จุลินทรีย์ใด ๆ อาจต้องละทิ้งเยื่อหรืออาศัยอยู่ใต้ดิน โดย CHARLIE WOOD | เผยแพร่ 5 มี.ค. 2020 13:00 น ศาสตร์ทะเลสาบมีเทนและอีเทนบนพื้นผิวของไททัน
อะไรก็ตามที่เรียกได้ว่าเป็นบ้านของทะเลสาบไททันจะต้องเป็นสัตว์ร้ายตัวหนึ่ง NASA/JPL-คาลเทค
แบ่งปัน
ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์จะไม่ใช่สถานที่ที่สะดวกสบายสำหรับจุลินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายโลก แม้ว่าโลกมนุษย์ต่างดาวจะดำเนินไปก็ตาม มันไม่มีมหาสมุทรทั่วโลกเหมือนกับที่พบในยุโรปและเอนเซลาดัส และมันไม่ชอบอากาศ (ค่อนข้าง) ที่เย็น สบายของดาวอังคาร แต่มันดูโดดเด่นราวกับโลกในแง่หนึ่ง—ทะเลสาบที่มีแนวชายฝั่งเป็นรอยย่นทำให้พื้นผิวของมันมีรอยเปื้อน
ทะเลสาบเหล่านั้นเต็มไปด้วยก๊าซมีเทน
และอีเทนมากกว่าน้ำ และผู้อยู่อาศัยทุกคนจะต้องรับมือกับอุณหภูมิที่ต่ำกว่าศูนย์ฟาเรนไฮต์ 300 องศาฟาเรนไฮต์ แต่ในที่ที่ของเหลวเหลวไหล ชีวิตอาจหาหนทางได้ นักวิจัยบางคนแนะนำว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชีวิตสามารถประกอบตัวเองจากโครงสร้างทางเคมีเฉพาะที่เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของไททัน
“ผู้คนต่างให้ความสำคัญกับข้อเสนอนี้เป็นอย่างมาก Martin Rahmนักเคมีจาก Chalmers University of Technology ในสวีเดนกล่าว
อย่างไรก็ตาม การจำลองเมื่อเร็ว ๆ นี้โดย Rahm และเพื่อนร่วมงานที่อธิบายไว้ในScience Advancesได้แสดงความหวังว่าสูตรอาหารดังกล่าวจะสามารถปรุงอาหารให้กับชีวิต หรืออย่างน้อยก็อะไรก็ได้เช่นจุลินทรีย์ที่เรารู้จักและชื่นชอบ ปรากฎว่าชีวิตบนไททัน – ในกรณีที่ไม่น่าจะมีอยู่จริง – จะต้องแปลกประหลาดทีเดียว
ทิ้งสิ่งมีชีวิตใดๆ ในโลกลงในทะเลสาบแห่งใดแห่งหนึ่งของไททัน และมันจะไม่เป็นที่ตั้งแคมป์ที่มีความสุข แม้แต่สิ่งมีชีวิตในเซลล์เดียวที่เข้มแข็งที่สุดของเราก็ยังถูกยึดไว้ด้วยเยื่อหุ้มซึ่งทำจากโมเลกุลไขมันที่เรียกว่าลิปิด ไขมันเกาะติดกันและสร้างเกราะป้องกันเนื่องจากบางส่วนดึงดูดโมเลกุลของน้ำในขณะที่ส่วนอื่นๆ ขับไล่พวกมัน ปฏิกิริยาเหล่านี้กับน้ำจะดึงโมเลกุลให้เป็นแผ่นเรียบที่สามารถม้วนเป็นภาชนะที่ป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนภายในของเซลล์ลอยออกไป แต่ทะเลสาบของไททันไม่มีน้ำให้ใช้งาน และอุณหภูมิที่เย็นจัดจะทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกกลายเป็นของแข็ง
โปรโตเซลล์ที่ต้องการทำอะไร ข้ามไขมันและลองใช้โมเลกุลอื่นที่เรียกว่าอะคริโลไนไทรล์ ทีมนักวิจัยของ Cornell นำโดยPaulette Clancyนักเคมีกายภาพ ณ มหาวิทยาลัย Johns Hopkins คำนวณในปี 2015ว่าคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของโมเลกุลนี้จะทำให้โมเลกุลหนึ่งดึงดูดอีกโมเลกุลหนึ่ง (ซึ่งต่างจากการมีปฏิสัมพันธ์รุนแรงกับของเหลวโดยรอบ) ทำให้เกิดเมมเบรนที่ ภายใต้สภาวะที่เหมือนไททัน ยังคงความเป็นหนึ่งเดียวและนิ่มนวลพอที่จะทำให้เคลื่อนไหวได้ อีกสองปีต่อมาหอดูดาว ALMAพบหลักฐานโดยตรงของโมเลกุลอะคริโลไนไทรล์บนไททัน และในปริมาณที่เพียงพอในทางทฤษฎีที่จะสนับสนุนรูปแบบชีวิตเซลล์เดียวหลายล้านตัว
