Czy może istnieć życie bez wody?

Na gigantycznym księżycu Saturna, Tytanie, jest tak zimno, że zamarznięta woda jest twarda niczym granit. Mimo to zachodzi tam kompletny cykl substancji ciekłych, od metanu, do metanu. Naukowcy zastanawiają się, czy możliwym jest, że na planecie mogłoby istnieć życie. Nowe odkrycia wprowadziły spore zamieszanie w dotychczas istniejącą wiedzę. Weźmy na przykład koncepcję środowiska, które nadawałoby się do zamieszkania przez żywe istoty. Tradycyjna definicja „środowiska, które nadaje się do zamieszkania przez istoty żywe” to środowisko, na powierzchni którego znajduje się płynna woda; „strefa, która nadaje się do zamieszkania przez istoty żywe” wokół gwiazdy to region nie za gorący i nie za zimny, gdzie pojawić się może księżyc lub planeta, na których powierzchni możliwe jest istnienie wody.

Lecz przyjrzyjmy się Tytanowi. Ten gigantyczny księżyc krążący wokół Saturna klasyfikuje się bardzo daleko od tradycyjnej definicji „środowiska, które nadaje się do zamieszkania przez istoty żywe”. Temperatura na powierzchni księżyca wynosi mniej więcej 94 stopnie Kelvina (minus 179 stopni Celsjusza lub minus 290 stopni Farenheita). W takiej temperaturze zamarznięta woda jest twarda jak granitowa skała.

Mimo to wielu naukowców utrzymuje hipotezę, że nawet w tak trudnych warunkach życie byłoby w stanie przetrwać. Woda może być całkowicie zamrożona, lecz metan i etan są cieczami. W ostatnich latach, przy pomocy oprzyrządowania z promu kosmicznego Cassini należącego do NASA oraz dzięki zdjęciom zrobionym przez sondę Huygensa, badaczom udało się opisać niezwykły świat Tytana, gdzie można zaobserwować pełen cykl substancji płynnej bardzo podobny do cyklu hydrologicznego, który zachodzi na Ziemi. Z tą różnicą, że tamten cykl, bardziej niż na wodzie, bazuje na metanie i etanie. „Ze zdjęć wykonanych przez Cassini w roku 2004., jasno wynika, że na Tytanie zachodzi cykle metano-etylowy niezwykle przypominający cykl hydrologiczny występujący na naszej planecie,” wyjaśnia Johnatan Lunine, badacz z University of Arizona, który w chwili obecnej przeprowadza serię badań na rzymskim uniwersytecie Tor Vergata. Dzięki ekspertyzom Cassini dostrzeżono całe rzeki i jeziora metano-etanu. Jeziora te parują zamieniając się w chmury, z których następnie na powierzchnię księżyca pada węglowodorowy deszcz, dzięki któremu zapełniają się rzeki i jeziora. Jest to jedyny taki (poza ziemskim) układ cyrkulacji substancji ciekłych w naszym układzie słonecznym. Z tą różnicą, że nie występuje tam woda. Występuje tam natomiast dużo węglowodorów. Metan i etan to najprostsze molekuły węglowodoru. Same w sobie nie stanowią w świecie biologii czegoś niezwykle interesującego. Lecz węglowodory są niezwykle uniwersalne: mogą one gromadzić się i tworzyć niebywale kompleksowe struktury. W rzeczy samej, złożone węglowodory stanowią to, co nazywamy „życiem”. Można by więc się zastanawiać: czy skład chemiczny substancji, które występują na Tytanie przekroczył już „magiczny próg” i czy nieożywiona materia przemieniła się tam w jakąś formę życia?

Jedno jest w każdym razie pewne: jeśli na Tytanie istnieje życie, nie przypomina ono tego, co my nazywamy życiem. Nie istnieje najmniejsze prawdopodobieństwo tego, że powierzchni księżyca Saturna mogłaby zaistnieć i przetrwać jakakolwiek forma życia ziemskiego. Lunine tłumaczy: „ DNA i RNA formują się na bazie składników, które wymagają istnienia tlenu i fosforów. W systemie Tytana istnieją zaledwie śladowe ilości tlenu”. Właściwa istota DNA egzystuje na bazie ciekłej wody. „DNA tworzy spiralę dzięki jego zakończeniom: jedne wymagają wody, inne ją odrzucają,” wyjaśnia badacz. Dlatego też „życie na Tytanie musiałoby znaleźć inne molekuły, które mogłyby przenosić genetyczne informacje,” dodaje Lunine. Ponadto, przez wzgląd na fakt, że na Tytanie jest tak zimno, ograniczone jest istnienie wystarczającej ilości energii, która byłaby niezbędna do zajścia procesów tworzących bardziej skomplikowane struktury biochemiczne. Lecz, jak zauważa Lunine, nie musi to być największa przeszkoda dla zaistnienia życia. „Nie dysponujemy dużym doświadczeniem na temat chemii, która byłaby w stanie zaistnieć w tak niskich temperaturach”. Nie wiadomo więc, czego się tak naprawdę spodziewać.

