Ремонт, сервис, услуги » Информация » Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать




Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать

Автор: addministr от 11-11-2014, 17:30

Категория: Информация



Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать

«Ищи воду» длинное времена было мантрой наших научных розысков внеземной жизни в Солнечной системе и за ее пределами. Мы продолжаем разыскивать обстановка, при каких вода может оставаться водянистой на поверхности планеты или в дружком месте в пределах планетарного тела. В таковом подходе жрать резон. Жизни, какой мы ее знаем, вода необходима для сложной химии, какая позволяет вырастать и множиться. Везде, где жрать вода, у жизни жрать шанс — настолько мы кумекаем.

«В принципе, все деятельные клеточные системы жительствуют в водной сфере, — болтает Джон Холсворт, микробиолог из Королевского университета в Белфасте. — Без водной сферы внутри клетки и извне, микробы могут загнуться, или, в важнейшем случае, постановят ретироваться в подобие спячки».
Рождается важнецкий проблема: как вода бедствует в жизни?Недавнее изыскание, проложенное Холсвортом и его коллегами, показало, что ответ заключается не столько в числе воды, сколько в ее концентрации.
Вода, в коей мы завариваем чай, великолепно вмещает иные молекулы в свою водянистую среду. Помимо этого, вода изображает мощным растворителем и с легкостью растворяет соли в океанах и минералы на земле. В итоге вода может стать антипатичной или даже токсичной для жизни, в подвластности от того, что будет в ней растворено. Жизни необходима «биологически доступная» вода, извлекаемая из облегающей сферы.
«Хотя это может показаться алогическим, численность воды, присутствующей в потенциально обитаемой сфере, не изображает мерой того, как биологически доступными изображают молекулы воды, — болтает Холлсворт. — В качестве определяющего фактора для житейских процессов выступает концентрация молекул воды».
Мера биологической доступности воды зовется «активность воды». Холлсворт болтает, что в клетках она вкалывает настолько же, будто топливная винегрет в двигателях. Двигатель может быть сконструирован для работы с топливом в облике 95% этанола и 5% воды, и численность воды не владеет такового значения, будто ее сравнительная концентрация в смеси.
«Такой двигатель может заработать и функционировать равно вне подвластности от того, будет там литр или сто топлива в топливном баке».
Однако если филигранное соотношение этанола и воды нарушается, «двигатель становится менее эффективным и начинает барахлить». Если соотношение топливной смеси пересекает критический порог, «двигатель и вовсе может перестать работать», что можно соотнести со кончиной или неактивностью живого организма.
В своей новоиспеченной работе Холлсворт и его коллеги изучили минимальный степень активности воды, необходимый жизни на Земле. Также авторы попытались найти, что этот степень будет означать для розыска жизни во Вселенной. Хорошая новинка: на начальный взор пустынные, засушливые места в нашей Солнечной системе могут поддерживать будет возвышенный степень активности воды, в обстоятельствах какого могут развиваться найденные микробы. По сути, кое-какие внеземные обстановка не особо выдаются от мест на Земле, в каких выживают настолько величаемые «экстремофилы» — микробы, болеющие перепады температур, возвышенное давление и басистую активность воды.
«Есть предельный лимит активности воды даже для самых устойчивых конфигураций жизни, — говорит Холлсворт. — Поэтому мы нашли образы водных сфер, какие бытуют в нынешней Солнечной системе, и выяснили, что кое-какие из этих мест напоминают злачные микробные жилища на Земле».


Как вдалеке вы можете забежать?


Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать

Современные австралийские строматолиты
Хотя подавляющее большинство дольних организмов жительствует в округах с возвышенной активностью воды, планета аккуратно не изображает сухой. Минимальная активность воды для жизни составляет распорядка 0,600 — эквивалент 60% сравнительной влажности, показатель, какой мы ассоциируем с погодой. Максимальная активность безукоризненной воды владеет произвольное резон 1.
Все три домена жизни на Земле обладают своими рекордсменами-организмами, какие жительствуют при активности воды в 0,600 или капельку возвышеннее(этот степень влажности почитается басистым). Для эукариот, домена, в какой входят люд и иные звериные, первое пункт занимают дрожжи под званием Xeromyces bisporus. Эта конфигурация гнездится в сухой сладкой сфере и может приводить к порче провиантов.
Ученые впервинку вскрыли изумительную способность этих дрожжей вырастать при уровне активности воды 0,605 в 1968 году. На протяжении десятилетий, вкупе с десятком иных грибов, X. bisporus всецело занимала диапазон до показателя активности воды в 0,700. Два иных домена жизни — бактерии и археи — которые вводят всего одноклеточных существ, знаменитых будто прокариоты, могут выживать при активности воды в 0,755.
Это существенное несходство завело размышления ученых о происхождении жизни на Земле в тупик. Считается, что прокариотические клетки, какие проще эукариотических, были первыми обликами жизни. Вероятнее итого, прокариоты царили на планете за биллионы лет до расцвета эукариот.
Тем не менее самые ранние доказательства жизни указывают на то, что она взялась в соленых средах с сравнительно басистой активностью воды. К образцу, пласты микробов образовали строматолиты в побережной сфере, окаменелости каких мы проходим ныне. В приливных полосах, где возникали сообщества таковских микробов, соли должны были накапливаться на строматолитах по мере того, будто выпаривалась вода, оставшаяся от наплыва. К тому же биллионы лет назад океаны должны были быть в два раза соленее, чем ныне. Каким-то непостижимым образом первобытные организмы справлялись с повышенными дозами соли.
Недавние изыскания, проложенные Холлсвортом и его коллегами, предложили решение. Некоторые прокариоты, будто выяснилось, могут владеть девало с таковскими перенасыщенными солью обстоятельствами, убору с дилетантами басистой влажности, дрожжами X. bisporus. Многие годы ученые ратифицировали, что бытие может функционировать и при активности воды басистее 0,600, однако со временем это настолько и не подтвердилось.
Все доказательства на сегодняшний девай подтверждают, что активность воды в диапазоне от 0,690 до 0,600 видит собой «биофизическую кромку функциональной биосферы Земли».


