Para la supervivencia de la vida se necesita mucho menos de agua de lo que usted podría pensar

"Busca el agua" durante mucho tiempo fue el mantra de nuestros científicos búsquedas de vida extraterrestre en el sistema Solar y fuera de ella. Seguimos buscando las condiciones en las cuales el agua puede permanecer líquida en la superficie de un planeta o en otro lugar dentro del cuerpo. En este enfoque tiene sentido. Para la vida tal como la conocemos, el agua es necesaria para la compleja química, que le permite crecer y multiplicarse. En todas partes donde hay agua, la vida tiene una oportunidad, así que pensamos.

"En principio, todos los activos de las células del sistema viven en el medio acuático, dice john Холсворт, microbiólogo de la universidad queen's de belfast. — Sin agua y el medio ambiente dentro de la célula y el exterior, los gérmenes pueden morir, o, en el mejor de los casos, deciden irse a semejanza de hibernación".

Nace una buena pregunta: ¿cuánta agua necesita en la vida? Un estudio reciente de la Холсвортом y sus colegas mostraron que la respuesta no consiste tanto en la cantidad de agua, sino en el de su concentración.

El agua, en el que nos завариваем té, bien puede acomodar otras moléculas en su estado líquido ambiente. Además, el agua es un potente disolvente, y fácilmente se disuelve la sal en los océanos y los minerales en la tierra. En consecuencia, el agua puede llegar a ser desagradable o incluso tóxicos para la vida, en función de lo que se en ella se disolvió. La vida es necesaria "biológicamente disponible de agua extraíble de medio ambiente.

"Si bien esto puede parecer contrario a la intuición, la cantidad de agua presente en potencialmente habitable el entorno, no es la medida de la cantidad biológicamente disponibles son las moléculas de agua, dice Холлсворт. — Como factor determinante para los procesos de la vida actúa la concentración de las moléculas de agua".

La medida de la biodisponibilidad de agua se denomina "actividad de agua". Холлсворт dice que en las células funciona de la misma manera, como la mezcla de combustible en los motores. El motor puede estar diseñado para funcionar con el combustible en forma de 95% de etanol y 5% de agua, y la cantidad de agua no es tan importante como su relativa concentración en la mezcla.

"Este tipo de motor puede ganar y funcionamiento de la misma, independientemente de que esté allí litro o cien de combustible en el tanque de combustible".

Sin embargo, si la sutil relación de etanol y agua se rompe, el motor se vuelve menos eficaz y comienza a барахлить". Si la proporción de la mezcla de combustible se cruza el umbral crítico, "el motor no puede dejar de trabajar", que se puede comparar con la muerte o la неактивностью de un organismo vivo.

En su nuevo trabajo Холлсворт y sus colegas han estudiado el nivel mínimo de actividad de agua, necesaria para que la vida en la Tierra. Además, los autores han tratado de definir lo que este nivel implicaría para la búsqueda de vida en el Universo. Una buena noticia: a primera vista desérticas, áridas lugar en nuestro sistema Solar pueden mantener muy alto el nivel de actividad de agua, en el cual se pueden desarrollar ciertos gérmenes. De hecho, algunos extraterrestres condiciones no muy diferentes de los destinos de la Tierra, en la que sobreviven los llamados "экстремофилы" — los gérmenes, como las que sufren cambios de temperatura, de alta presión y baja actividad de agua.

"Hay un límite en el límite de la actividad del agua, incluso para los más formas sostenibles de vida", dice el Холлсворт. — Por lo tanto, hemos identificado los tipos de agua y el medio ambiente que existen en el actual sistema Solar, y se enteró de que algunos de estos lugares que recuerdan fértiles de origen microbiano de la vivienda en la Tierra".

¿Hasta dónde puede ir?