Szansa odkrycia formy życia o innym składzie chemicznym, niż życie ziemskie, doprowadziła naukowców do wysnucia hipotezy, iż to właśnie Tytan jest miejscem, na którym należy w najbliższym czasie dopatrywać się zaistnienia pozaziemskich form życia. W ostatnim numerze magazynu branżowego „Astrobiology” Robert Shapiro, profesor chemii z New York University oraz Dirk Shulze-Makuch z Washington State University, ocenili, że na Tytanie jest na tyle duża szansa zaistnienia życia, że świat nauki powinien skierować swój wzrok tam nawet bardziej niż, na przykład, na Marsa.

Zarówno na Marsie, jak i na księżycu Jupitera, Europie, oraz księżycu Saturna, Enceladusie, ekspertyzy astrobiologiczne wykazały istnienie czegoś na kształt życia bazującego na wodzie. Lecz życie takie, nawet jeśli by dowiedziono jego istnienia, mogłoby mieć wspólne źródło z życiem, jakie występuje na Ziemi. Mogłoby to nastąpić na skutek przeniesienia go z jednej powierzchni na drugą przez, na przykład, meteoryt. Lecz nie jest tak w przypadku Tytana. Jeśli istnieje tam jakakolwiek forma życia, powstała ona niezależnie od życia istniejącego na Ziemi.

Nie wszyscy jednak badacze zgadzają się co do tego, że to właśnie Tytan powinien zostać objęty szczególną obserwacją. NASA i ESA zgodziły się już co do tego, że kolejną misją mającą na celu dalszą eksplorację naszego układu słonecznego będzie misja na Europę. Od kolejnej ekspedycji wysłanej w kierunku Saturna i Tytana mogą nas dzielić niestety całe dekady. Lecz mniejszy i znacznie tańszy lądownik o nazwie Titan Mare Explorer (TiME) mógłby wystartować z Ziemi już w roku 2015 - na Tytanie wylądowałby wtedy w roku 2022 lub 2023. Ellen Stofan z Proxemy Research w Rectortown, jest szefową zespołu pracującego nad powstaniem TimE'a. Opisuje ona maszynę jako kapsułę w kształcie boji, która byłaby w stanie wylądować na jednym z północnych jezior Tytana i przepłynąć jego powierzchnię w ciągu minimum dwóch dni „tytańskich” (około szesnastu dni ziemskich). „Na pokładzie TiME'a znajduje się wiele profesjonalnego sprzętu. Najważniejszym z nich, z czysto naukowego punktu widzenia, jest masowy spektrometr,” wyjaśnia Stofan. „Będziemy kilkunastokrotnie pobierali odrobinę cieczy z jeziora i poddawali ją analizie, by dokładnie przebadać jej skład chemiczny. Wiem już, że zawiera ona zarówno metan, jaki i etan, lecz TiME pozwoli na niezwykle szczegółowe przebadanie jej struktury, w skład której wchodzą także organiczne, czyli węglowodorowe, cząsteczki,” dodaje badaczka.

Jeśli na Tytanie istnieje życie, może być ono trudne do wykrycia. „Nikt z nas nie sądzi, że po tym, jak kapsuła dostanie się na powierzchnię Tytana, dostarczone nam zostaną wyraźne zdjęcia pięknych struktur włókienkowych, w skład których będą wchodzić komórki wielkości widzialnej gołej okiem czy chociażby mikroskopowej,” wyjaśnia Lunine, który także sprawuje pieczę nad tworzeniem misji TiME. To, co zostanie dostrzeżone, może być naprawdę niezwykle małe i pozornie nieznaczące. „Będziemy musieli przyjrzeć się dokładnie wszystkim odstępstwom od normy, które zaobserwujemy w składzie chemicznym cieczy, na przykład brakowi węglowodorów lub jego nadmiernej ilości,” dodaje uczony. Póki co, nikt nie posiada wiedzy na temat tego, co dzieje się z chemią organiczną w środowisku istniejącym na Tytanie. Luniane dodaje: „Czy wszystko dąży do tego, że ten rodzaj chemii stanie się czymś, co będziemy mogli nazwać życiem - lecz życiem bazującym na płynnych węglowodorach? Niestety nie znamy jeszcze odpowiedzi na to pytanie. Mamy jednak nadzieję, że uzyskamy ją w niedalekiej przyszłości.” Ponieważ, jeśli odpowiedź na to pytanie brzmi „Tak”, będzie to dowód na to, że życie narodziło się we wszechświecie więcej niż jeden raz. „Jeśli odpowiedź okaże się potwierdzającą, będzie to świadczyło o tym, że na innych planetach także może rozwijać się życie,” twierdzi uczony.

---