Чи "сплять інопланетяни"? Вчені з'ясовують, як пульсує життя в далеких світах

Вивчаючи планети, схожі на Землю, вчених зацікавило несподіване питання: чи сплять інопланетяни? Виявляється, багато планет нашої галактики можуть не мати звичного для нас циклу дня і ночі.

Однак на нашій планеті теж є місця, наприклад, глибоко під землею чи на дні морів, де живуть організми, що дають нам уявлення про те, яким може бути життя позаземних істот без добових ритмів.

У нашій галактиці мільярди потенційно придатних для життя планет. Звідки така цифра?

Астрономи підрахували, що Чумацький Шлях містить від 100 до 400 мільярдів зірок. 70% з них - крихітні холодні червоні карлики або М-карлики.

Огляд екзопланет 2013 року показав, що у 41% зірок цього типу планети обертаються навколо зони "Золотоволоски" - області навколо зірки, де умови можуть бути придатними для існування рідкої води.

Вчені поки що не знають, чи є на цих планетах вода, не кажучи вже про життя. Однак тільки в зонах "Золотоволоски" М-карликів налічується 28,7 мільярда планет. І це не рахуючи інших типів зірок, таких, як наше Сонце.

Кам'янисті планети, що обертаються в орбіті М-карлика, називають М-землями. Вони фундаментально відрізняються від нашої планети. Оскільки червоні карлики значно холодніші за Сонце, вони розташовані близько, що робить гравітаційне тяжіння зірки до планети надзвичайно сильним.

Це означає, що один бік планети завжди звернений до зірки, а інший постійно перебуває в темряві. На таких планетах немає зміни дня й ночі, немає пір року. Рік на такій планеті має таку ж тривалість, як і її доба.

Імовірно, умови на найближчій до нас екзопланеті Проксима Центавра b, що розташована на відстані близько 4 світлових років, саме такі.

Але життя на Землі має циркадні ритми, налаштовані на зміну дня і ночі. Циркадний ритм впливає на біохімію, температуру тіла, регенерацію клітин, поведінку і багато іншого.

Наприклад, у людей, які отримують щеплення вранці, виробляється більше антитіл, ніж у тих, що отримують їх у другій половині дня, оскільки реакція імунної системи змінюється протягом дня.

Ми не знаємо точно, наскільки важливими для життя є періоди сну й бадьорості. Можливо, істоти, які еволюціонували без них, можуть просто продовжувати свою діяльність без відпочинку, наприклад, сну.

Щоб зрозуміти, який виглядає таке життя, дослідники розглянули організми на Землі, що живуть далеко від денного світла, наприклад, у печерах, під водою, земній корі та людському організмі.

Дивно, але багато з них мають біоритми, синхронізовані з іншими стимулами, крім світла.

Так, тварини голі землекопи проводять все життя під землею, ніколи не бачачи Сонця, але в них є циркадний годинник, налаштований на добові та сезонні цикли температури й опадів.

Глибоководні мідії й креветки синхронізуються з океанськими припливами, а бактерії в кишківнику людини - з коливаннями мелатоніну в організмі господаря. (Мелатонін - це гормон, який виробляється організмом у відповідь на темряву. – Ред.)

Коливання температури, вологості, зміни хімічного складу довкілля або течій - усе це може спричинити біоколивання в організмах. Це свідчить про те, що біоритми мають внутрішні переваги.

Нещодавні дослідження показують, що М-землі можуть мати цикли, які замінюють дні й пори року. Для вивчення цих питань вчені створили кліматичні моделі для симуляції умов на М-землях.

Результати показали, що контраст між денним і нічним сторонами планети може генерувати потужні вітри й атмосферні хвилі.

На денному боці, ймовірно, утворюються щільні хмари, наповнені блискавками.

Взаємодія вітрів, атмосферних хвиль і хмар може викликати регулярні цикли зміни температури, вологості й опадів. Тривалість цих циклів, найімовірніше, варіюється від десятків до сотень земних днів. При цьому вона, можливо, не пов'язана з періодом обертання планети.

Як вважають дослідники, життя на М-землях могло б еволюціонувати, синхронізуючись із цими циклами. Таким чином місцеві організми розвинули б біоритми, засновані на зміні кліматичних умов, а не на циклі дня й ночі.

Ще сміливіша гіпотеза припускає існування видів, які мігрують між денною і нічною сторонами планети для відпочинку і відновлення. Такий своєрідний "добовий ритм у просторі", а не в часі.

Усе це змушує нас переосмислювати багато базових уявлень про біологію. А також нагадує: якщо позаземне життя і існує, воно, ймовірно, радикально відрізняється від нашого та має сюрпризи.