Curiosity rover opdagede for nylig metan på Mars, hvilket kan indikere tilstedeværelsen af livsformer der. Betyder det, at vi er på nippet til at opdage livet på Mars? Professor i biologi og genetik Gary Ravkan vil kigge efter DNA på Mars. Han tiltrækkes af tanken om, at livet som vi kender det er universelt i hele Mælkevejen.
I næsten syv år har NASA's Curiosity rover udforsket Mars's overflade. For to uger siden opdagede han en overraskende opdagelse med relativt store koncentrationer af metangas. Rover detekterede også metan i 2013, men den koncentration, der blev registreret denne måned - ca. 21 milliarder af en brøkdel - blev tredoblet. Årsagen til at denne meddelelse blev en stor nyhed i det videnskabelige samfund er fordi metan ofte er et tegn på liv; på trods af at denne gas kan være resultatet af forskellige kemiske reaktioner, produceres en betydelig del af den af levende ting. Betyder det, at vi er på nippet til at opdage liv på Mars, og i bekræftende fald, hvilken slags liv det kunne være?
For at diskutere disse spørgsmål talte jeg i telefon med Gary Ruvkun, en molekylærbiolog og professor i genetik ved Harvard University School of Medicine. Ravkan indtager, som han selv indrømmer, en usædvanlig position i spørgsmålet om livets oprindelse og muligheden for at opdage livstegn overalt. Kort sagt stiller han spørgsmålstegn ved den konventionelle påstand om, at vores DNA-baserede livsform stammer fra Jorden. Interviewet, der startede med en samtale om opdagelsen af metan, blev til en diskussion om, hvorfor han ønsker at sende en enhed til Mars kaldet en DNA-sequencer. (Efter vores samtale meddelte NASA, at metankoncentrationen var faldet til normale niveauer, hvilket fik forskere til at blive endnu mere forvirrede.) Under vores samtale, der er redigeret og forkortet for klarhed,Vi diskuterede også, hvordan den videnskabelige debat om livets oprindelse skæres sammen med religiøs debat, årsagerne til, at han kan være dødeligt forkert, og hvad det betyder at udtrykke en mindretalsopfattelse i det videnskabelige samfund.
Hvad er den vigtigste konklusion, du har truffet af det faktum, at metan påvises?
- Søgning efter metan er en god teknik til indirekte at søge efter livet. Problemet er, at der også er kemiske metoder til produktion af metan. Det kan ikke kaldes et ideelt surrogat for livet. Derfor er NASAs foreslåede eksperimenter for at påvise liv, især i vores eksoplaneter, hvor så mange planeter blev opdaget omkring stjerner, rettet mod spektroskopiske studier af deres atmosfære. Dette er altid forbundet med brugen af store mængder kemikalier såsom metan og CO2.
Tror du, at dette er den bedste måde at udføre denne opgave på? Eller tror du, at der er en bedre måde at udføre denne forskning på?
”Dette er den eneste måde at dirigere dem på så fjerne steder. Min favorit måde at finde liv på er at flyve til planeten og kigge efter DNA der. Det følger heraf, at livet på en anden planet kan være fuldstændig analogt med livet her, men de fleste astrobiologer repræsenterer forholdene lidt anderledes.
Hvordan adskiller dit synspunkt på dette spørgsmål sig fra det generelt accepterede?
Salgsfremmende video:
- Efter min mening er tesen om, at livet stammer fra her, noget formodende. Baseret på det ser det ud til, at vi på en eller anden måde er helt unikke, og at alt skete nøjagtigt her. Jeg er æstetisk tiltrukket af tanken om, at livet som vi kender det er universelt i hele Mælkevejen. Det ser ud til, at så snart det udvikler sig, begynder det at sprede sig. Og en måde at bevise dette på er at køre uret fremad, ikke baglæns. Hvis vi virkelig taler om at kolonisere Mars, er det første skridt at sende bakterier der for at danne en atmosfære. Så hvis du starter uret en million år frem i tid, sender vi formodentlig bakterier til forskellige planeter en million lysår væk.
Så vent, jeg vil bare forstå det. Så du siger, at du finder det romantisk eller attraktivt at tro, at andre livsformer kan sammenlignes med os?
- Ja. Det faktum, at livet ikke stammer fra her. Hun landede lige på vores planet. At det stammer fra et andet sted. Og mange klager over dette. De siger, "Nå, du overfører bare problemet med livets oprindelse til et andet sted." Og sådan er det også.
I din e-mail beskrev du dine synspunkter som "ikke meget standard inden for mikrobiologi". Og det skyldes delvist, at du vil sende en DNA-sequencer til Mars, ikke?
