NASA odhaluje možné stavební kameny života na Saturnově měsíci Titanu

Vědci navrhují, že se v tekutých jezerech na Titanu mohly tvořit tzv. vezikuly, což naznačuje novou cestu pro vznik prekurzorů života. To rozšiřuje možnosti, kde by mohl vzniknout život ve Sluneční soustavě. Vědci z NASA objevili důkazy, že v jezerech na Saturnově měsíci Titanu se mohou přirozeně vyvíjet buněčné struktury známé jako vezikuly.

Titan je vedle Země jediným místem ve Sluneční soustavě, kde se na povrchu vyskytuje stabilní kapalina. Tato jezera a moře však nejsou tvořena vodou. Namísto toho jsou naplněna kapalnými uhlovodíky, jako je metan a etan.

Na Zemi je přítomnost kapalné vody považována za klíčový faktor pro vznik života, jak jej známe. To vedlo mnoho astrobiologů k otázce, zda prostředí bohaté na uhlovodíky na Titanu také umožňuje vznik molekul nezbytných pro život – ať už v podobě, kterou známe, nebo v úplně jiné formě.

Jak se tvoří vezikuly v zemském prostředí
Nedávná studie NASA, publikovaná v časopise International Journal of Astrobiology, popisuje možný způsob, jakým by se mohly na Titanu vyvinout stabilní vezikuly, a to na základě současných znalostí o atmosférickém a chemickém složení tohoto měsíce. Vytvoření těchto uzavřených struktur je považováno za klíčový krok k produkci stavebních kamenů živých buněk (nebo protobuněk).

Navrhovaný mechanismus se soustředí na molekuly známé jako amfifily, které mají schopnost se za určitých podmínek spontánně uspořádat do vezikul. Na Zemi se tyto polární molekuly skládají ze dvou odlišných částí: hydrofobního (vodu odpuzujícího) konce a hydrofilního (vodu přitahujícího) konce. Ve vodním prostředí se mohou shlukovat do sférických tvarů podobných mýdlovým bublinám. V těchto sférách jsou hydrofilní konce obráceny ven, aby mohly interagovat s okolní vodou, zatímco hydrofobní konce jsou chráněny uvnitř. Za vhodných okolností se mohou dvě takové vrstvy spojit a vytvořit dvojvrstvou membránu, čímž vznikne buňce podobná sféra, která uvnitř zachycuje kapku vody.

V případě Titanu museli vědci tento koncept přizpůsobit prostředí, které se výrazně liší od podmínek na rané Zemi. Titan, největší měsíc Saturnu a druhý největší ve Sluneční soustavě, je jedinečný tím, že je jediným měsícem s hustou, významnou atmosférou.

Po staletí zakrývala povrch Titanu hustá oranžová mlha, díky níž o něm nebylo mnoho známo. To se změnilo v roce 2004, kdy sonda Cassini vstoupila do systému Saturnu a dramaticky změnila vědecké poznání o tomto měsíci.

Složité počasí a organická chemie na Titanu
Sonda Cassini odhalila, že Titan má dynamický systém počasí, který dodnes formuje jeho povrch. Atmosféra se skládá převážně z dusíku, s významným podílem metanu (CH₄). Tento metan kondenzuje do mraků a vytváří déšť, který padá na povrch, vytváří říční koryta a přispívá k erozi, než se shromáždí v jezerech a mořích. Vlivem slunečního záření se kapalina odpařuje zpět do atmosféry a znovu tvoří mraky.

Na připojeném obrázku je umělecká představa navrhovaného mechanismu tvorby vezikul na Titanu. (1) Metanová jezera a moře na povrchu Titanu se pokryjí vrstvou amfifilních látek. (2) Metanové kapky dopadají na hladinu jezera. (3) Kapky vytvářejí mlhu z kapiček pokrytých stejnou vrstvou. (4) Kapičky se usazují zpět na hladině jezera a klesají ke dnu, kde se pokryjí dvojitou vrstvou, která se stane vezikulou.

Tento meteorologický cyklus také řídí složité chemické reakce. Sluneční energie rozkládá molekuly, jako je metan, a výsledné fragmenty se znovu spojují do složitějších organických sloučenin. Mnoho astrobiologů se domnívá, že tyto procesy mohou poskytnout cenné poznatky o tom, jak vznikly a vyvinuly se molekuly nezbytné pro život na rané Zemi.

Nová studie se zabývala tím, jak by se mohly tvořit vezikuly v mrazivých podmínkách uhlovodíkových jezer a moří na Titanu, a to se zaměřením na kapky mořské tříště, které jsou vyvrženy nahoru stříkajícími dešťovými kapkami. Na Titanu mohou být jak kapky mořské tříště, tak povrch moře pokryty vrstvami amfifilních látek. Pokud kapka dopadne na povrch jezera, obě vrstvy amfifilních látek se spojí a vytvoří dvojvrstvou vezikulu, která obklopí původní kapku. V průběhu času by se mnoho z těchto vezikul rozptýlilo po celém jezeře a vzájemně by na sebe působily a soutěžily v evolučním procesu, který by mohl vést k primitivním protobuňkám.

Důsledky pro pochopení původu života
Pokud se navrhovaná cesta skutečně odehrává, zvýší to naše pochopení podmínek, za kterých by mohl vzniknout život.

„Existence jakýchkoliv vezikul na Titanu by dokazovala zvýšení řádu a složitosti, což jsou podmínky nezbytné pro vznik života,“ vysvětluje Conor Nixon z Goddardova centra kosmických letů NASA v Greenbeltu v Marylandu. „Jsme nadšeni z těchto nových myšlenek, protože mohou otevřít nové směry ve výzkumu Titanu a mohou změnit způsob, jakým budeme v budoucnu hledat život na Titanu.“

První misí NASA na Titan je připravovaný vrtulník Dragonfly, který bude zkoumat povrch Saturnova měsíce. Ačkoliv jezera a moře na Titanu nejsou cílem mise Dragonfly (a mise nebude vybavena přístrojem pro rozptyl světla, který je potřebný k detekci takových kapének), mise bude létat z místa na místo, aby studovala složení povrchu měsíce, prováděla atmosférická a geofyzikální měření a charakterizovala obyvatelnost prostředí Titanu.

Zdroj: https://scitechdaily.com/nasa-unveils-possible-building-blocks-of-life-on-saturns-moon-titan/ a https://science.nasa.gov/science-research/planetary-science/astrobiology/path-toward-protocells-on-titan/

autor: František Martinek