Уже достаточно давно человечество пытается найти следы органической жизни на планетах Солнечной системы. Благодаря продвинутым инструментам, телескопам и космическом зондам, удалось получить больше информации, но пока значительных успехов на этом направлении нет. По мнению учёных, существует строго ограниченный набор химических элементов, без которых жизнь на планете не способна зародиться. При этом важно, чтобы все или большая часть подобных элементов присутствовала в значительных объёмах. Технические средства сильно ограничены, но иногда нам удаётся делать неожиданные открытия. Известно, что сера является одним элементов, без которого органическая жизнь, какой мы её знаем, просто не могла бы существовать. Она входит в состав аминокислот (например, цистеина и метионина), а значит, участвует в строительстве беков, которые выполняют важнейшие функции в клетках. Кроме того, сера необходима для синтеза коферментов и ферментов, регулирующих обмен веществ. Без неё не было бы многих биохимических процессов, поддерживающих жизнь. Что же, не так давно на Марсе было сделано открытие, ставшее настоящей сенсаций в научном сообществе.
В рамках исследования поверхности Красной планеты была найдена сера, что ставит перед учёными целый ряд вопросов. Небольшой камень был раздавлен колёсами марсохода Curiosity. После изучения выяснилось, что он содержит жёлтый минерал, встретить который в таком виде ещё недавно казалось невозможно. Когда тяжёлая машина весом почти 900 кг проехала по камню в мае прошлого года, его оболочка раскололась, обнажив чистую элементарную серу. Хотя соединения серы в виде сульфатов не редкость на Марсе, обнаружение её в чистом виде стало настоящей сенсацией. Но что ещё более удивительно место находки, ведь канал Гедиз-Валли буквально усеян такими же камнями. Это может означать, что элементарная сера здесь встречается в огромных количествах. Учёные пишут, что обнаружить поле камней, состоящих из чистой серы, – это все равно что найти источник пресной воды посреди океана.
Представители проекта Curiosity из Лаборатории реактивного движения NASA строят различные гипотезы, но пока не понимают, как такое большое количество серы образовалось на поверхности Марса. Проблема в том, что минерал мог сформироваться лишь при специфических условиях, которые исключены в данном регионе. По крайней мере так казалось, а значит придётся пересматривать долго время считающиеся каноничными теории. Сера в чистом виде ставит перед научным сообществом важный вопрос: какие процессы на Марсе могли привести к накоплению данного химического элемента? Как уже отмечалось выше, сера представляет собой один из ключевых элементов для жизни. На Земле она используется живыми организмами для синтеза белков и встречается в форме сульфатов. Ранее обнаруженные на Марсе сульфаты подтверждали, что планета в прошлом имела воду, а значит, и условия, теоретически пригодные для жизни.
Но даже в этом случае элементарная сера выбивается из стройных теорий марсианской геологии, поскольку требует специфических геохимических процессов, а значит прошлое Красной планеты таит намного больше тайн, чем нам казалось. Теперь учёным предстоит понять, как именно этот элемент мог появиться в таком количестве в марсианских породах. Возможно, это связано с древней вулканической активностью или другими, пока не изученными процессами. В настоящее время Curiosity приступил к детальному анализу найденных образцов. Марсоход продвигается дальше по каналу Гедиз-Валли, изучая его слои. Со временем, Марс, словно открытая книга, расскажет учёным о своей древней истории. Пока же остаётся только догадываться, что скрывает русло пересохшей реки, и какие тайны нам ещё предстоит раскрыть? Возможно, следующий попавший под колёса Curiosity камень, поставит перед исследователями ещё больше вопросов.
Если вам интересна данная тема, то вы можете изучить продолжение материала, где содержится больше данных о специфических условиях формирования жизни. По мнению учёных, органическая жизнь основана на ряде химических элементов, без которых невозможно было бы существование клеток, обмена веществ и наследственной информации. Давайте разберём каждый из них подробно.
Углерод (C) – основа органической химии. Этот элемент представляет собой фундамент всех органических соединений. Он способен образовывать прочные ковалентные связи с другими атомами углерода, создавая сложные и устойчивые структуры – от простых цепей до разветвлённых макромолекул. Он образует четыре связи, что позволяет создавать разнообразные молекулы – от простых газов (метан, CO₂) до сложных белков и ДНК. Углеродные скелеты могут быть кольцевыми, линейными, разветвлёнными, что даёт огромные возможности для биохимии. Именно углерод лежит в основе углеводов, белков, жиров и нуклеиновых кислот, без которых жизнь невозможна.
Водород (H) – универсальный строительный элемент, один из самых распространённых элементов во Вселенной и ключевой компонент воды и органических соединений. Он участвует в формировании воды (H₂O), которая является средой для всех биохимических реакций. Является компонентом углеводов, липидов, белков и ДНК. Входит в состав АТФ (аденозинтрифосфата) – молекулы, которая переносит энергию в клетке. Образует водородные связи, которые поддерживают структуру ДНК и белков.
Кислород (O) – дыхание и окислительные реакции. Кислород играет ключевую роль в метаболизме, особенно в аэробном дыхании. Он входит в состав воды (H₂O), без которой невозможны биохимические процессы. Участвует в клеточном дыхании, помогая клеткам получать энергию из органических веществ. Входит в состав белков, жиров, углеводов и ДНК, а также является важным компонентом многих ферментов. Что любопытно, хотя кислород необходим для жизни большинства организмов, есть анаэробы (преимущественно бактерии) которые обходятся без этого химического элемента.
Азот (N) – строительный материал ДНК и белков представляет собой ключевой элемент для создания аминокислот, а значит, и белков. Входит в состав нуклеотидов – строительных блоков ДНК и РНК. Он образует аминогруппы (-NH₂) в аминокислотах, без которых невозможны белки. Является компонентом АТФ, обеспечивая клетки энергией. Входит в состав хлорофилла – пигмента, с помощью которого растения улавливают солнечный свет. В природе азот содержится в атмосфере, но большинство живых существ не могут его усваивать напрямую. Специальные бактерии превращают атмосферный азот в форму, доступную растениям, а через них он поступает к животным.
Фосфор (P) – энергия и передача информации. Данный химический элемент играет ключевую роль в энергетическом обмене и хранении генетической информации. Входит в состав ДНК и РНК, связывая нуклеотиды в длинные цепи. Является главным компонентом АТФ, который обеспечивает клетки энергией. Содержится в мембранах клеток в виде фосфолипидов, обеспечивающих их целостность. Важен для костей и зубов, поскольку делает их более прочными. Без фосфора клетки не смогли бы передавать наследственную информацию, производить энергию и поддерживать свою структуру.
Сера (S) – соединение белков и ферментов. Данный химический элемент кажется не самым важным для жизни, но на самом деле без серы не обходится ни один организм. Она входит в состав двух аминокислот: цистеина и метионина, без которых не могут существовать белки. Служит основой дисульфидных мостиков, которые придают белкам стабильную структуру. Участвует в работе ферментов, регулирующих обмен веществ. Входит в состав коферментов, помогающих протеканию химических реакций в клетках. Серосодержащие соединения также играют роль в дыхании некоторых микроорганизмов, а в человеческом организме участвуют в детоксикации вредных веществ.
Все указанные выше шесть химических элементов формируют основу всей биологии. Они создают структуру клеток, управляют обменом веществ, передают наследственную информацию и обеспечивают энергию. Без их взаимодействия не было бы ни бактерий, ни растений, ни животных.
