Zvláštní molekulární podpis by mohl být nejlepším vodítkem k mimozemskému životu

Vědci možná objevili skrytý chemický podpis, který by mohl pomoci odhalit mimozemský život. Astronomové hledající život mimo Zemi se již dlouho zaměřují na nalezení správných molekul na vzdálených planetách a měsících. Nová studie však naznačuje, že nejdůležitějším vodítkem nemusí být samotné molekuly, ale skryté vzorce v jejich organizaci.

Výzkum publikovaný v časopise Nature Astronomy vede k závěru, že živé systémy produkují v určitých organických molekulách charakteristické statistické vzorce, které se liší od těch, které vznikají nebiologickou chemií.

„Ukazujeme, že život neprodukuje jen molekuly,“ řekl Fabian Klenner, docent planetárních věd na UC Riverside a spoluautor studie. „Život také produkuje organizační princip, který můžeme pozorovat na základě aplikace statistiky.“

Hledání života mimo Zemi má nový přístup, který se více spoléhá na statistické vzorce molekul než na přítomnost jakékoliv jednotlivé molekuly.

Skryté chemické vzorce spojené se životem
Výzkumníci zjistili, že aminokyseliny v biologických materiálech jsou obecně rozmanitější a rovnoměrněji rozložené než aminokyseliny produkované abiotickými neboli neživými procesy. Mastné kyseliny vykazovaly opačný trend, kdy nebiologická chemie produkovala rovnoměrnější rozložení než živé systémy.

Podle týmu se jedná o první studii, která prokazuje, že tento širší organizační rys života lze identifikovat pomocí statistické analýzy, spíše než spoléhat se na jediný specializovaný přístroj. To znamená, že tento přístup by mohl potenciálně fungovat s daty, která již shromažďují stávající i budoucí vesmírné mise.

Zjištění přicházejí v době, kdy planetární výzkum vstupuje do období stále sofistikovanější chemické analýzy. Mise zkoumající Mars, Europu, Enceladus a další světy shromažďují stále větší množství dat o organických sloučeninách. Pochopit, co tato měření skutečně znamenají, však zůstává zatím obtížné.

Mnoho molekul spojených se životem na Zemi, včetně aminokyselin a mastných kyselin, se může přirozeně tvořit i nebiologickými procesy. Vědci je detekovali v meteoritech a vytvořili je v laboratorních experimentech určených k simulaci podmínek ve vesmíru. Z tohoto důvodu pouhé nalezení těchto molekul nestačí k potvrzení přítomnosti života.

„Astrobiologie je v podstatě forenzní věda,“ řekl Gideon Yoffe, postdoktorandský výzkumník na Weizmannovu institutu věd v Izraeli a první autor studie. „Snažíme se odvodit procesy z neúplných indicií, často s velmi omezenými daty shromážděnými misemi, které jsou mimořádně drahé a nepravidelné.“

Ekologická statistika k hledání mimozemského života
Aby se s tímto problémem vypořádali, vědci si vypůjčili statistický rámec běžně používaný v ekologii. Ekologové často měří biodiverzitu pomocí dvou konceptů: bohatosti, která se vztahuje k počtu přítomných druhů, a vyrovnanosti, která měří, jak rovnoměrně jsou rozloženy.

Yoffe se s touto metodou poprvé setkal při studiu statistiky a datové vědy během doktorského výzkumu. Metriky diverzity byly zde použity k odhalení skrytých vzorců ve složitých datových souborech, včetně výzkumu starověkých lidských kultur.

Vědci aplikovali stejné statistické uvažování na mimozemskou chemii. S využitím zhruba 100 dříve shromážděných datových sad tým analyzoval aminokyseliny a mastné kyseliny z mikrobů, půdy, fosilií, meteoritů, asteroidů a syntetických laboratorních vzorků. Biologické materiály konzistentně vykazovaly charakteristické organizační vzorce, které je odlišovaly od neživé chemie.

Starověké fosilie stále nesou známky života
Jedním z největších překvapení byla spolehlivost metody navzdory její jednoduchosti. Výzkumníci byli opakovaně schopni s velkou konzistencí rozlišit biologické vzorky od abiotických. Zjistili také, že biologické materiály tvořily kontinuum od dobře zachovalých vzorků až po silně degradované.

„To bylo skutečně překvapivé,“ řekl Klenner. „Metoda zachytila nejen rozdíl mezi živým a neživým, ale také stupeň zachování a modifikace.“

Dokonce i vzorky, které se v průběhu času významně rozložily, si stále uchovávaly stopy této organizační struktury. Například zkamenělé skořápky dinosauřích vajec zahrnuté do studie nadále vykazovaly detekovatelné statistické podpisy spojené se starověkou biologickou aktivitou.

Potenciálně nový nástroj pro budoucí vesmírné mise
Výzkumníci zdůrazňují, že žádná jednotlivá technika sama o sobě nebude stačit k prokázání existence mimozemského života. „Jakékoliv budoucí tvrzení o nalezení života by vyžadovalo více nezávislých důkazů, interpretovaných v geologickém a chemickém kontextu planetárního prostředí,“ řekl Klenner.

Tým se však domnívá, že tento statistický rámec by se mohl stát cenným doplňkem budoucích misí hledajících důkazy o životě mimo Zemi.

„Náš přístup je dalším způsobem, jak posoudit, zda tam mohl existovat život,“ řekl Klenner. „A pokud různé techniky směřují stejným směrem, pak se to stává velmi účinným.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/this-strange-molecular-signature-may-be-the-best-clue-yet-to-alien-life/

autor: František Martinek