- Her på Jorden, hvis du går et sted til søen og vil vide, hvem der bor der, så anvendes følgende metode til at finde svaret på dette spørgsmål: snavs tages, DNA-analyse udføres, og alle genomiske forbindelser inden for dette DNA bestemmes. Dette giver dig et ret godt billede af, hvem der findes på dette sted. Der er selvfølgelig mange forskellige typer bakterier, der lever i jord og lignende stoffer.
Og hvis man ser i litteraturen, er der titusinder af undersøgelser, der er baseret på dette, og første gang dette blev udført, efter min mening, for 20 år siden, blev DNA brugt som et fingeraftryk til at påvise eksisterende organismer. Og vi kan sige, "Du kan bare gøre det samme på Mars og analysere DNA-sekvensen." Og så vil du spørge: "Nå, er der nogen der som vores fætter?" Det, vi finder, skulle ikke være vores bror. Det kan forbindes med os ved fjernere bånd end en bror, for eksempel som en fætter, hvilket betyder, at det kan komme fra det samme livstræ. Når du først har gjort det, kan du sige, "Nå, livet på Jorden og Mars er ens, og det er slags den mindst interessante idé, fordi Jorden og Mars er meget tæt på." Så det er næsten åbenlystat de kan have den samme livsform, fordi der er en udveksling. Men hvad nu hvis der er en og samme livsform over Mælkevejen?
Hvad ville folk, der er skeptiske over for dine tanker, sige som svar på dette?
”De vil sige, at det er vrøvl. [Griner] Fordi de siger,”Nå, det måtte starte et sted, så hvorfor tror du ikke, det startede her? Hvorfor fremlægger du hypotesen om, at vi har taget livet op og ikke bliver kilden til dens udvikling? " Fordi der er klare beviser for udviklingen af livet i vores genomer. Dette kaldes RNA World, som var den tidligste livsform og stadig findes i vores genomer. Vi kan se det der, så vi kan identificere de tidlige stadier af evolutionen med kun en analyse af moderne genomer. I lærebøger og i den ortodokse videnskab var RNA-verdenen - en slags forløber for DNA-verdenen - på Jorden for fire milliarder år siden. Og jeg vil foreslå, at nej, den eksisterede sandsynligvis for ti milliarder år siden et eller andet sted på den anden side af Mælkevejen og spredte sig over hele galaksen.
Det viser sig, at der for nogen af hypoteserne - hverken omkring fire milliarder år eller omkring ti milliarder år - ikke er nogen videnskabelig begrundelse? Er det hvad du mener?
- Nej Nej Nej. Jorden har eksisteret i 4,5 milliarder år. Og universet, i det mindste hvis du tæller fra Big Bang, er omkring 14 milliarder år gammelt. Derfor, hvis livet stammer fra et andet sted, har du en tidsreserve på ti milliarder år. Men jeg foretrækker, at denne reserve er hundrede milliarder år eller tusind milliarder år. Det ville være meget pænere.
Og hvorfor skulle det være så meget pænere?
- Nå, for på den måde har du mere tid. Ser du, poenget er, at hvis du ser på fossilprotokollen, hvor kan du finde det første bevis på livet? Selvfølgelig finder du bevis for bakterier, hvad der ligner bakterier, hvad der kaldes stromatolitter, disse grønligblå bakterier, der findes i kolonier. Disse danner alle gode fossiler og kan ses for 3,5 milliarder år siden. Det vil sige, at livet allerede har udviklet sig til stadiet med dannelse af temmelig komplekse bakterier meget hurtigt efter afkøling af Jorden.
Og du ved, de fleste uden for det videnskabelige samfund vil sige, "Nå, ja, bakterier er temmelig enkle organismer." Men bakterier er ikke enkle organismer. Bakterier er utroligt komplekse. Bakterier er de selvreplicerende robotter, som elektriske ingeniører drømmer om. De kan oprette en kopi af sig selv på 20 minutter med fire tusind dele.
Så hvilken konklusion kan der drages fra din historie om bakterier?
”De var på et utroligt højt udviklingsniveau, og jeg tror, de kom hit, så snart Jorden afkølet og lige begyndte at vokse. De spredte sig over Mælkevejen og muligvis gennem hele universet. Har du f.eks. Hørt om SETI-projektet? Leder de efter et intelligent liv?
Ja. [Det har jeg faktisk ikke.]
- Som regel er dette matematikere, og de forventer, at de smarte i en anden galakse vil sende dem antallet Pi eller, du ved, et andet matematisk signal. Faktisk vil de kun sende DNA-sekvenser.
