Život u kocki leda

Može li voda u obliku veoma hladnih prevlaka, nataloženih na međuzvezdanim česticama prašine, doneti zaokret u naučnom tumačenju nastanka živog?

Svemir je prepun vode, uglavnom u obliku veoma hladne ledene prevlake nataložene na međuzvezdanim česticama prašine, čije se podrobno ustrojstvo do nedavno malo poznavalo. Najnoviji postupci brzog zamrzavanja i usavršeni skenirajući elektronski mikroskopski omogućuju odskora fizičarima da ih uobličuju u hladnim uslovima sličnim onima u kosmosu i da potanko posmatraju molekulaski raspored, dobijajući nagoveštaje odgonetanja suštinskih pitanja, uključujući poreklo života.

Istraživače su iznenadili pojedini rezultati, ali ni najmanje čista lepota nekih stvorenih slika, navodi Džulijan Kartrajt, stručnjak za ledene strukture u Andaluzijskom institutu za geologiju Univerziteta u Granadi (Španija).

Nedavni uvidi u sastav ledenih prevlaka u astrofizičkim uslovima, u razmerama malo iznad molekulskih, bili su tema skorašnje rasprave koju je organizovala Evropska fondacija za nauku. U žiži pažnje seminara bio je led u svemiru koji se obično obrazuje na mnogo nižim temperaturama, čak i od najhladnijih mesta na Zemlji, od tri do 90 Kelvinovih stepeni (od 270 do 183 Celzijusovih stepeni ispod nule). Najveći deo je na trunkama prašine pošto ih ima tako mnogo, ali nešto se nađe i na većim telima poput asteroida, kometa, malih ledenih tela ili planeta, a ponekad i na planetama na kojima je moguć život, kao što je naša.

Nalikuje karfiolu

Na niskim temperaturama led može oblikovati različite sklopove (strukture) u razmerama malo krupnijim od molekulskih nego u zemaljskim uslovima, u nekim slučajevima amorfnog oblika, što podseća na staklo s molekulima koji su u stvari zaleđeni u svemiru pre nego na kristale. Da bi led bio amorfan, voda se mora rashladiti do temperature prelaska u staklo od oko 130 Kelvinovih stepeni (143 Celzujusova ispod nule), a da se kristali leda prethodno nisu obrazovali. U laboratoriji je za to potrebno brzo hlađenje koje je Džulijan Kartrajt postigao pomoću tzv. helijumskog „hladnog prsta” uključenog u skenirajući elektronski mikroskop koji pravi slike.

Kao što je Džujilan Kartrajt primetio, led može postojati u spoju kristalnog i amorfnog oblika; drugim rečima, kao mešavina reda i nereda, s mnogo podoblika, što zavisi od temperature na kojoj je došlo do zamrzavanja. U najnovijem istraživanju pokazano je da uključuje svakojake različite oblike povezane s temperaturom i pritiskom mržnjenja, a zavisne i od površinskih odlika podloge. Kada se obrazuje na titanijumskoj na veoma niskoj temperaturi od šest Kelvinovih stepeni (267 Celzijusovih ispod nule), led podseća na strkturu karfiola.

Najzanimljivije je to što, u određenim uslovima, led stvara biomimičke oblike, što znači da izgledaju kao živa bića, sa obrisima listova palme ili crva ili, čak, u manjoj razmeri bakterija. Džulijan Kartrajt naglašava da istraživači ne bi trebalo da pretpostavljaju da su oblici koji liče na živa bića, a nalaze se u predmetima koji potiču iz svemira, poput stene s Marsa, dokaz da je život tamo zaista postojao. „Ako neko ode do druge planete i vidi sklopove koje izgledaju kao crv ili palmin list, ne bi trebalo odmah da saziva konferenciju za novinare, najavljujući da je otkrio vanzemaljski život”, upozorava on.

Klobuk od sapunice

S druge strane, postojanje u ledu biomimičkih struktura koje liče na živa bića pokazuje da je, priroda, možda zaista prepisala fiziku. Moguće je čak da je led, iako previše hladan da bi opstala većina živih organizama kakve poznajemo, možda obezbedio odgovarajuću unutrašnju sredinu za nastanak prebiotičkog života.

„Očigledno je da biologija zaista koristi fiziku”, objašnjava Džulijan Kartrajt. „Zbilja, kako ne bi? Ne bi trebalo da nas čudi kada vidimo da se biološka ustrojstva ponekad očito koriste jednostavnim fizičkim načelima. Kada se vratimo u prošlost, čini se razumnom pretpostaviti da je život kada se pojavio, kao posudu koristio nešto mnogo jednostavnije od današnje ćelijske membrane, verovatno neku vrstu jednostavnog mehurića poput klobuka od sapunice. Ova vrsta mehurića danas se može naći u abiotičkim sklopovima, oboje u toplim uslovima; u hemiji vezanoj za tzv. crne dimnjake na morskom dnu, kojima se uveliko daje prednost kao mogućem izvoru života, ali i u hemiji morskog leda.”

Hoće li ova zagonetna zamisao doneti zaokret u shvatanju da je život potekao iz svemira? Možda su preteče živog stigle iz svemira, ali se istinska biohemija svih organizama, zasnovana na ugljeniku, razvila na Zemlji.


Izvor: Politika