На Титані знайшли потенційний матеріал для клітинних мембран

Фізики з США, Великобританії та Польщі довели існування на Титані акрилонітрилу - органічної речовини, здатної створювати аналоги ліпідних мембран в рідкому метані. За оцінками вчених, кількості цієї речовини, накопиченої в Лігейському морі, може бути достатньо для створення десяти мільйонів азотосом (аналогів ліпосом) в мілілітрі моря. Для порівняння, концентрація бактерій у земних прибережних водах - близько мільйона частинок на мілілітр. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє прес-реліз NASA.

Виникнення клітинних мембран або інших бар'єрів - необхідна умова для існування життя. Ця частина організму відокремлює його внутрішнє середовище від зовнішнього, забезпечує цілісність і транспорт поживних речовин всередину клітини. У земних організмів клітинна мембрана являє собою ліпідний біслою, тонку плівку, що складається з фосфоліпідів. У цих молекул є гідрофільна («любляча воду») «головка» і гідрофобний (відштовхуючий воду) «хвіст». За рахунок такої структури у воді фосфоліпіди утворюють подвійний шар, в якому «хвости» орієнтовані всередину плівки, а «головки» - назовні.

Кілька років тому вчені змоделювали виникнення клітинних мембран у холодних безводних середовищах - подібних метаново-аміачним морям Титана (мінус 180 градусів Цельсія). Традиційні ліпіди не підходять для таких умов - частково через недостатню гнучкість мембран при низьких температурах. Альтернативу краплям, оточеним ліпідними мембранами (ліпосомам), фізики назвали азотосомами.

У них фізики запропонували замінити фосфоліпіди на невеликі молекули з полярними азот-містними фрагментами. Оскільки рідкий метан - неполярний розчинник (на відміну від води), молекули в мембранах азотосом організовані інакше: полярні головки орієнтовані всередину мембрани, а вуглеводневі фрагменти - назовні. Найкращим кандидатом на роль аналогів фосфоліпідів виявилися молекули акрилонітрилу. Вони складаються з дуже полярної ціано-групи і неполярного фрагмента етилену. Завдяки невеликій молекулярній вазі акрилонітрильні азотосоми будуть володіти в рідкому метані такою ж гнучкістю, як і звичайні ліпосоми у воді при кімнатній температурі.

У новій роботі фізики використовували масив радіотелескопів ALMA (один з найбільших подібних приладів) для дослідження атмосфери Титана - найбільшого із супутників Сатурна. Вчені надійно зафіксували три смуги поглинання акрилонітрилу в атмосфері - їх можна порівняти з «відбитками пальців» молекули. За характеристиками сигналу дослідники встановили концентрацію речовини - близько 2,8 частин на мільярд. Ця величина в 30 разів менше вмісту ксенона в земній атмосфері.

Дослідники оцінили, як багато акрилонітрила могло накопичитися в Лігейському морі - другій найбільшій «водоймі» супутника за весь час його існування. За словами авторів, цієї кількості достатньо для створення десяти мільярдів азотосом у мілілітрі моря.

"Виявлення цієї невловимої, астробіологічно цікавої хімічної сполуки звучить надихаюче для вчених, які намагаються з'ясувати, чи може розвинутися життя в крижаних світах, подібних Титану, - розповідає Мартін Кординер, автор статті і дослідник з Центру космічних польотів Годдарда. - Ця знахідка ще додає важливу деталь до нашого розуміння хімічної складності Сонячної системи ".

Раніше ми повідомляли про виявлення геотермальної активності на іншому супутнику Сатурна - Енцеладі. Вчені порівнюють її з активністю стародавніх океанів Землі, яка стала джерелом енергії для перших організмів.