Tady život být neměl. Pod ledem Saturnova měsíce se děje něco zvláštního, vědci teď vědí proč

Přidejte si Aktuálně.cz mezi preferované zdroje na GoogluPřidat Aktuálně.cz mezi preferované zdroje

Pod kilometry ledu se na malém Saturnově měsíci skrývá oceán, kam nikdy nedopadá sluneční světlo. Přesto v jeho laboratorní napodobenině začaly pozemské mikroorganismy růst a vyrábět metan. A to dokonce v podmínkách, které jim podle původních očekávání neměly svědčit. Další objev navíc naznačuje, že případné stopy života možná vůbec nebude nutné hledat hluboko pod ledem.

Na první pohled vypadá Enceladus jako jedno z posledních míst, kde bych kdokoliv hledal život. Malý Saturnův měsíc pokrývá silná vrstva ledu, teploty na povrchu klesají hluboko pod nulu a od Slunce dostává jen zlomek energie, která dopadá na planetu Zemi. Pod ledem se ale skrývá globální oceán kapalné vody a pod ním skalnaté jádro. Právě kontakt vody s horninami může dodávat chemickou energii, kterou některé formy života nepotřebují získávat ze světla.

Dvě nové studie v časopise Science Advances nyní ukazují, že tato možnost nemusí být jen teoretická. V první vědci co nejvěrněji napodobili chemické prostředí Enceladova oceánu a vypustili do něj archeon Methanothermococcus okinawensis. Mikroorganismus pochází z prostředí hlubokomořských hydrotermálních průduchů na Zemi a živí se velmi jednoduchým způsobem: využívá vodík a oxid uhličitý a vytváří metan.

Enceladus mu přitom na první pohled nenabízí právě komfortní podmínky. Jeho oceán má být silně zásaditý, s pH kolem deseti až jedenácti, a obsahuje jen velmi málo volného oxidu uhličitého. Právě nedostatek CO₂ mohl představovat zásadní překážku pro metabolismus organismů, které ho potřebují jako zdroj uhlíku.

Jenže mikroorganismus překážku zvládl. V simulovaném oceánu rostl až při pH 11, tedy výrazně nad hranicí, kterou u něj vědci dosud znali. Analýza aktivity genů ukázala, že buňky zvýšily činnost metabolické dráhy, která jim umožňuje vychytávat oxid uhličitý i ve velmi nízkých koncentracích. Energii přitom získávaly z vodíku, který vznikal reakcemi vody s minerály. Tedy stejným typem geochemického procesu, jaký mohou vědci očekávat na Enceladu.

Výsledek, který vědci nečekali

„Naše výsledky naznačují, že samotná chemie Enceladu může pomoci překonat tuto zásadní překážku života,“ vysvětluje mikrobiolog William Orsi z Ludwig-Maximilians-Universität v Mnichově. „Interakce horniny s vodou nejen vytváří vodík jako zdroj energie, ale zároveň vytváří podmínky, které mikrobům umožňují dál získávat uhlík, i když je CO₂ mimořádně málo,“ dodává.

Výsledek tak překvapil i samotné autory experimentu. Nozair Khawaja ze Svobodné univerzity v Berlíně uvedl, že takový úspěch neočekával. Je však důležité dodat, že experiment nedokazuje existenci života na Enceladu. Ukazuje pouze, že jeden pozemský organismus dokáže v laboratorně napodobené chemii jeho oceánu růst a využívat tam dostupné zdroje energie.

„Naše studie nedokazuje, že na Enceladu život existuje,“ zdůraznil Orsi. „Ukazuje ale, že klíčové geochemické vlastnosti tohoto prostředí mohou podporovat jeden z nejstarších metabolických procesů života.“ Podle něj tak výsledek posiluje argument pro budoucí mise, které by hledaly biologické stopy přímo v materiálu vyvrhovaném z oceánu.

A právě tady přichází na scénu i druhá studie. Enceladus má proti řadě jiných potenciálně obyvatelných světů jednu obrovskou výhodu: k jeho oceánu nemusí sonda nutně vrtat kilometry ledu. Z puklin poblíž jižního pólu tryskají obří gejzíry, které vynášejí vodu a ledová zrna stovky kilometrů do kosmu. Sonda Cassini těmito výtrysky v minulosti prolétala a analyzovala jejich složení.

Mimořádně příznivá zpráva

Nová analýza dat z Cassini ukazuje, že vznik těchto ledových částic probíhá složitěji, než vědci předpokládali. Kapky oceánské vody při průchodu puklinami nezamrznou vždy okamžitě. Při pomalejším mrznutí se soli a organické látky uvnitř kapky od sebe oddělují. Když pak zmrazená kapka narazí do stěny ledového kanálu a rozpadne se, mohou vzniknout mikroskopická zrna, která obsahují vysokou koncentraci jediné látky.

Pro hledání života je to mimořádně příznivá zpráva. Potenciální biologické molekuly by nemusely zůstat silně naředěné v obyčejném ledu. Přírodní proces je může sám koncentrovat do jednotlivých částic.

„Enceladus za nás vlastně odvede velkou část přípravy vzorku, která v pozemských chemických laboratořích obvykle vyžaduje hodně práce,“ popisuje vedoucí studie Frank Postberg ze Svobodné univerzity v Berlíně. „Složky oceánu se od sebe oddělí a současně se koncentrují do jednotlivých ledových částic,“ říká.

Předchozí laboratorní pokusy už ukázaly, že přístroje určené pro budoucí sondy mohou v podobných zrnech zachytit například aminokyseliny, lipidy, peptidy nebo části DNA. Pokud by tedy v oceánu Enceladu mikrobi skutečně žili a jejich buněčný materiál se dostal do výtrysků, budoucí mise by teoreticky mohla jeho stopy najít bez přistání na dně oceánu.

Enceladus tak zůstává jedním z nejzajímavějších míst pro hledání života ve Sluneční soustavě. Nové experimenty neříkají, že pod jeho ledem někdo žije. Ukazují ale dvě věci, které ještě před několika lety nebyly samozřejmé: tamní chemie může podporovat metabolismus známý ze Země a případné biologické stopy by se mohly samy dostávat na místo, kde je budoucí sonda dokáže zachytit.