Antarktikas ledus loksnes. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Nālas reaktīvo dzinēju laboratorijas astrobiologs Pamela Konrāds ir devies uz Zemes galiem, lai izpētītu dzīvi. Konrāda nesen parādījās Džeimsa Kamerona trīsdimensiju dokumentālajā filmā “Aliens of the Deep”, kur viņa un vairāki citi zinātnieki pētīja dīvainas radības, kas apdzīvo okeāna grīdu.
2005. gada 16. jūnijā Konrāds lasīja lekciju “Bipolārs gads: ko mēs varam uzzināt par dzīves meklēšanu uz citām planētām, strādājot aukstajos tuksnesī”.
Šī rediģētā stenogrammas 1. daļā Konrāds apraksta, kādas pazīmes mēs varētu meklēt, lai redzētu, vai citur dzīvo dzīvība.
“Pēdējo trīs gadu laikā es kopā ar vairākiem saviem kolēģiem esmu iesaistījies projektā, kas mūs ved uz karstajiem un aukstajiem tuksnešiem. Mēs vēlamies novērot dzīves parakstus un noskaidrot, vai mēs varam pateikt atšķirību starp vietām, kur ir dzīve un kur dzīves nav. Iemesls, kāpēc mēs ejam uz tuksnešiem, ir samazināt neskaidro mainīgo skaitu, kurus ievada visa veida dzīves. Būtībā mēs nevēlamies nokasīt suņu kaku, lai netīrumos atrastu baktērijas.
Pagājušajā gadā mums bija privilēģija doties gan uz Arktiku, gan uz Antarktiku. Tātad šis ir mans bipolārais gads, un tas, ko mēs tur darījām, ir būtisks kosmosa izpētei, jo, tāpat kā tuksnesis, apstākļi uz citu planētu virsmas ir ļoti bargi.
Mēs skatāmies uz klintīm, jo, ja dzīve būtu bijusi un jau ir pazudusi, citiem vārdiem sakot, tā ir mirusi vai ir tik mirusi, ka tā ir pārakmeņojusies un mainīta, to var atrast klinšu ierakstā.
Lai atklātu dzīvību jebkur, jums jāspēj izpētīt vidi un atrast izmērāmus cēloņus. Ja tas nav kaut kas tāds, ko jūs varat definēt izmērāmā izteiksmē, tā nav zinātne. Tātad, pēc definīcijas, mēs esam tā saucamie ārā.
Viens no izaicinājumiem ir nākt klajā ar izmērāmiem terminiem, pēc kuriem jūs varētu definēt dzīvi. Terminiem jābūt pietiekami universāliem, lai nepalaistu garām dzīvi uz citas planētas, ja tas neatšķīrās no dzīves, kāda mums ir šeit. Mums ir viens paraugu komplekts: biosfēra uz Zemes. Mēs cenšamies izmantot zināšanas, kas mums ir par dzīvi šeit, lai izdomātu šos terminus, un tāpēc mēs cenšamies domāt par dzīvi visizplatītākajā aprakstošajā izteiksmē, kādu vien varam.
Mēs meklējam dzīvi apdzīvojamās vietās; vietas, kuras spēj atbalstīt dzīvi. Bet apdzīvojamību ir grūti definēt, jo mums ir tikai neskaidrs priekšstats par to, kas padara vidi apdzīvojamu. NASA mēs ļoti vēlamies meklēt ūdeni kā vienu no dzīves veida aspektiem.
Ūdens tuksnesī ir tikpat svarīgs kā mums. Pēc svaigas snigšanas, kad klintis sakarst un izkausē ledu, klints virsmā ir redzams zilaļģu zieds. Tomēr tie spēj saglabāt minimālu eksistenci, ja nav daudz nokrišņu.
