuje astrochemii.
Podle jedné z teorií původu života na Zemi, teorie panspermie, se na Zemi narazily ledové komety, které nesly malé organické molekuly, které se staly základem života. Ale cestování vesmírem je utrpení, především kvůli silné úrovni záření, které může zničit jemné organické molekuly.
Voda v její pevné formě však může chránit molekuly před zářením. "Možná, protože stavební cihly byly zamrzlé ve vodě, stalo se to jejich ochranným pláštěm."
Při hledání náhradníků
I když je voda nezbytná pro život na naší vlastní planetě, mohou existovat formy života, které nežijí podle pravidel pozemšťanů.
Vědci také hledají jiné tekutiny, které by mohly hrát podobnou roli jako univerzální rozpouštědlo a transportní médium. Mezi nejlepší uchazeče patří amoniak a metan, říká Chris McKay, astrobiolog ve výzkumném středisku NASA Ames v Moffett Field v Kalifornii. Amoniak, stejně jako voda, je polární molekula relativně běžná ve vesmíru, ale vědci dosud nenašli velká těla s amoniakem ve sluneční soustavě.
Metan není polární, ale může rozpustit mnoho dalších látek. Na rozdíl od vody se však metan stává kapalným pouze při velmi nízkých teplotách - při -182 ° C.
"Víme, že Titan má velká jezera kapalného metanu a etanu," říká McKay, to je jeden ze Saturnových měsíců. "Velmi zajímavou otázkou tedy je, zda může život použít kapalný metan nebo ethan."
Ilya Khel