Hvordan undersøgelser af livet under ekstreme forhold hjælper os med at forstå, hvilke former for levende organismer vi vil støde på i rummet og på andre planeter.
En aften i november 1938 blev den regelmæssige nyhedsudsendelse på amerikansk radio afbrudt af en "nødmeddelelse": der blev fundet udlændinge i New Jersey. Øjenvidners panikstemmer fortalte om aggressive indtrængende. Skud rangerede i baggrunden og signaliserede, at alt var meget alvorligt. Nyheden viste sig desværre at være falsk - det var bare et radioprogram "War of the Worlds" af H. G. Wells. Men ikke alle lyttere forstod dette.
Selv årtier senere forbliver offentlighedens reaktion på denne "specielle besked" et spørgsmål om kontrovers. Nogle hævdede, at tusinder af mennesker flygtede ud i gaderne i panik. Andre sagde, at de ikke bemærkede den intense sociale uro og uro. Det var som det måtte være, det blev klart for alle: Hvis en dag udlændinge virkelig opdages, vil folk næppe være glade for denne begivenhed.
Men hvad nu hvis de første udlændinge ikke var bevæbnet til tænderne, intelligente og hensynsløse væsener, men små mikroorganismer, som vi kan møde på vores planet? Hvad vil denne opdagelse bringe os, og hvordan kan den ændre vores forståelse af livet?
Chancerne for at finde mikrobielle kolonier uden for Jorden er meget højere end chancerne for at finde martianerne i Wells 'fantasi. Faktisk kan forskere gøre den første opdagelse af fremmed liv inden for 20 år - dette er den periode, som NASA-repræsentanter nu kalder. Det vil være en milepæl begivenhed i den lange historie om efterforskning af menneskelige rum. Men kun et par få vil virkelig være opmærksomme på det. Og i løbet af få årtier kan sådanne nyheder blive rutine, ligesom nyheder om opdagelsen af nye eksoplaneter i begyndelsen af vores århundrede er blevet rutine.
Michael Varnum, en psykolog ved University of Arizona, gennemførte adskillige undersøgelser for at finde ud af, hvordan folk ville reagere på nyheden om opdagelsen af ukendte mikrober uden for Jorden. Det viste sig, at folk er endnu mere positive til fremmede mikrober end kunstige organismer skabt af mennesker i videnskabelige laboratorier. I 2017 gennemførte astrofysiker Rene Heller sit eget eksperiment, hvor han bad frivillige om at hjælpe ham med at afkode et falsk fremmed signal. Hundredvis af mennesker svarede på hans budskab. Som Heller med glæde indså, genererer sådanne opdagelser i dag mere interesse end rædsel hos mennesker.
I øjeblikket har vi endnu ikke opdaget noget, der lever på andre planeter: astrobiologi forbliver en videnskab uden et objekt. Men undersøgelsen af forskellige organismer på den gode gamle jord i dag kan allerede fortælle os meget om, hvad vi kan forvente af det liv, vi vil mødes i rummet. I løbet af de sidste hundrede år har biologernes opdagelser markant ændret vores forståelse af begrebet levende ting. Nu ved vi, at livet er meget mere komplekst og mangfoldigt, end det syntes for os før.
Salgsfremmende video:
Dette er ikke Mars, dette er Atacama-ørkenen i Chile, hvor forholdene faktisk er meget ligner Mars.
Ørkener, rum, hav
Ideen om, at livet kan eksistere på andre planeter, blev udtrykt af Democritus. Den næste undskylder var den italienske tryllekunstner og reformator Giordano Bruno. Denne idé var virkelig forankret i oplysningstiden og har siden da kun oplevet en kort periode med tilbagegang. I begyndelsen af det 20. århundrede var mange overbeviste om, at der var en avanceret civilisation på Mars, der havde bygget et gigantisk netværk af kanaler til kunstvanding af marker. Kanalerne var tydeligt synlige gennem et teleskop, og de blev set af helt forskellige mennesker fra forskellige dele af planeten. I virkeligheden viste "Martingirrigation" sig at være en optisk illusion. På trods af dette synes hypotesen om eksistensen af liv på Mars og andre planeter i solsystemet i dag endnu mere plausibel end før.
I 2015 undersøgte biologer fra Arizona og Berlin tekniske universiteter jordprøver fra den chilenske Atacama-ørken, et af de tørreste steder på planeten. På mange måder ligner det Mars's overflade. Det viste sig, at selv i et sådant ugjestmildt klima kan forskellige typer bakterier overleve og reproducere. I løbet af en lang tørke falder de i ophængt animation, og derefter, når de er i nærheden af vandet, straks kommer til live. I dvale kan disse bakterier overleve i hundreder eller endda tusinder af år. Havene forlod Mars's overflade for omkring 2,5 millioner år siden. Men i tarmene på planeten kan der stadig være kolonier af bakterier, der vil vente på deres forskere.
