Voda. Najdemo ga povsod na Zemlji, od polarnih ledenih kapic do parnih gejzirjev. In kjer najdejo vodo, tam najdejo življenje, skoraj brez izjeme. "Ko na Zemlji najdemo vodo - naj bodo to jezera, pokrita z ledom, globokomorski hidrotermalni izpuščaji, sušne puščave - če obstaja voda, najdemo mikrobe, ki jim uspejo živeti," pravi Brian Glaser, oceanograf Univerza na Havajih v Manoi, študira astrobiologijo.
Zato je bil Nasin nenavaden moto pri lovu na nezemeljsko življenje "slediti vodi."
Pred kratkim so znanstveniki iz Nasine napovedali najdbo na Marsu: temni potoki, ki so jih znanstveniki videli v poletnih mesecih na Marsu že več kot deset let, so se izkazali kot dokaz tekoče vode. Medtem ko so tokovi soli morda preveč nasičeni s kloridnimi solmi, da bi podpirali življenje, povečujejo verjetnost življenja na Marsu v tem trenutku.
Toda zakaj je ravno voda tako pomembna molekula za življenje? Ali lahko obstajajo druge sestavine, ki zagotavljajo popoln recept za življenje na drugih planetih?
Izkazalo se je, da je zaradi več kemičnih lastnosti vode nepogrešljivo za živa bitja. Voda ne samo, da raztopi skoraj vse, ampak je tudi eden redkih materialov, ki je v razmeroma ozkem temperaturnem območju lahko trden, tekoč in plinast.
Trenutno življenje
Skoraj vse življenje na Zemlji uporablja membrano, ki telo ločuje od okolja. Če želite ostati živi, telo prevzame pomembne materiale za proizvodnjo energije in filtrira strupene snovi, kot so odpadki. V zvezi s tem je voda potrebna, ker pri zemeljskih temperaturah ostane tekoča. Ko teče, zagotavlja učinkovit način prenosa snovi iz celice v celico. Sproščanje energije iz trdnih snovi je veliko težje (čeprav obstajajo mikrobi, ki jedo kamen), pravi Glazer.
Promocijski video:
Drugi del enačbe - poleg dejstva, da voda lahko prenaša snovi v celico in iz nje - je povezan z edinstveno kemijsko konfiguracijo. Skromna molekula vode je sestavljena iz dveh vodikovih atomov, ki sta vezana na atom kisika.
"Način, kako se kombinirajo, vodo naredi čudovito univerzalno topilo," ki ji omogoča raztapljanje skoraj vsake snovi, pravi Glaser.
To je predvsem posledica dejstva, da ima molekula polarnost, atomi vodika se grozdijo na eni strani molekule in tvorijo pozitivno območje, kisik na drugem koncu pa tvori negativen naboj. Pozitivni vodikov konec privablja negativne ione (ali atome z dodatnim elektronom v zunanji lupini), negativni konec pa privlači pozitivne ione (ki jim je odvzet eden izmed njihovih elektronov).
Izjemne lastnosti raztapljanja vode so idealne za prenos snovi, kot so fosfati ali kalcijevi ioni, v celico in iz nje.
Vodne faze
Druga nenavadna značilnost vode je, da je lahko trdna, tekoča in plinasta v temperaturnem območju, ki ga najdemo na Zemlji. Druge molekule, ki so bile opredeljene kot dobri kandidati za podporo življenju, ostanejo tekoče pri temperaturah ali pritiskih, ki bi bili neprimerni za večino znanih življenjskih oblik.
"Voda je pravzaprav sladka točka," pravi Glazer.
Dejstvo, da je voda lahko v vseh treh fazah v razmeroma ozkem tlačnem razponu, ustvarja številne priložnosti, da življenje cveti, dodaja.
"Vsa tri stanja vode na našem planetu ustvarjajo prijetno raznolikost habitatov in mikroklimo," pravi Glazer. Na primer, zamrznjen led lahko najdemo v gorskih ledenikih, vodna para pa pri ogrevanju ozračja.
Zibelka za vodo življenja
Voda je lahko več kot tekočina, ki olajša življenje - lahko je zaščitna zibelka, ki je na Zemljo prinesla gradnike življenja, pravi Ralph Kaiser, fizik in kemik na Havajski univerzi, ki študira astrokemijo.
Po eni od teorij o nastanku življenja na Zemlji, teoriji panspermije, so na Zemljo strmoglavili ledeni kometi, ki so nosili drobne organske molekule, ki so postale osnova za življenje. A potovanje skozi vesolje je težava, predvsem zaradi močne ravni sevanja, ki lahko uniči občutljive organske molekule.
Vendar voda v trdni obliki lahko zaščiti molekule pred sevanjem. "Morda zato, ker je bila gradbena opeka zamrznjena v vodi, je postala njihova zaščitna prevleka."
V iskanju nadomestkov
Seveda, čeprav je voda bistvenega pomena za življenje na našem lastnem planetu, lahko obstajajo življenjske oblike, ki ne živijo po pravilih zemljanov.
Znanstveniki iščejo tudi druge tekočine, ki bi lahko imele podobno vlogo kot univerzalno topilo in transportni medij. Najboljši kandidati vključujejo amonijak in metan, pravi Chris McKay, astrobiolog iz Nasinega raziskovalnega centra Ames v Moffett Field, Kalifornija. Amonijak je, podobno kot voda, polarna molekula, ki je razmeroma pogosta v vesolju, vendar znanstveniki v sončnem sistemu še niso našli velikih teles z amonijakom.
Metan ni polarni, vendar lahko raztopi številne druge snovi. Metan pa za razliko od vode postane tekoč le pri zelo hladnih temperaturah - pri minus 182 stopinjah Celzija.
"Vemo, da ima Titan velika jezera s tekočim metanom in etanom," je to ena od Saturnovih lun, pravi McKay. "Zato je zelo zanimivo vprašanje, ali lahko življenje uporablja tekoči metan ali etan."
Ilya Khel