Живые клетки на Титане могли возникнуть из акрилонитрила

Проанализировав данные, собранные радиотелескопом ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), ученые пришли к выводу, что в атмосфере спутника Сатурна Титана присутствует вещество акрилонитрил. Данное открытие интересно тем, что при определенных условиях молекулы акрилонитрила способны соединяться в микроскопические сферы, напоминающие клеточные мембраны.

Титан окружен весьма мощной атмосферой, толщина которой доходит до 400 километров. Больше всего в этой атмосфере азота (98,4 %), за ним следуют аргон и метан. В следовых количествах в атмосфере Титана были обнаружены этан, диацетилен, метилацетилен, цианоацетилен, ацетилен, пропан, диоксид и монооксид углерода, циан и гелий. Теперь к ним добавился и акрилонитрил (цианистый винил) – вещество с формулой CH₂=CH-C≡N.

Ряд планетологов полагает, что состав атмосферы Титана напоминает первичную земную атмосферу. Но для зарождения жизни на Титане слишком холодно. Средняя температура у поверхности Титана составляет −180 °C, метан при таких условиях способен оставаться в жидком виде. На Титане идут метановые дожди и текут метановые реки.

В 2015 году группа ученых из Корнеллского университета рассмотрела вопрос о том, могут ли какие-нибудь органические молекулы в неблагоприятных условиях атмосферы Титана создавать структуры, похожие на двойные липидные слои мембран живых клеток на Земле. Лучшим кандидатом оказался акрилонитрил. Его молекулы действительно могли бы образовать сначала плоские полимеры, а потом микросферы, которым ученые дали название «азотосомы».

Теперь же исследовательская группа во главе с Морин Палмер (Maureen Palmer) из Центра космических полетов имени Годдара НАСА обнаружила свидетельства присутствия на Титане акрилонитрила в архивных данных радиотелескопа ALMA. «Наличие акрилонитрила в среде с жидким метаном предполагает интригующую возможность химических процессов, аналогичных тем, которые важны для жизни на Земле», – говорит Морин Палмер. Другой член исследовательской группы астробиолог Майкл Мумма (Michael Mumma) объясняет: «Способность формировать стабильную мембрану для отделения внутренней среды от внешней важна, поскольку она обеспечивает возможность сохранения химических веществ достаточно долго, чтобы позволить им взаимодействовать. Если бы мембраноподобные структуры могли образовываться акрилонитрилом, это было бы важным шагом на пути к жизни на Титане».

По данным ученых, концентрация акрилонитрила в атмосфере Титана составляет до 2,8 частей на миллиард. Вероятно, наиболее распространено это вещество в стратосфере, на высотах не менее двухсот километров. Постепенно акрилонитрил опускается в холодные нижние слои атмосферы, конденсируется и выпадает на поверхность спутника. Ученые подсчитали, что в море Лигейи, одном из крупнейших углеводородных морей Титана, могло скопиться до 10 миллионов азотосом на миллилитр.

Итоги исследования опубликованы в Science Advances.