Australiana moderna estromatolitos

Aunque la gran mayoría de organismos terrestres vive en una zona con alta actividad de agua, el planeta no se exactamente que es seca. Actividad mínima de agua para la vida es del orden de 0,600 — el equivalente a 60% de humedad relativa, indicador que nos asociamos con el tiempo. La actividad máxima del agua pura tiene un valor arbitrario de 1.

Los tres dominios de la vida en la Tierra tienen sus рекордсменами-organismos que viven en actividad de agua en 0,600 o un poco más alto (el nivel de humedad se considera bajos). Para eucariotas, de dominio, que incluye a personas y otros animales, el primer lugar lo ocupan la levadura bajo el nombre de Xeromyces bisporus. Esta forma de logias en seco dulce entorno y puede provocar el deterioro de los alimentos.

Los científicos descubrieron por primera vez la asombrosa capacidad de estos de la levadura crecer con el nivel de actividad de agua 0,605 en 1968. A lo largo de décadas, junto con una decena de otros hongos, X. bisporus totalmente ocupaba el rango de a la tasa de actividad de agua en 0,700. Otros dos de dominio de la vida — las bacterias y археи — que incluyen sólo criaturas unicelulares conocidos como prokarioty, pueden sobrevivir cuando la actividad de agua en 0,755.

Esta gran diferencia se завело reflexiones de los científicos sobre el origen de la vida en la Tierra en un callejón sin salida. Se considera que прокариотические de la célula, que es más fácil eucariotas, fueron las primeras especies de la vida. Probablemente, prokarioty reinaban en el planeta durante miles de millones de años antes del surgimiento de la eucariotas.

Sin embargo, los primeros testimonios de la vida indican que apareció en un medio salino relativamente baja actividad de agua. Por ejemplo, las capas de los microbios formaron los estromatolitos en el entorno costero, fósiles de los que estudiamos hoy. En las zonas donde se habían registrado una comunidad de este tipo de gérmenes, sal debían acumularse en el строматолитах a medida que выпаривалась el agua, el resto de la marea. Además, miles de millones de años los océanos tenían que ser dos veces es mas solada, que en la actualidad. De alguna manera lograran los organismos se enfrentan con mayores dosis de sal.

Estudios recientes Холлсвортом y sus colegas propusieron la solución. Algunos de prokarioty, como se ha aclarado, pueden tener que lidiar con tales перенасыщенными sal términos y condiciones, junto con los aficionados a la baja humedad, la levadura X. bisporus. Durante muchos años, los científicos afirmaron que la vida puede funcionar y cuando la actividad de agua por debajo de 0,600, pero con el tiempo, esto no se ha confirmado.

La evidencia hasta la fecha confirman que la actividad del agua en el rango de 0,690 a 0,600 es un "biofísico borde funcional de la biosfera de la Tierra".

Fácil: más allá будешь



Europa, la luna de júpiter

El rango de actividad de agua cubre los escenarios en los cuales el agua no debe de existir en su acogedor fluida y forma. Desde el vapor hasta el hielo, el agua representa la dinámica de la molécula relativamente pequeña de temperatura de dispersión.

En la Tierra, incluso una fina película de agua, recogida abiertas las rocas, puede ser el cuerno de la abundancia para los microbios. Anteriores estudios han demostrado que la capa de agua de espesor a las tres de la molécula puede ser suficiente para biodisponibilidad.

En el frío de la árida marte película de un espesor puede existir en forma de hielo, o de los minerales. Los cristales de sal, por ejemplo, pueden absorber una pequeña humedad de la atmósfera marciana y formar delgado солоноватое cobertura. El agua contenida en minerales, o, lo que es más interesante, en yacimientos submarinos represas de agua, también puede proporcionar a los microbios apoyo necesario para la reproducción. Cuando el ambiente se vuelve seca, los gérmenes pueden irse en estado inactivo, como lo hacen en la Tierra. Además, en su cálido y húmedo el pasado de marte podría tener piscinas de agua salada, que podrían ser el equivalente de la tierra en el plan de actividad de agua.