Viens iemesls, kāpēc Antarktikas ziemā vielmaiņai vajadzētu palēnināties, ir tāpēc, ka ūdens ir cietā fāzē un tam nav pieejams. Dzīvas lietas ledu var izmantot tikai tad, kad tas kūst un kļūst par labu šķīdinātāju. Ledus lietošana ir tāda pati kā minerāla izmantošana kristāla fāzē - kad tas ir cietā formā, jums ir jāizmanto nedaudz enerģijas, lai sadedzinātu šīs saites, lai kaut ko ar to paveiktu. Antarktīdā ir organismi, kuros ir antifrīzu tipa molekulas, zivis, kurām ir molekulas, kuras sauc par glikoproteīniem. Kad zivīs veidojas ledus kristāls, molekula satver ledus kristālu, kad tas sāk augt, un neļauj tam augt tajā virzienā, kurā to enerģētiski visvieglāk izaudzēt. Tā kā ledus kristāls nevar augt, tas pamet spoku un pārvēršas ūdenī.
Bez ūdens mēs domājam, ka noteikta veida ķīmiskie elementi ir svarīgi dzīvībai citur. Dzīve uz Zemes ir veidota no oglekļa un ūdeņraža, fosfora un vēl dažām svarīgām lietām, un mums ir nepieciešams skābeklis gaisā. Bet uz Zemes ir mikrobi, kas elpo metālu, un viņiem nerūp skābeklis.
Tātad skatītāja acīs apdzīvojamība ir patiešām apdzīvojama. Kad jūs to definējat, jums ir jādomā par iespējami plašāko terminu kopumu, lai ietvertu jebkāda veida dzīvi, kādu jūs varētu iedomāties. Galīgais vērtējums par to, vai vieta ir apdzīvojama, protams, ir, lai noskaidrotu, vai tā ir apdzīvota.
Jūs uzdodat vienu jautājumu kopu, ja vēlaties uzzināt: “Vai šeit varu iestatīt mājturību?” Varat uzdot citu jautājumu kopu, ja vēlaties uzzināt: “Vai kāds ir mājās?” Bet visa pamatā - neatkarīgi no tā, vai vēlaties dzīvot tur vai vienkārši redzēt, vai kāds ir mājās, jums kaut kas jāzina par apkārtni. Jums joprojām ir jāveic visi eksperimenti, kas stāsta par planētas ģeofizikālajām, mineraloģiskajām un atmosfēras īpašībām. Ja jūs meklējat dzīvi, jums ir jābūt kaut kādam priekšstatam par to, kādu lietu jūs mēģināt atbalstīt šajā vidē.
Izvirzoties apmēram pirms 5 miljoniem gadu, no virknes lūzumu, kas pazīstami kā Cerberus Fossae, ūdens iztecēja katastrofiskos plūdos, savācoties 800 x 900 km platībā un sākotnēji bija vidēji 45 metru dziļumā. Noklikšķiniet uz attēla, lai to palielinātu. Kredīts: ESA / Mars Express
Kas tad būtu pierādījums? Ja vēlaties pateikt, ka kaut kas ir pierādīts, jums jāpanāk zināma vienprātība zinātnieku aprindās, pretējā gadījumā jūsu vienaudži jūs saplēsīs mazos gabalos un gabalos literatūrā. Protams, nekad nav pilnīgas vienprātības: tāpēc mēs, nejauki zinātnieki, bezgalīgi cīnāmies savā starpā. Bet mums vismaz ir jānāk klajā ar noteikumiem. Mēs varam vienoties vai nepiekrist viens otra teorijām, taču mums ir jāvienojas par noteikumiem un mērījumiem.
Tad kādus mērījumus mēs varētu veikt, ja meklētu dzīvību? Vai planēta izskatās savādāk, ja tur ir bijusi dzīvība? Piemēram, ja jūs ieejat manā virtuvē pēc tam, kad esmu paēdis, jūs varētu redzēt šķīvi vai skaidiņu. Tas ir pavediens, ka es tur biju. Arī planētu līmenī ir pavedieni. Biomarķieris - pavediens, kas saka, ka tur bija dzīvība - var būt jebkas, ko dzīve ir radījusi. Norāde var būt ķīmiska, jo ķīmiskās vielas satur visu. Es esmu ķimikāliju maiss, tāpat kā šis pjedestāla ir ķīmisku maiss. No tā mani atšķir tikai tas, kādas ķimikālijas pastāv un kādā proporcijā tās ir, un kā tās ir izkārtotas trīsdimensiju formātā. Tas ir vienkāršs veids, kā atšķirt lietu kategorijas.
