Sciencemag.cz
Doporučujeme
Život na Zemi používá jako rozpouštědlo vodu. Lze předpokládat, že kapalinu bude vyžadovat i život jiného typu, například křemíkový. Proč? Kapalina rozpouští různé molekuly, což organismům umožňuje přístup k celé řadě sloučenin. Kapalina usnadňuje také míchání a vzájemné působení složitých molekul. Pozemský život není možný bez vody, a protože voda je ve vesmíru běžnou molekulou, nebyla by její ústřední role pro život překvapivá ani jinde. Existují však i jiné běžné kapaliny, které by mohly sloužit pro život jako rozpouštědlo?
Nová studie definuje čtyři obecné podmínky pro rozpouštědla podporující život: Musí rozpouštět některé molekuly, ale ne všechny; musí být schopné hrát roli v metabolismu živých organismů; široká škála složitých organických molekul musí být schopná v rozpouštědle přežít; a příslušné rozpouštědlo musí běžně a stabilně existovat na kamenných planetách (studie se soustředí na ně) po miliardy let.
Ze všech známých běžných rozpouštědel splňuje všechny čtyři podmínky jednoznačně pouze voda. Amoniak splňuje první tři, ale čtvrtou podmínku pravděpodobně ne, protože se snadno rozkládá vlivem ultrafialového záření. Navíc tam, kde je stabilní amoniak, je pravděpodobné, že přežije i voda. Ačkoli tedy čpavek může hrát určitou roli v životě na jiných světech, není pravděpodobné, že by byl hlavním rozpouštědlem (poznámka: viz úvahy o čpavkovém oceánu třeba i pod ledem Pluta; vodný roztok amoniaku má nižší teplotu tuhnutí než voda, takže snižuje „minimální teplotu pro život“ hluboko pod 0 °C). Existují však i dvě další molekuly, které by snad mohly hrát roli vody.
První z nich je koncentrovaná kyselina sírová. Přestože pozemský život v H2SO4 zrovna neprosperuje, kyselina sírová splňuje tři z výše uvedených hlavních podmínek. Není však známo, zda v ní může existovat rozmanitá škála organických (míněno spíš v uvozovkách, třeba i křemíkových) molekul. Stejně jako voda může poskytovat ionty pro výměnu elektrického náboje a může se podílet na interakcích některých sloučenin, například aromatických molekul.
Existuje však jedna molekula, která vodě blíží ještě víc: a to je (možná trochu překvapivě) oxid uhličitý. CO2 je i ve vesmíru zcela běžný. Atmosféry Marsu i Venuše jsou složeny převážně z CO2 a je pravděpodobné, že většina kamenných exoplanet je na oxid uhličitý bohatá. Na vzdálenějších chladných exoplanetách by však kapalný oxid uhličitý mohl fungovat i jako rozpouštědlo organických látek. Kapalný CO2 je navíc stabilní i v „geologickém“ čase. Není však známo, zda jsou jeho rozpouštěcí vlastnosti vhodné pro komplexní metabolismus, CO2 je na druhé straně možná příliš inertní. Nicméně v kombinaci s dalšími molekulami by snad mohl fungovat tak, aby se stal základem života. (Poznámka: zde ale zase třeba uvážit, jak pomalu budou při teplotách kapalného CO2 probíhat chemické reakce…)
Moře na Titanu jsou bohatá na uhlovodíky a další složité organické molekuly. Chladné měsíce exoplanet podobné Titanu by mohly mít oceány CO2, NH3 (i vody v kombinaci s nimi). O kryogenní astro(bio)chemii toho stále ještě mnoho nevíme…
William Bains et al, Alternative solvents for life: framework for evaluation, current status and future research, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2401.07296
Zdroj: Brian Koberlein: Life on Earth uses water as a solvent. What are some other options for life as we don’t know it? Universe Today / Phys.org
