Традиционно считается, что для жизни необходимы планетарные условия: наличие жидкой воды, комфортная температура и защита от вредного излучения. Однако, как утверждают исследователи, биологически созданные структуры могут поддерживать эти требования. Теперь рассматривается, как такие экосистемы могут функционировать и создавать условия для своего существования вдали от планет.
Авторы анализа подчеркивают, что биологически созданные барьеры смогут имитировать планетарные эфемерные условия: обеспечивать свет, необходимый для фотосинтеза, защищать от ультрафиолетового излучения и удерживать летучие вещества. Это позволит создать пригодные для жизни условия на астрономических расстояниях от 1 до 5 астрономических единиц в Солнечной системе.
На Земле жизнь существует благодаря сложной системе взаимодействий, которая включает солнечную энергию, доступные элементы и вулканическую активность. Эти факторы поддерживают окислительно-восстановительные градиенты, необходимые для метаболизма.
Исследование также затрагивает аспекты, касающиеся условий, существующих на спутниках планет внешней части Солнечной системы, таких как ледяные океаны, которые могут иметь необходимые для жизни условия, но такие среды могут быть лишены циклов питательных веществ.
Вордсворт и Кокелл указывают на существование других возможных экосистем, которые могли бы развивать свои собственные структуры и поддерживать условия, аналогичные земным. Например, цианобактерии могут существовать при давлениях около 10 кПа, следовательно, экосистемы, состоящие из живых организмов, могут создать условия, подобные тем, которые необходимы для жизни.
Авторы также обсуждают важность тройной точки воды, которая указывает на условия, при которых вода может существовать в жидком состоянии. При определенном давлении и температуре, воды, безусловно, можно поддерживать даже в условиях, не связанных с планетами.
Задача заключается в том, как такие системы могут поддерживать термодинамический баланс и какие организмы могут эволюционировать для создания подобных структур. Естественные виды, такие как морские водоросли и некоторые виды муравьев, уже демонстрируют способности к жизни в экстремальных условиях, повышая отражательные свойства своих тел и сохраняя тепло.
«Более автономная среда обитания могла бы выращивать свой собственный материал для стен, подобно тому, как растительные клетки восстанавливают свои собственные стенки в микрометровом масштабе», — объясняют они.
Также важно учитывать, что потребление и переработка ресурсов жизненно необходимы для устойчивости любой экосистемы. На Земле система переработки отходов, включая органы, способные расщеплять устойчивые вещества, играют ключевую роль в обеспечении необходимого круговорота веществ.
Авторы задаются вопросом, может ли жизнь, развивающаяся в других местах, создавать уникальные биомассы, способные к самостоятельному восстановлению своих структур. Они подчеркивают, что такая жизнь могла бы выживать, обеспечивая условия, подобные тем, что существуют на Земле, но с другими механизмами адаптации.
В рамках своего исследования Вордсворт и Кокелл требуют от научного сообщества переосмыслить представления об обитаемых мирах. Они поднимают вопрос о том, могут ли подобные экосистемы быть независимыми от планетарных условий, открывая новые возможности в поиске жизни за пределами Земли.
«Жизнь на Земле еще не достигла этого, хотя со временем она, безусловно, адаптировалась ко все более широкому спектру условий окружающей среды, — заключают они. — Изучение вероятности различных путей эволюции жизни в альтернативных планетарных граничных условиях станет интересной темой для будущих исследований».