Det vil sige, du siger, at livet kom her, da det spredte sig overalt. Så hvis vi sender en DNA-sequencer ud i rummet og finder ud af, at baseret på de data, den indsamlede, spredte alt dette sig og fløj derefter til Jorden, og vi er slet ikke forfædre for alt …
- Nemlig.
Så andre mennesker, dem, der har en anden opfattelse af denne sag, tror: "Nej, vores livsform stammer her, og andre livsformer kan være på andre planeter, og vi kan forstå dette takket være metan" eller noget i denne ånd? Derfor er vi nødt til at lede efter noget som metan, fordi vi på den måde kan finde helt forskellige livsformer
- Nemlig. Dette område med astrobiologi er det område, hvor folk tænker over livet på andre planeter. Og der er sandsynligvis, jeg ved ikke, mellem tusinde og fem tusind mennesker, der kalder sig astrobiologer, og NASA har lagt en stor indsats i at udvikle dette område. Og hvis du spurgte tusind astrobiologer, om de tror, at livet har spredt sig eller udviklet sig uafhængigt, ville jeg sige, at 1% ville være klar til at acceptere ideen om at sprede livet i den form, som jeg kan sige, fremme det.
Så hvis 99% af forskerne tror på global opvarmning, og et lille mindretal siger, at det ikke er relateret til menneskelig aktivitet, eller at det simpelthen ikke eksisterer, være det som det måtte være, vi ruller øjnene op og siger:”Det er ikke meget noget videnskabeligt. " Disse mennesker er kugler i den fossile brændstofindustri og beslægtede områder. Du er en højt respekteret videnskabsmand, der ikke betragtes som en eksentrisk excentriker. Har du nogen indre tvivl?
”Hvis jeg var en rationel person, ville du sandsynligvis have ret. [Griner.] Men jeg ved ikke hvorfor. Det giver bare mening. Faktisk siger hver lærebog, at livet skete på Jorden, og dette er en lille improvisation - at sige: du ved, og vi fløj hit. Forstår du? Dette giver på en måde ikke nogen tilfredshed, fordi det overfører problemet et andet sted til en anden sfære. Forstår du? Men alligevel måtte det starte et andet sted.
Jeg gætte på, at det var så let at gå fra en pose med kemikalier til en fuldgyldig bakterie, og at dette kunne ske i et par hundrede millioner år på Jorden. Det er også vigtigt at forstå, at i betragtning af platetektonikken på Jorden, er vores planet meget, meget hurtigt slettet sin historie, når kontinenter skifter, og Jordens overflade genopbygges. Det er meget vanskeligt at finde prøver, der er mere end tre milliarder år gamle. Der er ikke mange af dem på Jorden. Derfor er det temmelig vanskeligt at søge efter de mest antikke fossiler her. Og her kommer vi til en af fordelene ved Mars - der er ingen pladetektonik. Derfor, hvis du vil søge efter nogle gamle fossiler på Mars, var der ingen permanent begravelse fra fortiden, i modsætning til Jorden.
Hvilken opdagelse på Mars kan indikere rigtigheden eller fejlagtigheden af din teori?
- Nå, jeg mener igen, hvis der blev udført DNA-sekventering der, hvilket er en meget følsom proces, ikke? Derfor kunne man finde ekstremt sjældne organismer på Mars. Og hvis du fandt dem, og opdagede samtidig, at det ikke er let, ved du, en slags skæl eller acne fra nogen fra rumfartøjets monteafdeling, at dette er noget med dybe rødder - det vil sige, det er forbundet med livet på Jorden, men omtrent det samme som en kenguru er et dyr, men på samme tid er det helt klart forskelligt fra alt, hvad du så i den gamle verden, så ville du konstatere, at du har opdaget noget nyt, ikke? Og det samme kan siges om bakterier.
Eller hvis folk fra SETI-projektet en dag modtog et firetegnssignal, ligesom en DNA-sekvens, og du hentede en dekrypteringskode og sagde, "Åh herregud, det ser ud som en af de gener, vi genkender," ville der være bevis på, at i genomik et sted derude på en anden planet er der en udveksling.
Hvilken opdagelse kunne overbevise dig om, at du tager fejl, eller at det ikke var tilfældigt, at du befandt dig i mindretal?
- Nå, hvis nogen opdagede en helt ny livsform, der ikke var bygget på DNA, tror jeg, det ville være en god tilbagevenden til denne idé om Panspermia.
Jeg vil lade dig gå meget snart, men hvad nu hvis livet alligevel stammer fra her og derefter sprede sig yderligere? Og således fandt vi noget DNA på Mars, men det endte der, fordi det spredte sig fra Jorden. Er det muligt?
”Ja, men det sætter os i universets centrum, og hele historiens magt ligger i appellen:” Vi må ikke antage, at vi er centrum for alting. Vi er ubetydelige."