Chiralitāte ir arī biomarķieris. Hirālisms nozīmē to, ka dažas molekulas ir viena otrai raksturīgi spoguļattēli, un dzīvās molekulas mēdz būt zināmas rokas. Runājot par aminoskābēm, kas ir olbaltumvielas, kas veido dzīvību, dzīvām lietām patīk izmantot kreiso roku. Un, runājot par cukuriem, dzīvām lietām patīk izmantot labo roku. Pastāv izņēmumi, bet tas ir vispārējs gadījums.
Izotopi var būt arī biomarķieri. Dažām molekulām ir atšķirīgas izotopu garšas, kur dažas ir nedaudz smagākas nekā citas. Dzīvas lietas, piemēram, vieglākas šķirnes, iespējams, tāpēc, ka to apstrāde ir enerģētiski lētāka.
Kompleksie polimēri var būt arī biomarķieri. Protams, plastmasa ir sarežģīts polimērs. Atkal mēs izgatavojām plastmasu. Tātad šī atšķirība starp dabisko un nedabisko - ja cilvēki to darīja, tā joprojām ir biogēna. Tāpēc padomājiet par to. Mana automašīna ir bioparaksts. Kāda veida, es neesmu pārliecināts.
Ja jūs domājat definēt dzīvi izmērāmā izteiksmē, es gribētu to saglabāt patiešām vienkāršu. Jūs varētu definēt dzīvi pēc tā, no kā tā ir veidota, vai jūs varat definēt dzīvi pēc tā, ko tā dara. Man patīk definēt dzīvi pēc tā, no kā tā ir veidota, jo, tiklīdz jūs sakāt vārdu “dara”, jūs runājat par procesu. Process ir kaut kas, kas notiek laika gaitā. Tad jums ir jāizdomā, kādam jābūt izlases veidam. Cik bieži jums jāskatās un cik ilgs laiks jāpaveic visam eksperimentam? Process ir nedaudz problemātiskāks, jo tas prasa laiku, un jūs, iespējams, kļūdāties par to, cik bieži meklēt vai cik ilgi jums vajadzētu meklēt.
Procesi - lietu izgatavošana, reproducēšana vai attīstīšana - var notikt dažādos laika periodos. Tātad, ja jūs skatāt tikai procesus un jums ir divi, kas laika skalā ievērojami atšķiras, jūs nevarēsit veikt vienu un to pašu eksperimentu, lai apskatītu tos abus. Tāpēc man patīk skatīties uz dzīvi tādā nozīmē, kāda tā ir. Neteiktu, ka mēs nevarētu mazliet pievienot procesu balstītus materiālus, bet, paskatoties uz to, kāda ir dzīve, tas kļūst vienkārši ļoti ātri. Tā ir unikāla ķīmija, kaut kādā veidā sakārtotas proporcionālas ķīmiskas vielas, un to, ko es saucu par “kaut kādā veidā”, saucu par struktūru.
Ja es meklētu dzīvību uz citas planētas vai mēness, es meklētu vietas, kur varētu notikt interesanta ķīmija, lai šīs ķīmijas galīgā evolūcija varētu radīt dzīvu sistēmu. Es domātu par tādām vietām kā Eiropa, kurai zem ledus ir okeāns. Es domātu par citām vietām, kur pastāv ledus, piemēram, komētām. Es domāju par Titānu, Saturna mēnesi. Es domātu par visām tām vietām, kur notiek interesanta ķīmija, jo ķīmija ir gudra. Jūs varat iegūt visu veidu interesantas molekulas.
Oriģinālais avots: NASA Astrobioloģija
