Где на Земле зародилась жизнь и где еще она могла возникнуть? Исчерпывающий ответ, скорее всего, будет дан еще очень далеко. Но это может зависеть от того, сколько подходящих мест для абиогенеза есть в разных мирах.
У нас есть только одна точка данных для жизни: старая добрая Земля. Изучение абиогенеза, естественного процесса, в котором жизнь возникает из неживой материи, невозможно осуществить, наблюдая за другими местами, где она произошла. Вместо этого ученые используют модели, чтобы докопаться до большого вопроса.
Манасви Лингам — астробиолог из Флоридского технологического университета. В новом исследовании Лингам и его коллеги изучают вероятность возникновения жизни в разных местах на Земле. Исследование называется «Байесовский анализ вероятности возникновения жизни на месте, способствующем абиогенезу». Оно опубликовано в журнале Astrobiology, а другими авторами являются Рут Николс и Амедео Балби.
«Мы не можем заглянуть назад во времени. Иногда вы можете прийти к ответам, просто очень умно используя ограниченные данные… но есть часть, которую вы никогда не узнаете».
Манасви Лингам, астробиолог, Технологический университет Флориды
Байесовский анализ использует существующие знания — в данном случае, появление жизни на Земле — для оценки вероятности того, что то же самое произойдет в другом месте. Не принимая во внимание панспермию, мы знаем, что жизнь зародилась на Земле по крайней мере один раз. Ученые могут использовать его, чтобы попытаться определить вероятность того, что жизнь зародилась в другом месте.
На нашем пути к пониманию спонтанного появления жизни существует множество препятствий. «Одним из главных среди этих текущих ограничений является отсутствие у нас окончательных знаний относительно минимального набора условий, необходимых для возникновения абиогенеза, а также отсутствие окончательных данных, указывающих на вероятное место(а), где этот процесс имел место», — пишут авторы.
Но тот факт, что он возник на Земле, по крайней мере один раз, а возможно, и в нескольких местах, является фактом, богатым информацией. Но информация не объявляет о его присутствии. Ученым приходится его вытаскивать. «Тем не менее, возникновение абиогенеза на Земле по-прежнему имеет значительную информационную ценность», — объясняют авторы.
В новом исследовании Лингам и его коллеги разработали модель, основанную на urable sites. Urable sites — это те, которые являются жизнеспособными местами, где могла бы зародиться жизнь. Результаты оказались неожиданными и противоречащими здравому смыслу.
Urable sites — это среды, где, как мы думаем, может возникнуть жизнь. Они включают гидротермальные источники, места ударов, озера и пруды, а также естественные атомные реакторы, такие как тот, что существовал в Габоне два миллиарда лет назад.
В этой работе исследователи составили список пригодных мест, и каждый тип имеет соответствующий уровень благоприятствования для возникновения жизни. Они сформировали свои модели в соответствии с двумя вопросами: сколько мест могло бы зародиться на Земле и какова вероятность возникновения жизни для каждого из них.
Важно понимать, что эта работа не может рассказать нам, как и где возникла жизнь. Вместо этого целью было понять, как интерпретировать результаты моделей.
В своих симуляциях исследователи рассматривали три разных сценария, каждый с разным количеством urable сайтов. В одном было только 10 urable сайтов, в другом — 1016 доступные сайты, и один из них имел 1031 urable sites. Они также работали с оптимистичными, пессимистичными и неинформативными сценариями. Оптимистичный имел более высокую вероятность появления жизни per urable sites, пессимистичный имел более низкую вероятность, а неинформативный означает, что результаты были именно такими.
Исследователи предполагали, что большее количество пригодных для жизни участков будет означать большую вероятность возникновения жизни. Но к их удивлению, все оказалось наоборот. Больше участков означало меньшую вероятность возникновения жизни, а меньше участков означало большую вероятность.
«Вот две ситуации, которые здесь есть. Одна, где есть много сайтов, но есть очень низкая вероятность [of life] на сайт. И второй, где сайтов очень мало, но вероятность на сайт очень высокая», — сказал Лингам в пресс-релизе.
«Обычно отношение ко многим вещам в жизни — «чем больше, тем лучше», — говорит Лингам. «Но больше — не всегда лучше. Если меньше, но это правильное «меньше», то это может быть даже лучше».
Это означает, что в их модели, где на Земле было меньше всего пригодных участков, вероятность возникновения жизни на любом отдельном участке выше. Когда участков много, вероятность возникновения жизни на любом из них ниже.
Хотя это и противоречит здравому смыслу, Лингам говорит, что эти результаты ценны. Нет единого мнения о том, на каком пригодном месте возникла жизнь, поэтому разные исследователи могут использовать их в своих экспериментах, чтобы понять свои собственные предпочтительные среды в экспериментах. «Затем они могут проводить лабораторные эксперименты, пытаться почувствовать, сколько испытаний может потребоваться, чтобы фактически перейти к чему-то похожему на жизнь», — говорит Лингам.
Даже несмотря на то, что мы так мало знаем о происхождении жизни, и хотя эти модели не могут рассказать нам, как она возникла, работа Лингама все равно может помочь другим исследователям добиться прогресса.
«Мы не можем заглянуть назад во времени», — говорит Лингам. «Иногда вы можете прийти к ответам, просто очень умно используя ограниченные данные… но есть часть, которую вы никогда не узнаете».
