Life 'non come la conosciamo' possibile su luna di Saturno TitanoPubblicato

Questo vicino infrarosso, mosaico di colore dalla sonda Cassini della NASA mostra il sole risplendente fuori dei mari polari nord di Titano composta da metano liquido. Image credit: NASA / JPL-Caltech / University of Arizona / University of Idaho.

In una prospettiva allo stesso tempo fantasioso e rigidamente scientifica, ingegneri chimici Cornell e astronomi offrono un modello per la vita che potrebbero prosperare in un mondo freddo duro - specificamente Titano, la luna gigante di Saturno. Un corpo planetario inondato con mare non di acqua, ma di metano liquido, Titan potrebbe ospitare, le cellule senza ossigeno a base di metano-che metabolizzare, riproducono e fanno vita tutto sulla Terra fa.

Dottorando James Stevenson, astronomo Jonathan Lunine e ingegnere chimico Paulette Clancy, con un'immagine di Cassini Titano in primo piano di Saturno, ed un azotosome, la membrana cellulare teorizzato su Titano. Image credit: Jason Koski / Cornell Fotografia Università

La loro membrana cellulare teorizzata, composto da piccoli organici composti azotati e in grado di funzionare a temperature di metano liquido di 292 gradi sotto lo zero, è stato pubblicato su Science Anticipi, 27 feb. Il lavoro è condotto da chimici esperti dinamica molecolare Paulette Clancy, Samuel W. Bodman e Diane M. Professore di chimica e biomolecolare, con il primo autore James Stevenson, uno studente laureato in ingegneria chimica. Co-autore del documento è Jonathan Lunine, il David C. Duncan Professore in Scienze Fisiche nel Collegio delle Arti e del Dipartimento di Astronomia Scienze '.

Lunine è un esperto di lune di Saturno e di uno scienziato interdisciplinare sulla missione Cassini-Huygens ha scoperto che i mari di metano-etano su Titano. Incuriosito dalle possibilità di vita a base di metano su Titano, e armato di una borsa di studio dalla Fondazione Templeton per studiare la vita non acquoso, Lunine cercato assistenza circa un anno fa da Cornell docenti con competenze nella modellazione chimica. Clancy, che non aveva mai incontrato Lunine, si offrì di aiutare.

"Noi non siamo biologi, e non siamo gli astronomi, ma abbiamo avuto gli strumenti giusti", ha detto Clancy."Forse ha aiutato, perché non siamo venuti in con alcun preconcetto su quello che dovrebbe essere in una membrana e cosa non dovrebbe. Abbiamo appena lavorato con i composti che sapevamo c'era e chiesto, 'Se questo è il vostro palato, che cosa si può fare su questo?' "

Sulla Terra, la vita si basa sulla membrana doppio strato fosfolipidico, il permeabili, vescicole forte, a base di acqua che ospita la materia organica di ogni cellula.Un vescicole fatta da una tale membrana è chiamato un liposoma. Così, molti astronomi cercano vita extraterrestre in quella che viene chiamata la zona abitabile circumstellare, la banda stretta attorno al Sole in cui può esistere acqua allo stato liquido. Ma se le cellule non erano a base di acqua, ma a metano, che ha un punto di congelamento molto inferiore?

Una rappresentazione di un azotosome 9 nanometri, delle dimensioni di un virus, con un pezzo di membrana tagliato via per mostrare l'interno cavo. Image credit: James Stevenson / Cornell University

Gli ingegneri chiamato il loro cellulare teorizzata membrana un "azotosome," "azote" è la parola francese per l'azoto. "Liposomi" deriva dal "lipos" greci e "soma" per significare "corpo lipidi," per analogia "azotosome" significa "corpo di azoto".

Il azotosome è costituito da molecole di azoto, carbonio e idrogeno noti presenti in mari criogenici di Titan, ma mostra la stessa stabilità e flessibilità che liposoma analogo terrestre fa. Questa è stata una sorpresa per i chimici come Clancy e Stevenson, che non aveva mai pensato a meccanismi di stabilità cella prima; di solito studiano semiconduttori, non le cellule.

Gli ingegneri impiegati un metodo dinamica molecolare che a screening per i composti candidati dal metano per auto-assemblaggio in strutture di membrana-like. Il composto più promettente hanno trovato è un azotosome acrilonitrile, mostrava una buona stabilità, una forte barriera alla decomposizione e una flessibilità simile a quella delle membrane fosfolipidiche sulla Terra. Acrilonitrile - a, velenosa, composto organico liquido incolore utilizzato nella fabbricazione di fibre acriliche, resine termoplastiche e - è presente nell'atmosfera di Titan.

Eccitato dalla prova iniziale di concept, Clancy ha detto che il prossimo passo è quello di cercare di dimostrare come queste cellule si comporterebbero in un ambiente di metano - quello che potrebbe essere l'analogo per la riproduzione e il metabolismo in celle a base di metano-libera-ossigeno.

Lunine guarda con interesse alla prospettiva a lungo termine di testare queste idee su Titano si, come diceva lui, da "un giorno l'invio di una sonda a galleggiare sui mari di questa luna sorprendente e campionamento direttamente le sostanze organiche."

Stevenson ha detto che era in parte ispirato dallo scrittore di fantascienza Isaac Asimov, che ha scritto sul concetto di vita a base di non-acqua in un saggio del 1962, "Non è come la conosciamo."

Ha detto Stevenson: "Il nostro è il primo progetto concreto della vita non come la conosciamo."