Rahm พบว่าข้อเสนอของทีม Cornell สร้างแรงบันดาลใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำนายที่เฉียบคม: เซลล์ของสิ่งมีชีวิตไททันจะขึ้นอยู่กับโมเลกุลนี้ ซึ่งก่อตัวเป็นรูปร่างเฉพาะ ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด ชีววิทยาดาราศาสตร์ (การศึกษาเกี่ยวกับชีวิตมนุษย์ต่างดาวตามทฤษฎี) แทบไม่ได้ข้อสรุปที่เฉพาะเจาะจงมากพอที่จะทดสอบด้วยการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ “ไม่ใช่ว่าคุณสามารถคำนวณเอเลี่ยนได้” เขากล่าว แต่ครั้งนี้แตกต่างออกไป
กลุ่ม Cornell ได้พิสูจน์แล้วว่าเซลล์ที่มีอะคริโลไนไทรล์
สามารถอยู่รอดบนไททันได้โดยไม่แตกสลาย แต่เยื่อหุ้มเซลล์สามารถมารวมกันตั้งแต่แรกได้หรือไม่? เยื่อลิปิดก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติในน้ำ และคู่ของพวกมันบนไททันจะต้องทำเช่นเดียวกันในมีเทนเยือกแข็ง “นี่ยังห่างไกลจากความชัดเจน” Rahm กล่าว มันเกี่ยวข้องกับ “การคำนวณทางกลควอนตัมและไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถดูโมเลกุลได้”
Rahm และเพื่อนร่วมงานของเขา Hilda Sandström ได้สร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองว่าโมเลกุลอะคริโลไนไทรล์ที่ลอยอยู่จะทำหน้าที่อย่างไรในขณะที่ชนเข้ากับโมเลกุลของมีเทนที่อุณหภูมิ 298 องศาต่ำกว่าศูนย์ฟาเรนไฮต์ เมื่อพวกเขาวิ่งหนี พวกเขาพบว่าโมเลกุลถูกจัดเรียงเป็นผลึกแข็ง เช่น น้ำแข็งหรือเกลือแกง ไม่ใช่แผ่นเรียบและยืดหยุ่นที่จำเป็นในการห่อหุ้มเซลล์ พวกเขาสรุปว่าสิ่งมีชีวิตใดๆ บนไททันไม่มีซอฟต์เชลล์ทั้งหมดที่เซลล์ Earth มี
Jonathan Lunine สมาชิกคนหนึ่งของทีม Cornell ที่เสนอเมมเบรนที่แปลกใหม่เป็นครั้งแรก ยกย่องงานนี้ว่า “ยอดเยี่ยม” แต่กล่าวว่ายังมีที่ว่างสำหรับแนวคิดดั้งเดิม ตัวอย่างเช่น การคำนวณของ Rahm และ Sandström ถือว่าสภาพแวดล้อมมีเทนล้วนๆ แต่ทะเลสาบของ Titan มีอีเทนและคุณสมบัติอื่นๆ ที่อาจเกลี้ยกล่อมให้โมเลกุลกลายเป็นแผ่นนุ่ม Lunine ยังแนะนำว่าหากชีวิตหยั่งรากด้วยวิธีอื่น มันสามารถพัฒนาเครื่องมือในการผลิตเยื่อหุ้มเซลล์ได้มากเท่ากับที่เซลล์ของเราผลิตโปรตีน
Rahm ชี้ให้เห็นถึงหนทางอื่นๆ ที่ชีวิตจะผ่านไปได้ด้วยดี แม้ว่าเขาจะเน้นว่าแนวคิดดังกล่าวเป็นการเก็งกำไรอย่างยิ่งและไม่น่าจะเป็นไปได้ ประการแรก ไททันน่าจะเก็บกักมหาสมุทรใต้ผิวน้ำที่มีน้ำของเหลว ซึ่งเซลล์จากไขมันแบบโลกจะทำงานได้ดี
สำหรับพื้นผิวนั้น เขาคาดเดาว่าโมเลกุลของสิ่งมีชีวิตอาจแยกส่วนเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดออกไป โดยอาศัยสภาพแวดล้อมที่แช่แข็งเป็นส่วนใหญ่ของไททันเพื่อยึดพวกมันไว้ด้วยกัน โมเลกุลดังกล่าวสามารถมีชีวิตอยู่โดยติดอยู่กับหิน รอให้สารอาหารลอยไปตามธรรมชาติ มี “การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ลม ชายฝั่งที่ถอยห่างออกไป” Rahm กล่าว “มีการเคลื่อนไหวบนพื้นผิว”
การอภิปรายยังคงเป็นทฤษฎีอย่างหมดจดในตอนนี้ แต่เมื่อ NASA ส่งโดรน Dragonfly ไปสำรวจไททันในช่วงทศวรรษ 2030 บางทีนักเคมีและโลกอาจเตรียมรายการสิ่งที่อยากได้ว่าต้องการหาโมเลกุลประเภทใดบ้าง
