В поисках внеземной жизни ученые предлагают искать не молекулы, а их скрытую организацию

Международная группа исследователей под руководством Гидеона Йоффе из Института Вейцмана (Израиль) и Фабиана Кленнера из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что ключом к поиску внеземной жизни может служить не наличие отдельных органических молекул, а статистическая закономерность в распределении этих молекул. Согласно результатам, опубликованным в журнале Nature Astronomy, живые системы создают характерную организацию аминокислот и жирных кислот, которую можно отличить от неживых образцов с помощью методов, заимствованных из экологии. 

В течение многих лет астробиология сосредотачивалась на поиске специфических молекул, которые могли бы указать на присутствие жизни. Однако новое исследование предлагает принципиально иной подход: внимание следует перенести с отдельных соединений на скрытые взаимосвязи между ними. Как поясняют авторы, жизнь порождает не просто молекулы, но и особый принцип организации, который можно выявить с помощью статистических методов.

В ходе работы ученые проанализировали около ста наборов данных, включающих образцы самого разного происхождения. Это были и живые микроорганизмы, и почвы, и ископаемые остатки, а также метеориты, астероидное вещество и синтетические лабораторные смеси. Исследователи сосредоточились на двух классах соединений, которые играют центральную роль в земной биологии: аминокислотах и жирных кислотах. Оба типа молекул могут возникать как в результате биологических процессов, так и абиотическим путем, что делает их ненадежными индикаторами жизни при простом обнаружении.

Для различения биологических и небиологических образцов команда применила статистический аппарат, изначально разработанный для оценки биоразнообразия в экологии. Этот подход учитывает два ключевых параметра: видовое богатство, то есть количество различных типов молекул, и равномерность распределения этих молекул в образце.

Как выяснилось, аминокислоты в материале живого происхождения неизменно демонстрируют более высокое разнообразие и более равномерное распределение по сравнению с абиотическими объектами. Однако для жирных кислот наблюдается прямо противоположная картина: в неживых образцах они распределены более равномерно, чем в биологических.

Это открытие стало неожиданностью даже для самих исследователей, прежде всего благодаря своей простоте и эффективности. Предложенный метод позволил с высокой точностью разделять биологические и абиотические образцы.

Более того, он дал возможность увидеть непрерывный спектр состояний для материалов биологического происхождения: от свежих, хорошо сохранившихся образцов до сильно деградированных. Например, даже в окаменелых скорлупках яиц динозавров ученые смогли обнаружить статистические следы древней жизни, сохранившиеся, несмотря на миллионы лет ископаемого состояния.

Исследователи подчеркивают, что данный метод особенно ценен для интерпретации данных, которые уже собираются или будут собираться в ходе текущих и планируемых космических миссий на Марс, Европу, Энцелад и другие объекты. Поскольку он не зависит от какого-либо конкретного инструмента, его можно применять к информации, получаемой с помощью существующей аппаратуры. В то же время авторы работы признают, что ни один отдельно взятый метод не может служить окончательным доказательством существования внеземной жизни.

В итоге ученые предлагают дополнительный статистический инструмент для астробиологических исследований, который фиксирует не наличие отдельных молекул, а организационный принцип, присущий живым системам. Этот подход, успешно протестированный на земных биологических и абиотических образцах, может стать важным элементом в наборе независимых доказательств при будущих поисках жизни на других планетах и их спутниках.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях