Да ли ноћи имају сванућа и код ванземаљаца

Можда ми спавање подразумевамо јер је уобичајено у нашем свету, али истраживања показују да многе планете на којима би живот могао да се развије немају циклус обцанице и ноћи.

Тешко је то замислити, али постоје организми који на Земљи настањују станишта без светлости, дубоко под земљом или на дну мора, што нам пружа слику о томе какав би ванземаљски живот без циркадијалног ритма могао бити.

У нашој галаксији постоје милијарде потенцијално настањивих планета. Како смо дошли до овог броја? Млечни пут има између 100 милијарди и 400 милијарди звезда. Седамдесет одсто њих су сићушни, хладни црвени патуљци, познати и као М-патуљци.

Резултати детаљне студије о егзопланетама објављена 2013. године, процењују да 41 одсто звезда које су М-патуљци имају планету која кружи у њиховој такозваној зони Златокосе, што је удаљеност на којој планета има одговарајућу температуру да би могла да има воду у течном стању.

Међутим, ове планете само имају потенцијал да имају течну воду. Не знамо да ли на некој од њих заиста и има воде, а још мање живота. Тако долазимо до 28,7 милијарди планета само у повољним зонама М-патуљака. Не узимају се у обзир друге врсте звезда попут нашег Сунца, које је жути патуљак.

Стеновите планете које круже у настањивој зони М-патуљака називају се М-земље. Оне се фундаментално разликују од наше Земље. Будући да су М-патуљасте звезде много хладније од Сунца, планете морају бити близу, што чини гравитационо привлачење звезде на самој планети изузетно снажним.

Гравитација звезде јача је на ближој страну планете него на другој страни, стварајући трење због којег се успорава кружење планете током еона све док се кретање и орбита не синхронизују. То значи да је већина М-земаља вероватно фиксирана у односу на њено сунце, то јест да су у синхроној ротацији, што значи да је једна хемисфера увек окренута према сунцу, док је друга увек окренута од њега.

Година такве планете траје исто колико и њен дан. Наш Месец, на пример, је у синхроној ротацији са Земљом због чега увек видимо само једну његову страну, а никада тзв. тамну страну Месеца.

Планета која је у синхроној ротацији са звездом око које кружи може деловати егзотично, али већина потенцијално настањивих планета је вероватно таква. Наш најближи планетарни сусед, Проксима Кентаури б, познат и као Проксима б (налази се у систему звезде Алфа Кентаури, која је удаљена четири светлосне године), вероватно је М-земља у синхроној ротацији.

За разлику од Земље, М-земље немају обданице, ноћи нити годишња доба. Али живот на Земљи, од бактерија до људи, усклађен је циркадијалним ритмом који је условљен циклусом обданице и ноћи. Спавање је најочигледнији пример тог прилагођавања.

Међутим, циркадијални циклус утиче на биохемију, телесну температуру, регенерацију ћелија, понашање и још много тога. На пример, људи који се вакцинишу ујутру развијају више антитела од оних који вакцину приме током послеподневних часова јер се одзив имуног система разликује током дана.

Не можемо са сигурношћу рећи колико су периоди неактивности и регенерације важни за живот. Можда бића која су еволуирала без цикличних промена могу да наставе са активностима којима се баве, без потребе да се одмарају.

Како се живи у мраку на Земљи

Да бисмо добили неку врсту потврде за овакве претпоставке, можемо да погледамо организме на Земљи који живе далеко од дневне светлости, као што су становници пећина, бића која настањују морске дубине и микроорганизме у мрачним срединама као што су Земљина кора и људско тело.

Многи овакви облици живота имају биоритмове, синхронизоване са стимулусима који нису светлосни. Неке врсте кртица проводе цео живот под земљом, никада не виде Сунце, али имају циркадијалне сатове подешене на дневне и сезонске циклусе у односу на температуру и падавине.

Шкољке и шкампи које живе на великим дубинама живе у складу са океанским плимама. Бактерије које насатањују пробавни тракт, односно људска црева усклађују се са флуктуацијама мелатонина у свом домаћину. Мелатонин је хормон који наше тело производи као одговор на мрак. Варијације температуре узроковане термалним отворима, флуктуацијама влажности и променама у хемији животне средине или струјама могу изазвати биоосцилације у организмима. Ово наговештава да биоритмови имају суштинске предности.

Недавна истраживања показују да би М-земље могле имати циклусе који замењују дане и годишња доба. Да би могли да анализирају овакве опције, научници су прилагодили климатске моделе да симулирају услове на М-земљи, укључујући нашег суседа Проксиму б.

У овим симулацијама, чини се да контраст између дневне и ноћне стране М-земље генерише брзе ударе ветра и атмосферске таласе попут оних који узрокују кривудање млазних струја на Земљи. Ако планета има воду, на страни планете на којој је дан вероватно се формирају густи облаци са мноштвом муња.

Интеракције између ветрова, атмосферских таласа и облака могу да утичу на промене у клими, проузрокујући редовне циклусе температуре, влажности и падавина. Дужине ових циклуса ће варирати у зависности од планете и могу трајати више десетина, па и стотина земаљских дана, али неће бити повезане са њеним периодом ротације. Докле год звезда остаје фиксирана на небу ових планета, окружење ће се мењати.

Можда би живот на М-земљима код бића која би је настањивала донео еволуцију биоритмова синхронизованих са овим циклусима. А ако циркадијални сат организује унутрашње биохемијске осцилације, можда би морала да их усклађује са тим циклусима. Или би можда еволуција нашла неко још чудније решење.

Могли бисмо замислити врсте које живе на страни планете на којој је дан како мигрирају на ноћну страну да би се одмориле и регенерисале. Био би то циркадијални сат који би био усмерен на простор, а не на време.

„Ова помисао би требало да нас подсети да ће, ако живот постоји, поништити претпоставке за које нисмо знали да имамо. Једина извесност је да ће нас изненадити“, поручује Морин Коен, доктор наука у области испитивања климатских модела Венере.