Hvad er de religiøse grunde her? Ser du nogen form for religiøst aspekt i denne diskussion?
- Sendte jeg dig et link eller bad dig søge efter en video? [Ravkan anbefalede, at jeg skulle se en video på YouTube, hvor han udtrykker sin holdning til”livet uden for Jorden”.]
Ja, jeg så denne video
- I denne video gjorde jeg noget, som jeg var lidt bange for: Jeg henviste til den vidunderlige motor fra ATP-synthase. Det er en af de mest fantastiske små mekanismer, bakterier har til generering af energi ved at pumpe protoner over membraner. Og i det væsentlige har de en molekylær motor, der tænder den, ved jeg ikke, ved tusind omdrejninger pr. Minut eller deromkring.
Derfor er tilhængerne af den intelligente teori - jeg er næsten bange for at sige dette, fordi det sidste, jeg gerne vil have mine offentlige udsagn, fortolket af tilhængerne af den intelligente teori - de bruger syntesen af ATP som grundlag for deres teori.
Hvad er ATP-syntese?
”Dette er en lille roterende hydraulisk motor, der genererer ATP gennem protonpumper. Dette er et perfekt evolution af mirakel. Og jeg vil understrege, at jeg betragter det som evolution, men religiøse fanatikere bruger den til at bevise, at evolutionen ikke kunne gøre det, fordi det er så smukt gennemtænkt.
Og hvordan har det at gøre med disse to teorier …
”Nå, der er religiøse fanatikere, der følger det samme eksempel som mig. Jeg bruger dette eksempel til at sige, "Dette er højdepunktet i evolutionen." Du forstår, for tre eller fire milliarder år siden, dette er ikke længere en primitiv livsform. Dette er et meget udviklet liv. Hun har allerede nået et højt udviklingsniveau.
Klart. Og de hævder, at dette beviser menneskers unikke, fordi Gud skabte dem?
- Ja. Og jeg siger, "Nej, fordi der er gået meget mere tid end fire milliarder år."
Jeg troede, du ville sige det modsatte om den religiøse dimension, at din teori ikke betragter Jorden som centrum for alt, hvorfor religiøse mennesker ikke tror på den. Men andre forskeres position er i det mindste tættere på nogle religiøse overbevisninger, fordi de betragter Jorden som begyndelsen
- Ja. Jeg tror ikke - ja, måske er den ortodokse opfattelse af livets oprindelse på Jorden rodfæstet i Adam og Eva. Jeg ved ikke. Måske har jeg ikke haft en eneste religiøs tanke i hele mit liv.
Det er et chok. Hvor vanskeligt er det at sende en sådan sequencer til Mars? Og kan dette ske i den nærmeste fremtid?
- NASA støtter os. Maria Zuber, en lidenskabelig planetarisk videnskabsmand, og jeg har arbejdet sammen om dette i næsten 20 år, og NASA har støttet vores arbejde. Dette er en højrisikofirma, som de er klar til at kaste nogle penge ind i, men de har endnu ikke godkendt flyvningen. Det har de ikke nået endnu. På den anden side er det temmelig interessant at se på, hvordan NASA organiserer sig selv. Hvert tiende år udfører de det, der kaldes Decade Survey, når de går og taler med planetariske forskere i USA, Europa og verden og spørger dem: "Hvilket projekt synes du er det vigtigste?" Derefter spildes det hele ud i et 200 siders dokument, og hvis du ser på deres prioriteter, hvad er vigtigt for dem som en rumorganisation,så er søgen efter liv på andre planeter prioriteret nummer et.
Spiller den høje koncentration af metan nogen rolle i denne diskussion?
”De fleste astrobiologer ville sige,” Nå, måske er der metan-producerende bakterier derinde.” Disse bakterier, der absorberer kuldioxid, bruger brint fra jorden og genererer metan. Det er stofskifte. Og de fleste astrobiologer vil sige, "I øvrigt kan metan forbindes med mikrober." Og så, ja, jeg tror, at de fleste mennesker kan lide ideen om metan-producerende bakterier på Mars.
Og sandsynligvis vil mange af dem sige, "Ja, ideen om at have en forbindelse med de metanproducerende bakterier på Jorden er muligvis ikke så skør."
Så lad os sammenfatte for klarhed. Fra denne samtale kom jeg med følgende konklusioner: Du tror på teorien om den intelligente begyndelse, du tror ikke på global opvarmning og holder dig til vanvittige teorier om livet på andre planeter
- Vent vent. [Griner.] Å nej, ikke. Det vil være muligt at opgive min karriere.
Isaac Chotiner