Тише едешь — отдаленнее будешь


Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать

Европа, месяц Юпитера
Этот диапазон активности воды охватывает сценарии, при каких вода не должна бытовать в своей дружелюбной текучей фигуре. От чета до льда, вода видит собой динамическую молекулу с сравнительно небольшим температурным разбросом.
На Земле даже филигранная пленка воды, сконцентрированная с разинутых скал, может быть рогом изобилия для микробов. Предыдущие изыскания подтвердили, что слой воды толщиной в три молекулы может быть достаточным для биологической доступности.
На ледяном засушливом Марсе пленка подобный толщины может бытовать либо в фигуре льда, либо в минералах. Кристаллы соли, к образцу, могут вбирать небольшую влажность марсианской атмосферы и образовывать филигранное солоноватое покрытие. Вода, заключенная в минералах, или же, что более занимательно, в подводных месторождениях талой воды, может также обеспечивать микробов необходимой поддержкой для размножения. Когда облегающая окружение вновь становится сухой, микробы могут ретироваться в неактивное состояние, будто они ладят это на Земле. Более того, в своем теплом и влажном былом Марс мог обладать водоемами соленой воды, какие могли быть эквивалентны дольним в плане активности воды.
Кроме Марса, одним из важнейших мест для поддержания внеземной жизни в Солнечной системе почитается месяц Юпитера Европа. Ее химия на поверхности болтает о том, что на луне могли образоваться рассолы с вполне приемлемой активностью воды. Другие факторы вроде экстремального холода и басистого давления, безусловно, могли сразиться свою роль — однако настолько всюду. Потенциально теплые и влажные недра Европы, тем не менее, видят еще один-одинехонек вариант для выживания, вполне подходящий жизни подобный, будто мы ее знаем.
Многие иные места в Солнечной системе теоретически могут обладают надобным уровнем активности воды для развития экстремофилов. Богатая гейзерами месяц Сатурна Энцелад, примерно, и даже астероиды вполне могут обладать подходящими регионами с активностью воды.
Работа Холлсворта раздувает дебаты сравнительно того, может ли жизнеформа миновать тяни житейский цикл без какого-либо наружного ключа воды. Пока у клетки жрать капельку воды внутри, полученной первоначально, она может развиваться и миновать сквозь все репродуктивные этапы. Но доказательств этому доколе дудки. Холлсворт гадает их найти, и безвременно болтать «нет», доколе мы не разубедимся в древней мудрости: бытие век найдет выход.


Распространение дольних микробов


Для выживания жизни нужно намного меньше воды, чем вы могли бы подумать

«Чистая комната» в NASA
В круглом, поскольку активность воды не образовывает капитальных ограничений для жизни в найденных местах Солнечной системы, дудки никаких гарантий, что и в иных местах нашей астральной системы у планетарных тел возникнут проблемы с этим.
Имея это в виду, Холлсворт уделяет доля работы спросам людей-исследователей или роботизированных зондов, какие могут невзначай посеять дольную бытие на иных мирах. Мы знаем, что к этому космические агентства относятся больно серьезно. NASA, к образцу, завела программу планетарной защиты, дабы увериться, что ни один-одинехонек микроб невзначай не отправится в поездку на Марс или еще куда. Инженеры строят марсоходы в стерильных «чистых комнатах», дабы снизить степень вероятного загрязнения.
«Там, где иные обстановка вроде температуры в теории позволяют развиться биологической жизни, нам надобно уделить капитальное внимание тому, дабы невзначай не разблаговестить бытие с нашей планеты», — болтает Холлсворт.
Активность воды — это явление, какое спрашивает внятного понимания и скрупулезного наблюдения. Тем не менее, по воззрению Холлсворта, к нему глядят недостаточно щепетильно.
Одна из причин того, что ученые игнорируют активностью воды, заключается в исторической случайности, какая ввела максимальное резон на единицу. Соответственно, значения воды выражаются в частях единицы вроде 0,755 и 0,605, о каких мы болтали возвышеннее. Таким образом, абсолютные изменения в активности воды, будто следствие, видятся субъективно малыми.
Из работы Холлсворта вытекает, что изменение активности воды на 0,1 эквивалентно изменению температуры на 35 градусов по Цельсию. Очевидно, что при таковом перепаде температур человек, примерно, может погибнуть.
«В большинстве природных сфер обитания параметры вроде температуры и активности воды беспрерывно качаются, — болтает ученый. — Однако большинство микробиологов почитает немыслимым и диковинным измерять изменения в цивилизациях живых существ с точностью до плюс-минус одного градуса по Цельсию».
Но вот в случае с активностью воды, для оригинальной точности биологи должны вносить ее с точностью до трех знаков после запятой.
«У нас жрать доказательства, что микробная клетка душещипательна к изменениям в активности воды в третьем знаке после запятой, и жрать взгляд, что клетки могут быть еще более душещипательны. Если не улучшить степень точности определения активности воды, этому значению не будет хватать резона с точки зрения биологии».



Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Архив | Связь с админом | Конфиденциальность

RSS канал новостей     Яндекс.Метрика