Автор фото, Getty Images
Изучая планеты, похожие на Землю, вопрос: спят ли инопланетяне? Оказывается, многие планеты нашей галактики могут не иметь привычного для нас цикла дня и ночи. Однако на нашей планете тоже есть места, например, глубоко под землей или на дне морей, где живут организмы, что дают нам представление о том, какой может быть жизнь внеземных существ без суточных ритмов.
В нашей галактике миллиарды потенциально пригодных для жизни планет. Откуда такая цифра?
Астрономы подсчитали, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звезд. 70% из них — крохотные холодные красные карлики или М-карлики.
Обзор экзопланет 2013 показал, что у 41% звезд этого типа планеты вращаются вокруг зоны «Золотоволоски» — области вокруг звезды, где условия могут быть пригодными для существования жидкой воды.
Ученые пока не знают, есть ли на этих планетах вода, не говоря уже о жизни. Однако только в зонах «Золотоволоски» М-карликов насчитывается 28,7 миллиарда планет. И это не считая других типов звезд, таких, как наше Солнце. Каменистые планеты, вращающиеся в орбите М-карлика, называют М-землями. Они фундаментально отличаются от нашей планеты. Поскольку красные карлики значительно холоднее Солнца, они расположены близко, что делает гравитационное тяготение звезды к планете чрезвычайно сильным. Это означает, что одна сторона планеты всегда обращена к звезде, а другая постоянно находится в темноте. На таких планетах нет смены дня и ночи, нет времен года. Год на такой планете имеет такую же продолжительность, как и ее сутки.
Вероятно, условия на ближайшей к нам экзопланете Проксима Центавра b, расположенной на расстоянии около 4 световых лет, именно таковы.
Но жизнь на Земле имеет циркадные ритмы, настроенные на смену дня и ночи. Циркадный ритм влияет на биохимию, температуру тела, регенерацию клеток, поведение и многое другое.
Например, у людей, получающих прививку утром, вырабатывается больше антител, чем у получающих их во второй половине дня, поскольку реакция иммунной системы изменяется в течение дня. не знаем точно, насколько важны для жизни периоды сна и бодрости. Возможно, эволюционировавшие без них существа могут просто продолжать свою деятельность без отдыха, например, сна.
Чтобы понять, как выглядит такая жизнь, исследователи рассмотрели организмы на Земле, живущие вдали от дневного света, например , в пещерах, под водой, земной коре и человеческом организме.
Удивительно, но многие из них имеют биоритмы, синхронизированные с другими стимулами, кроме света.
Да, животные голые землекопы проводят всю жизнь под землей, никогда не видя Солнца, но у них есть циркадные часы, настроенные на суточные и сезонные циклы температуры и осадков. Глубоководные мидии и креветки синхронизируются с океанскими приливами, а бактерии в кишечнике человека — из колебаниями мелатонина в организме хозяина. (Мелатонин — это гормон, который вырабатывается организмом в ответ на тьму. — Ред.)
Колебание температуры, влажности, изменения химического состава окружающей среды или течений — все это может привести к биоколебанию в организмах. Это свидетельствует о том, что биоритмы обладают внутренними преимуществами.
Недавние исследования показывают, что М-земли могут иметь циклы, заменяющие дни и времена года. Для изучения этих вопросов ученые создали климатические модели для симуляции условий на М-землях.
Результаты показали, что контраст между дневной и ночной сторонами планеты может генерировать мощные ветры и атмосферные волны.
На дневной стороне, вероятно, образуются плотные облака, наполненные молниями.
Взаимодействие ветров, атмосферных волн и облаков может вызвать регулярные циклы изменения температуры, влажности и осадков. Продолжительность этих циклов, вероятнее всего, варьируется от десятков до сотен земных дней. При этом она, возможно, не связана с периодом обращения планеты.
Как считают исследователи, жизнь на М-землях могла бы эволюционировать, синхронизируясь с этими циклами. Таким образом, местные организмы развили бы биоритмы, основанные на изменении климатических условий, а не на цикле дня и ночи.
Еще более смелая гипотеза предполагает существование видов, мигрирующих между дневной и ночной сторонами планеты для отдыха и восстановления. Таков своеобразный «суточный ритм в пространстве», а не во времени.
Все это заставляет нас переосмысливать многие базовые представления о биологии. А также напоминает: если внеземная жизнь и существует, она, вероятно, радикально отличается от нашей и имеет сюрпризы.
