Исследователи предлагают новый способ поиска доказательств существования жизни

Фото из открытых источников

Поиск инопланетной жизни объединяет несколько научных дисциплин в нашем стремлении определить, одиноки ли мы во Вселенной. Ученые ищут биосигнатуры в атмосферах экзопланет, исследуют потенциально обитаемые миры в нашей собственной Солнечной системе, такие как Марс и Европа, и сканируют искусственные сигналы, которые могут указывать на разумные цивилизации. 

Этот процесс заставляет нас подвергнуть сомнению само наше определение жизни, поскольку внеземные организмы могут использовать биохимию, сильно отличающуюся от углеродных систем Земли. Несмотря на отсутствие окончательного контакта, открытия потенциально обитаемых миров и экстремофилов, процветающих в самых суровых условиях Земли, предполагают, что жизнь может быть распространена во всей Вселенной.

Если жизнь на других планетах может так сильно отличаться от земной, то будет сложно понять, какие признаки искать. В своей статье, опубликованной в Nature Communications, Акшит Гоял (Институт фундаментальных исследований Тата) и Михаил Тихонов (Вашингтонский университет) предлагают сосредоточиться на экосистемах, а не на конкретных формах жизни. Моделируя, как организмы конкурируют за ресурсы и взаимодействуют экологически, можно будет идентифицировать универсальные биосигнатуры, которые не зависят от Земли, как биология или определенные метаболические процессы.

Одним из аспектов, который признан универсальной чертой жизни, является потребление энергии и ее преобразование. В то время как предыдущие подходы предлагали идентифицировать жизнь через химический дисбаланс или модели потока энергии, у них не было конкретных критериев для различения биологических и небиологических процессов. В статье исследователи объединяют энергетическую перспективу с ключевым наблюдением: формы жизни практически никогда не существуют в изоляции, а развиваются в конкурентные экосистемы с экологическими взаимодействиями. За единственным известным исключением на Земле, формирование экосистем, по-видимому, почти так же фундаментально для жизни, как и сама эволюция.

Даже если мы сможем определить критерии поиска, поиск этих универсальных признаков жизни сопряжен с трудностями. Хотя использование энергии является общим для всей жизни, различение биологических и небиологических процессов остается сложным при современных технологиях. В этой статье подводится итог новому подходу: поиску пространственного расслоения химических веществ, упорядоченных по их энергетическому содержанию! Это расслоение естественным образом возникает из двух универсальных особенностей жизни: саморепликации и конкуренции между видами.

Вместе эти особенности создают закономерности, в которых высокоэнергетические ресурсы истощаются быстрее, а различные организмы становятся пространственно разделенными. В отличие от традиционных биосигнатур, привязанных к определенным земным метаболизмам, эта закономерность возникает из-за конкуренции экосистем независимо от вовлеченной биохимии. Хотя небиологические процессы могут создавать слоистые структуры, они, как правило, не организованы по содержанию энергии. Однако основным ограничением является практическая реализация, поскольку такие закономерности может быть трудно обнаружить с помощью современных технологий, особенно с помощью дистанционного зондирования. Увы, путешествия в далекие инопланетные миры вокруг других звездных систем также выходят за рамки наших возможностей, поэтому нам приходится полагаться на методы дистанционного зондирования.