В търсенето на извънземен живот учените обикновено разчитат на биосигнатури – вещества или закономерности, които могат надеждно да посочат наличието на живи организми.

При изследването за молекулярни биосигнатури се анализират например атмосферите на далечни планети.

Много от молекулите, произвеждани от живи същества, обаче могат да възникнат и в резултат на геологични или химични процеси. Без да има каквато и да е форма на живот.

Астробиолози от Технологичния институт на Джорджия (Georgia Tech) са разработили молекулярен тест за търсене на извънземен живот.

Включително и на форми, които може да се различават от познатите ни. Той се основава на реактивността на аминокиселините.

Както е известно, аминокиселините изграждат протеините – основата на живота на Земята.

Самите аминокиселини са сравнително прости съединения и могат да се срещат и без участието на живот. Например, те са открити в лунна почва, на комети и метеорити.

Ето защо новият тест използва като индикатор не самото наличие на аминокиселини, а техните свойства.

Разликата между живи и неживи молекули

В неживите системи молекулите се образуват и разпадат в резултат на реакции с околната среда, например с космически лъчи или други молекули.

При този процес по-реактивните молекули изчезват по-бързо.

„Ако в една система няма механизми, които да поддържат състава ѝ, тогава най-активните молекули ще се разпадат първи“, обяснява Кристофър Кар от Училището по аерокосмическо инженерство към Georgia Tech.

За разлика от тях, живите системи избирателно запазват по-активните молекули. Те са необходими за химичните процеси, поддържащи живота.

Именно това създава уникална биосигнатура.

Реактивността на едно съединение се определя от разположението на електроните в молекулата.

По-активните молекули имат по-малка енергийна разлика между най-външния електрон и следващото налично ниво. То може да бъде заето от допълнителен електрон по време на реакция.

Тази енергийна разлика е изчислена за 64 аминокиселини, включително много от тези, които не се използват от живота на Земята.

След това учените са анализирали данни за съдържанието на аминокиселини в известни проби, произхождащи или от абиотични източници (като метеорити или лунна почва), или от живи образци (като гъби или бактерии).

Въз основа на тези изчисления е изградено статистическо разпределение на реактивността на аминокиселините. На всяка проба е присвоена оценка за вероятността за нейния биогенен или абиогенен произход.

Авторите са тествали разработката си върху над 200 проби от живата и неживата природа, като резултатите са споделени в предпечатна публикация в arXiv.

Методът позволява правилно да се идентифицира живот в 95% от случаите.

„Красотата на този подход е в неговата невероятна простота. Той е лесно обясним и е пряко свързан с фундаменталните закони на физиката“, казва Кар.

Общи закони за различните форми на живот

Според него, ако някъде във Вселената съществува живот, той най-вероятно е базиран на въглеродна химия и аминокиселини и се подчинява на същите закони за химична реактивност, както и животът на Земята.

Следователно този метод би трябвало да работи и за откриване на извънземни форми на живот.

„За живота по своята същност е необходимо да контролира кога, как и къде молекулите взаимодействат и протичат реакции, а за това са нужни структури, способни да регулират потока на електрони и взаимодействието на веществата на електрическо ниво“, подчертава Кар.

Идеята за оценка на реактивността на молекулите за търсене на живот е предлагана и преди, но новото тук е подходът с измерване на нейното статистическо разпределение, отбелязва химикът Хендерсън Клийвс от университета „Хауърд“ във Вашингтон.

Според него този метод би могъл да стане част от инструментариума за търсене на живот в бъдещи космически мисии до Марс или до някой от спътниците на Сатурн, като например Енцелад.

За целта обаче ще е необходимо оборудване, способно точно да измерва молекулите и тяхното съдържание, което само по себе си е доста сложно.