I slutningen af 1970'erne blev der skabt en reel revolution inden for biologi ved opdagelsen af termofile bakterier, som ikke har brug for sollys og kan bebo havdypet, hvilket skaber hele undervandsøkosystemer. Disse bakterier lever i nærheden af geotermiske kilder, hvor vand er i tæt kontakt med kappen. Temperaturen i sådanne kilder kan nå 350 ° C. Ekstremofile bakterier, i modsætning til de fleste andre arter, modtager deres energi ikke fra solen, men fra metaller opløst i vand. Disse bakterier lever af orme og bløddyr, og de spises til gengæld af større rovdyr. Opdagelsen overraskede selv forskerne selv.
Holger Jannasch, oceanolog, deltager i de første undersøgelser af termofile bakterier:
Vi var bedøvede af tanken om, at solenergi, som er så vigtig for eksistensen af liv på vores planet, kunne erstattes af jordisk energi. […] Dette er et helt nyt koncept og efter min mening en af de vigtigste biologiske opdagelser i det 20. århundrede.
Hydrotermiske åbninger, der er hjemsted for usædvanlige arter af bakterier
Vi kan godt finde økosystemer under vand, der ligner den jordiske på månerne fra Saturn og Jupiter - Europa og Enceladus. Der er også havområder med saltvand og betydelig geotermisk aktivitet. Enceladus 'vand svarer til Mono-søen i Californien. Der er meget salt og soda i denne sø, og derfor er der ingen fisk - men der bor usædvanlige bakterier i den, som har tilpasset sig de koncentrationer af arsen, der er dødbringende for andre organismer. Lignende bakterier lever sandsynligvis på Enceladus.
I 2015 fløj den amerikanske rumstation Cassini-Huygens forbi Enceladus - lige gennem vandrør, der stiger flere kilometer over den frosne overflade af satellitten. I dette vand har forskere formået at finde brintmolekyler. Det betyder, at under Enceladus-isen foregår geologiske processer - ligesom på Jorden. Som følge heraf kan Enceladus mikroorganismer (hvis de findes) modtage energi fra kuldioxid opløst i vand. Det er netop denne reaktion, der ligger ved bunden af hele livets træ på Jorden.
Flere flyvninger til Europa og Enceladus er planlagt til 2030'erne. Det er disse himmellegemer, som ikke tæller Mars, som i dag er det vigtigste mål for astrobiologer. Mest sandsynligt er det her, vi først finder fremmedliv. Men først skal du stadig komme til hende. Det vides endnu ikke, hvor tykke islagene i Europa og Enceladus er - måske kun et par kilometer, eller måske flere titalls. Vil bakterier og flercellede organismer kunne overleve under så ekstreme forhold?
Tilbage i midten af det 20. århundrede foreslog sovjetiske forskere, at store søer med ferskvand kunne være skjult under isen fra Antarktis. Is i det indre af kontinentet forvandles til vand - dels på grund af ismassernes enorme pres og dels på grund af den samme geotermiske aktivitet. Eksistensen af søen Vostok, der fik sit navn til ære for den sovjetiske station, blev bekræftet af radar i 1960'erne og 1970'erne. I 2012 borede russiske forskere en brønd på 3.769 meter dybt, nåede vandet og tog prøver til analyse. I marts 2013 meddelte videnskabsmænd opdagelsen af en ny type bakterier i prøverne, hvis DNA kun er 86% identisk med videnskabelige organismer. Derefter blev disse data tilbagevist, men spor af flere usædvanlige bakterier i søen blev stadig fundet.
Forskning i Antarktis er i gang. Et reelt gennembrud kan forventes, når forskere kommer til de dybere lag af søen - til kilderne til geotermisk aktivitet, der mætter vandet med mineraler og er placeret i en dybde på cirka 5 tusind meter.
Russisk forskningsstation "Vostok", under hvilken der i en dybde på næsten 4.000 meter er der en stor sø med frisk vand.
Hvis bakterier kan leve i Antarktis-søerne - under enormt tryk og lav temperatur, uden lys, uden organisk kulstof opløst i vand, med stærkt fortyndede ioner af basale stoffer, isoleret på lang sigt fra overfladebiota i mindst 14 millioner år og sandsynligvis med overskydende opløst ilt”- så kan de leve på andre planeter, som vi tidligere anså for uegnede til livet.
Det er dog meget muligt, at fremmede liv ikke bygges på jordiske modeller. Titans flydende søer kan være hjemsted for methanogener - organismer, der ikke bruger vand, men metan som et opløsningsmiddel. Planeter med højere atmosfæriske temperaturer kan bebo organismer, der er bygget på et molekyle af silicium, snarere end kulstof, som det er sædvanligt på Jorden. I mange år har forskere drøftet, om vira kan betragtes som levende organismer. Det rigtige svar afhænger af hvilken definition af livet vi bruger. Hvis rumforskning fortsætter, vil dette koncept blive revideret mere end én gang.
Når man skrev denne artikel, blev der brugt materialer fra bogen af astronom John Willis”Alle disse verdener er dine. Videnskabelig søgning efter utomjordisk liv ", der udgives af forlaget" Alpina Publisher "i marts i år.
Oleg Matfatov