Биосигнатура
Биосигнату́ра (от др.-греч. βίος — жизнь и лат. signatura — обозначение) — любое проявление последствий жизнедеятельности, научно доказывающее существование жизни в прошлом или настоящем[1][2][3][4].
Общее представление
[править | править код]Существование жизни связано с образованием сложных физических и химических структур, равно как с переработкой энергии, производством биомассы и возникновением прочих продуктов жизнедеятельности. Все они, как правило, обладают уникальными характеристиками, позволяющими идентифицировать их как биосигнатуры. Однако, важно понимать, что их перечень нельзя рассматривать как исчерпывающий, поскольку нет возможности знать, какие из них являются универсальными для жизни вообще, а какие являются специфическими для условий жизни на Земле[5]. Тем не менее, в соответствии с современными представлениями, жизненные формы являются уникальным источником некоторых проявлений, например, ДНК, которые могут быть использованы в качестве доказательства их присутствия в конкретном месте[6]. Теоретически, поиск планет с биосигнатурами вполне возможен.
Биосигнатуры в геомикробиологии
[править | править код]
Геологическая летопись демонстрирует много образцов различных доисторических биосигнатур, образовавшихся с момента зарождения жизни на Земле. Их изучением занят ряд смежных научных дисциплин, таких, например, как геомикробиология и геохимия. Обычно эти биосигнатуры представляют собой[7][8]:
- Фоссилии и строматолиты.
- Изотопы углерода, азота и водорода, находившиеся в органическом веществе.
- Значительные скопления изотопов металлов, участвующих в окислительно-восстановительных биологических процессах: например, железо, молибден, хром и редкоземельные элементы.
В качестве биосигнатур жизненные процессы могут оставлять после себя как нуклеиновые кислоты, липиды, белки, аминокислоты, кероген, так и материалы с различными морфологическими признаками, обнаруживаемые в горных породах и донных отложениях[9].
Их выявление позволяет судить об обитателях прошлого. Например, некоторые жирные кислоты, обнаруженные в образцах, раскрывают типы бактерий и архей, живших в этой среде, а найденные жирные спирты указывают на существование планктонных бактерий[10].
Биосигнатуры в астробиологии
[править | править код]
Астробиологические исследования основаны на допущении, что биосигнатуры, встречающиеся в космосе, будут распознаны как следы внеземной жизни. То есть предполагается, что они являются не только следствием жизнедеятельности, но и также не могут иметь не биологического происхождения[13]. Примером таких биосигнатур могут стать сложные органические молекулы или структуры, формирование которых практически невозможно в отсутствии жизни. К ним относятся клеточные и внеклеточные формы, биогенные вещества в горных породах, биоорганические молекулярные структуры, хиральности, биогенные минералы, биогенные стабильные структуры изотопов в минералах и органических соединений, некоторые атмосферные газы, а также выявляемые удалённо, такие как фотосинтетическая пигментация[13] и даже отложения магнетита или других железосодержащих минералов[14].
Подобные микроскопические кристаллы магнетита были обнаружены в марсианском метеорите ALH 84001, что вызвало значительный интерес, так как до недавнего времени считалось, что кристаллы такой специфической формы могут создаваться только бактериями. Этот же метеорит сдержит включения похожие на известные микробные и клеточные окаменелости. Однако длительное обсуждение, в своём большинстве, склонилось к мнению, что они слишком малы для биосигнатур, а сама дискуссия усилила понимание важности однозначной идентификации происхождения подобных объектов[2].
См. также
[править | править код]
Примечания
[править | править код]- ↑ Илья Хель ДНК пережила экстремальный полёт через земную атмосферу // Сайт hi-news.ru, 27 Ноября 2014. Дата обращения: 28 апреля 2015. Архивировано 3 апреля 2015 года.
- ↑ 1 2 Beaty Steele The Astrobiology Field Laboratory. — the Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) // — NASA. — P. 72.
- ↑ Biosignature - definition (англ.). Science Dictionary (2011). Дата обращения: 12 января 2011. Архивировано 26 мая 2011 года.
- ↑ Summons R. E., Amend J. P., Bish D. L., Buick R., Cody G. D., Des Marais D. J., Dromart G., Eigenbrode J., Knoll A. H. and Sumner D. Y. 2011. Preservation of Martian Organic and Environmental Records: Final Report of the Mars Biosignature Working Group. // Astrobiology 11, 2011, pp.157-181.
- ↑ Carol Cleland, Gamelyn Dykstra, Ben Pageler Philosophical Issues in Astrobiology. // NASA Astrobiology Institute, 2003.
- ↑ Carl Zimmer Shedding Their Secrets // New York Times, January 22, 2015. Дата обращения: 29 сентября 2017. Архивировано 5 декабря 2017 года.
- ↑ Signatures of life from Earth and beyond // Penn State Astrobiology Research Center (PSARC), 2009
- ↑ David Tenenbaum Reading Archaean Biosignatures // Astrobiology Magazine, NASA, July 30, 2008 Архивировано 29 ноября 2014 года.
- ↑ Luther W. Beegle A Concept for NASA’s Mars 2016 Astrobiology Field Laboratory // Journal Astrobiology, August 2007, volume 7, issue 4, pp. 545—577
- ↑ Fatty alcohols // Website Cyberlipid.org (англ.). Дата обращения: 28 апреля 2015. Архивировано из оригинала 25 июня 2012 года.
- ↑ Matt Crenson After 10 years, few believe life on Mars // The Associated Press, 2006-08-06. Дата обращения: 28 апреля 2015. Архивировано 24 марта 2016 года.
- ↑ McKay, David S.; Thomas-Keprta, Kathie L.; Vali, Hojatollah; Romanek, Christopher S.; Clemett, Simon J.; Chillier, Xavier D. F.; Maechling, Claude R.; Zare, Richard N. et al. Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001 // Science (1996) volume 273, issue 5277, pp. 924—930.
- ↑ 1 2 Lynn Rothschild Understand the evolutionary mechanisms and environmental limits of life // NASA. September 2003
- ↑ Mike Wall Mars Life Hunt Could Look for Magnetic Clues // Website Space.com, December 13, 2011. Дата обращения: 28 апреля 2015. Архивировано 4 апреля 2019 года.
