wpthemepostegraund

Простой способ увидеть инопланетную жизнь

Источник: forbes.ru

Исследование, опубликованное недавно он-лайн голландскими биологами, дает экспериментальную возможность обнаруживать живые организмы (к примеру, растения) с большого расстояния. Метод основан на том, что биомолекулы отражают свет уникальным, только им присущим способом.

Лукас Патти из Свободного университета Амстердама дал своему прибору имя «спектрополяриметр TreePol». Устройство позволяет выделять из общего светового сигнала компоненту с круговой поляризацией. Автор исследования предполагает, что предложенный им принцип способен в будущем обнаружить внеземную жизнь.

В основе метода лежит свойство биомолекул, называемое «хиральностью». Дело в том, что многие органические молекулы могут существовать в двух формах, являющихся зеркальным отражением друг друга. В простых химических реакциях эти формы ведут себя одинаково. Но в более сложных процессах оказывается важным, как те или иные молекулы способны соединяться друг с другом в пространстве, а потому биохимические реакции часто бывают избирательны: «правая» форма молекулы вступает в реакцию, а «левая» нет, и наоборот. Кроме того, раствор, в котором молекулы одной хиральности преобладают над другой, специфически взаимодействует со светом: он способен поворачивать плоскость его поляризации. В земной биосфере молекулы аминокислот, из которых строятся белки, левовращающие, а молекулы большинства сахаров, напротив, правовращающие.

Почему в эволюции земной жизни произошел именно такой выбор хиральности, пока точно не известно. Однако представляется вероятным, что никакая форма жизни, основанная на химии, не станет обзаводится двумя параллельными механизмами для всех химических реакций, одним для правой, а другим для левой конформации молекулы. Можно предположить, что любая биосфера, как земная, так и еще не обнаруженная инопланетная, должна сделать выбор в пользу одной из конформаций. А следовательно, молекулы, ее составляющие, будут отличаться способностью влиять на круговую поляризацию света. Важно отметить, что этим свойством вряд ли будет обладать неживая материя, возникшая в результате каких угодно небиологических реакций. Таким образом, в распоряжении исследователей оказывается надежный признак, выдающий присутствие жизни, который можно выделить из светового сигнала.

«В контексте астробиологии кольцевая поляризация биомолекул представляет собой важную сигнатуру жизни, — пишут авторы исследования в статье, представленной для публикации в журнал Astrobiology. — По сравнению с другими поверхностными биосигнатурами здесь отсутствует сигнал, производимый неживой материей, а потому нет ложноположительных результатов».

Лукас Патти рассказывает, что в 2015 году начал свои опыты с комнатных растений — плюща и фикуса. Спектрополяриметр зафиксировал явственный сигнал от хиральных биомолекул. Тогда исследователь переместился на крышу лабораторного корпуса и навел прибор на зеленевшую неподалеку траву университетского футбольного поля. Сигнала не было. «Я пошел проверить, в чем причина, и обнаружил, что футболисты играли на искусственном газоне», — говорит изобретатель. В последующих опытах выяснилось, что даже в простейшей лабораторной модификации TreePol может обнаруживать растительность за несколько километров. Более того, прибор способен отличить живую растительность от мертвой, поскольку последняя не выделяет летучих веществ, обладающих гомохиральностью.

Авторы признают, что применение их результатов к экзопланетным моделям потребует дальнейших исследований. В то же время они отмечают, что у их работы есть и более приземленное применение: новый подход может использоваться для мониторинга растительного покрова нашей планеты.

Следует отметить, что идея использовать оптические инструменты для поиска внеземной жизни не нова: в более ранних работах предлагались способы, основанный на детекции молекул, подобных хлорофиллу, а также других биогенных пигментов. Метод, предложенный Патти и его коллегами, разрешает некоторые из проблем, на которые указывали авторы предшествующих работ.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.