Życie na Tytanie jest możliwe, ale na mikroskopijną skalę

Nowe badanie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Planetary Science Journal rzuca fascynujące światło na możliwość istnienia życia na Tytanie, największym księżycu Saturna. Międzynarodowy zespół badaczy pod przewodnictwem Antonina Affholdera z University of Alberta oraz Petera Higginsa z Harvard University stworzył najbardziej realistyczny jak dotąd model potencjalnej biosfery na tym tajemniczym księżycu.

Tytan od dawna fascynuje naukowców swoją wyjątkową charakterystyką. Wcześniejsze badania wykazały, że powierzchnia tego księżyca pokryta jest rzekami i jeziorami, jednak w przeciwieństwie do Ziemi, nie są one wypełnione wodą, lecz ciekłym metanem. Krajobraz dopełniają lodowe głazy i wydmy zbudowane z materiału przypominającego sadzę. Takie warunki wydają się skrajnie nieprzyjazne dla życia w formie, jaką znamy z naszej planety.

"W naszych badaniach skupiliśmy się na tym, co wyróżnia Tytana na tle innych lodowych księżyców: jego bogatej zawartości materii organicznej" – wyjaśnił Antonin Affholder, główny autor badania. "Korzystając z bioenergetycznego modelowania, odkryliśmy, że podpowierzchniowy ocean Tytana, szacowany na około 300 mil (482 kilometrów) głębokości, może być siedliskiem form życia, które konsumują materię organiczną."

Zespół badawczy doszedł do zaskakującego wniosku – życie na Tytanie jest teoretycznie możliwe, ale w znacznie mniejszej skali, niż moglibyśmy się spodziewać. Według przeprowadzonych obliczeń, całkowita biomasa hipotetycznych organizmów zamieszkujących ten księżyc mogłaby wynosić zaledwie kilka kilogramów.

"Od wielu lat panuje przekonanie, że ponieważ Tytan ma tak dużo materii organicznej, nie brakuje tam źródeł pożywienia, które mogłyby podtrzymywać życie" – kontynuuje Affholder. "Zauważamy jednak, że nie wszystkie te cząsteczki organiczne mogą być źródłem pożywienia. Ocean jest naprawdę duży, ale wymiana między oceanem a powierzchnią, na której znajduje się cała ta materia organiczna, jest ograniczona."

Badacze przyjęli metodologię, którą sami określają jako "powrót do podstaw". Takie podejście pozwoliło im stworzyć model oparty na jednym z najprostszych biologicznych procesów metabolicznych znanych na Ziemi: fermentacji.

"Fermentacja prawdopodobnie rozwinęła się na wczesnym etapie historii życia na Ziemi i nie wymaga od nas otwierania drzwi do nieznanych lub hipotetycznych mechanizmów, które mogły lub nie wystąpić na Tytanie" – wyjaśnił Affholder. "Życie na Ziemi mogło pierwotnie powstać dzięki odżywianiu się cząsteczkami organicznymi pozostałymi po jej powstaniu. Zapytaliśmy więc: Czy podobne mikroby mogłyby istnieć na Tytanie?"

W swoich badaniach naukowcy skupili się na glicynie – najprostszym ze wszystkich znanych aminokwasów, organicznej cząsteczce powszechnie występującej w całym Układzie Słonecznym. Opracowany model wykazał, że glicyna rzeczywiście mogłaby odgrywać kluczową rolę w procesie tworzenia i podtrzymywania biosfery na Tytanie. Hipotetyczne mikroorganizmy mogłyby odżywiać się abiotycznymi cząsteczkami organicznymi, które są syntetyzowane w atmosferze i oceanie księżyca. Jednak wyniki analizy przynoszą otrzeźwiający wniosek dotyczący skali takiego życia. 

"Ta rezerwa może wystarczyć jedynie do utrzymania bardzo małej populacji mikrobów, których łączna waga wynosi zaledwie kilka kilogramów, co odpowiada masie małego psa" – podsumowuje Affholder. "Taka maleńka biosfera zawierałaby średnio mniej niż jedną komórkę na litr wody w całym rozległym oceanie Tytana."

Badanie to jest przełomowe dla astrobiologii z kilku powodów. Po pierwsze, dostarcza naukowo uzasadnionego modelu potencjalnego życia na obiekcie astronomicznym o warunkach skrajnie różnych od ziemskich. Po drugie, pomaga zrozumieć ograniczenia, jakie nawet bogate w materię organiczną środowiska mogą nakładać na rozwój życia. Po trzecie, ustanawia nowe ramy dla poszukiwania i rozpoznawania potencjalnych biosfer na innych ciałach niebieskich w naszym Układzie Słonecznym i poza nim.

Chociaż wizja kilku kilogramów mikrobów rozproszonych w ogromnym oceanie może wydawać się skromna, samo teoretyczne potwierdzenie możliwości istnienia życia na Tytanie jest ekscytującym krokiem naprzód w naszym rozumieniu warunków, w jakich może rozwijać się życie. Wyniki te stanowią również cenny punkt odniesienia dla przyszłych misji kosmicznych, które mogłyby bezpośrednio badać największy księżyc Saturna w poszukiwaniu śladów biologicznej aktywności.