Además de marte, uno de los mejores lugares para el mantenimiento de la vida extraterrestre en el sistema Solar se considera la luna de júpiter, europa. Su química en la superficie dice que en la luna se pueden formar las salmueras aceptable de actividad de agua. Otros factores como el frío extremo y baja presión, por supuesto, podrían desempeñar un papel importante—, pero como en todas partes. Potencialmente cálidas y húmedas entrañas de europa, sin embargo, son otra opción para la supervivencia, es muy adecuado para la vida tal como la conocemos.

Muchos otros lugares en el sistema Solar, en teoría, podrían poseen el nivel adecuado de actividad de agua para el desarrollo de la экстремофилов. La rica гейзерами la luna de saturno, encélado, por ejemplo, e incluso asteroides podrían tener adecuados regiones con actividad de agua.

El trabajo Холлсворта avivando el debate sobre si puede жизнеформа pasar todo el ciclo de vida sin alguna fuente externa de agua. Hasta cerca de la jaula hay un poco de agua dentro de la obtenida inicialmente, se puede evolucionar y pasar a través de todos los pasos. Pero pruebas de esto, no hay. Холлсворт espera de encontrar, y pronto para decir "no", hasta que no разубедимся en la sabiduría antigua: la vida siempre encuentra la salida.

La propagación de la tierra микробов



"Sala limpia" en la NASA

En general, dado que la actividad en el agua no genera serias limitaciones para la vida en ciertos lugares del sistema Solar, no hay ninguna garantía de que en otros lugares de nuestro sistema estelar de los cuerpos planetarios algún problema con esto.

Con esto en mente, Холлсворт dedica parte de su trabajo sobre las personas de investigadores o sondas robotizadas, que por casualidad se puede sembrar la vida en otros mundos. Sabemos que las agencias espaciales son muy seriamente. La NASA, por ejemplo, introdujo el programa de defensa planetaria, para asegurarse de que ningún microbio que casualmente no se embarcará en un viaje a marte o de otra, donde sea. Los ingenieros construyen марсоходы estériles "salas limpias", para reducir la posibilidad de contaminación.

"Donde no hay otras condiciones como la temperatura en teoría permiten desarrollar la vida biológica, necesitamos prestar seria atención para que accidentalmente no extender la vida de nuestro planeta", dice Холлсворт.

La actividad del agua es un fenómeno que requiere de una clara comprensión y la observación cuidadosa. Sin embargo, en opinión de Холлсворта, a él se refieren no es suficiente щепетильно.

Una de las razones por las que los científicos ignoran la actividad de agua, es en el casco histórico de la casualidad, que estableció un valor máximo por unidad. En consecuencia, el valor del agua se expresan en fracciones de unidades como 0,755 y 0,605, del que hemos hablado anteriormente. Por lo tanto, los profundos cambios en la actividad de agua, como consecuencia de ello, parecen ser de los más pequeños.

De trabajo Холлсворта, el cambio de la actividad de agua de 0,1 equivalente a un cambio de temperatura de 35 grados centígrados. Es evidente que, con este diferencial de temperatura de la persona, por ejemplo, puede morir.

"En la mayoría de los hábitats naturales parámetros como la temperatura y actividad de agua fluctúan constantemente, — dice el científico. — Sin embargo, la mayoría de los microbiólogos considera imposible y extraño medir los cambios en las culturas de los seres vivos con una exactitud de más o menos un grados centígrados".

Pero aquí en caso de que la actividad de agua, para una auténtica precisión de los biólogos deben grabar con una precisión de hasta tres dígitos después de la coma.

"Tenemos pruebas de que microbiana de la célula sensible a los cambios en la actividad de agua en el tercer signo después de la coma, y existe la idea de que las células pueden ser aún más sensibles. Si no mejorar el nivel de precisión de la definición de actividad de agua, este valor no se puede perder el sentido desde el punto de vista de la biología".

Fuente: hi-news.ru