Астробиологи предложили отказаться от охоты за «живым» в пользу оценки всей цепочки органической эволюции

Биомаркеры на молодых и старых планетах выглядят по-разному

Группа астробиологов предложила пересмотреть стратегию поиска внеземной жизни. Вместо того чтобы искать конкретные признаки живых организмов — биомаркеры, — они советуют оценивать общее состояние органической химической эволюции (organic chemical evolution, OCE) на планете.

Проблема текущего подхода в том, что неиизвестен возраст гипотетической внеземной биосферы. Если жизнь на экзопланете только зарождается или, наоборот, давно угасла, то её химические следы могут быть размыты пребиотическими и абиотическими процессами. То есть, маркер, который на Земле однозначно указывает на биологию, на другой планете может быть следствием простой химии, не имеющей отношения к жизни. Особенно остро это проявляется там, где нет очевидной развитой биосферы вроде нашей.

Авторы разделяют биомаркеры на два типа: универсальные и специфические. Универсальные — это химические маркеры, которые могут возникать на любом этапе цепочки «абиотическая химия — пребиотическая химия — жизнь». Именно поэтому они ненадёжны: обнаружив их, нельзя наверняка сказать, является ли их источником жизнь. Специфические биомаркеры, напротив, привязаны к конкретным условиям среды и моменту времени на конкретной планете. Их обнаружение с наибольшей вероятностью подтвердит наличие жизни.

Авторы подчёркивают: обнаружение активной пребиотической химии — той самой переходной зоны между неживым и живым — стало бы событием колоссальной значимости. Оно не только пролило бы свет на происхождение жизни как явления, но и оправдало бы огромные инвестиции в дальнейшие исследования. Однако интерпретация таких данных потребует осторожности, которой не всегда хватает.

Исследователи опираются на Землю как на эталонный пример. Они выдвигают гипотезу, что пик разнообразия органических молекулярных биомаркеров на любой планете должен совпадать с периодом максимальной пригодности среды для жизни. Таким образом, высокая сложность обнаруженных молекул, особенно если среди них есть специфические, может указывать на существование экологии — сообщества взаимодействующих организмов, а не просто на наличие отдельных клеток.

Практический вывод в том, что окно для успешного «обнаружения жизни» в том виде, как она представляется сейчас, крайне узко. Оно требует совпадения сразу трёх факторов — наличия специфических биомаркеров, их высокого разнообразия и удачного момента в истории планеты, когда среда максимально благоприятна. Исследователи призывают переформулировать цель миссий с «поиска жизни» на «понимание состояния органической химической эволюции». Это включает в себя и абиотические, и пребиотические, и биотические варианты для любой экзопланеты.

Такой сдвиг фокуса исследований потребует от космических миссий более широкого набора измерительных инструментов, способных фиксировать и универсальные, и потенциально специфические биомаркеры. Обнаружение любых сложных молекулярных структур — липидов, мембран или белковых компонентов — стало бы значимым открытием само по себе, независимо от их абиотического, пребиотического или биотического происхождения. На Земле доступ к природным пребиотическим системам давно закрыт, а значит, любая такая находка на другом объекте даст уникальную информацию.

В финале авторы подчёркивают: попытка заранее предсказать, как будут выглядеть специфические биомаркеры в конкретный момент времени на конкретной планете, скорее всего, бесполезна. Гораздо продуктивнее оснастить миссии способностью обнаруживать более широкий круг органических молекул и строить фундаментальные модели планетарной химии, учитывающие возможные пути синтеза и разрушения соединений, а также эволюцию среды. Только разнообразный набор наблюдений повысит вероятность достижения научного консенсуса о том, что внеземная жизнь действительно существует.