До сих пор обнаружение органических соединений на Марсе или ледяных спутниках Сатурна и Юпитера не давало гарантии существования биологии. Дело в том, что важнейшие для земных организмов кирпичики жизни, такие как аминокислоты, могут формироваться абиогенным путем в космосе и часто встречаются в метеоритах.
Ученые предлагают искать внеземную жизнь не по конкретным молекулам, но по целой химической картине
Поиски внеземной жизни десятилетиями строились на обнаружении конкретных молекул-маркеров. Новое исследование. Ученые выяснили, что главным признаком живого является не само присутствие аминокислот или жирных кислот, а скрытый математический порядок и статистические закономерности их распределения, которые оставляет жизнь.
Солнечная система. NASA
Древние цивилизации и астробиология. Одним из авторов этого прорывного исследования стал Гидеон Йоффе, постдок из Института Вейцмана в Израиле. Идея применить экологические индексы к астробиологии пришла к нему во время работы над докторской диссертацией по анализу данных. А изначально эти же математические метрики разнообразия использовались ученым совершенно в другой области — для поиска скрытых культурных паттернов при изучении древних человеческих цивилизаций.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, доказывает, что жизнь производит не просто молекулы, а особый организационный принцип, который можно вычислить методами математической статистики.
В поиске жизни за пределами Земли может оказаться полезным подход, выходящий за рамки изучения какой-либо одной конкретной биосигнатуры.
Авторы работы применили экологический подход, оценивающий биоразнообразие через богатство видов и равномерность их распределения. Анализ около сотни существующих баз данных показал, что в образцах живого аминокислоты распределены гораздо разнообразнее и равномернее, чем в неживой природе. С жирными кислотами ситуация оказалась противоположной: их абиогенные наборы распределены более однородно, чем биологические.
Универсальный инструмент для космоса
Аннотированная версия изображения «Водопада Чеява» показывает отметины, так называемые «леопардовые пятна», которые особенно заинтересовали ученых, а также оливин в скале. Существует обоснованное предположение, что эти пятна имеют биологическое предположение. Изображение было сделано прибором WATSON на марсоходе Perseverance.
Самым удивительным открытием для исследователей стала надежность и простота нового метода. Статистический анализ позволил четко отделить биологические образцы от неживой химии даже в тех случаях, когда органика подверглась сильному разрушению.
Например, характерный математический след живых систем удалось обнаружить даже в окаменелой скорлупе яиц динозавров. Большой плюс метода заключается в том, что он не требует создания принципиально новых приборов. Нужные закономерности можно искать в данных, которые уже собирают или планируют собирать аппараты действующих и будущих космических миссий. И хотя ученые подчеркивают, что для окончательного подтверждения внеземной жизни потребуется комплекс различных независимых доказательств, новый математический подход станет важнейшим инструментом, способным превратить разрозненные химические следы в систему поиска жизни.