Kuinka elämäntutkimukset äärimmäisissä olosuhteissa auttavat meitä ymmärtämään, mitä elävien organismien muotoja kohtaamme avaruudessa ja muilla planeetoilla.
Eräänä marraskuun 1938 iltapäivänä amerikkalaisen radion säännöllinen uutislähetys keskeytettiin "hätäviestillä": New Jerseystä oli löydetty ulkomaalaisia. Silminnäkijöiden paniikkiäänet kertoivat aggressiivisista hyökkääjistä. Laukaukset soivat taustalla, mikä merkitsi, että kaikki oli hyvin vakavaa. Uutiset valitettavasti osoittautuivat väärin - se oli vain H. G. Wellsin radio-esitys "World of War". Mutta kaikki kuuntelijat eivät ymmärtäneet tätä.
Jo vuosikymmeniä myöhemmin yleisön reaktio tähän "erityiseen viestiin" on edelleen kiistanalainen asia. Jotkut väittivät, että tuhannet ihmiset pakenivat kaduille paniikissa. Toiset sanoivat, että he eivät huomanneet voimakkaita sosiaalisia levottomuuksia ja levottomuuksia. Olkoon niin, kaikille kävi selväksi: jos joskus muukalaisia todella löydetään, ihmiset tuskin ovat onnellisia tästä tapahtumasta.
Mutta entä jos ensimmäiset muukalaiset eivät ole raskaasti aseistettuja, älykkäitä ja armottomia olentoja, vaan pieniä mikro-organismeja, joiden kaltaisuuden voimme tavata planeetallamme? Mitä tämä löytö tuo meille ja miten se voi muuttaa käsitystämme elämästä?
Mahdollisuudet löytää mikrobipesäkkeitä maan ulkopuolella ovat paljon suuremmat kuin mahdollisuudet löytää marsilaisia Wellsin fantasiassa. Itse asiassa tutkijat voivat löytää ensimmäisen vieraan elämän 20 vuoden kuluessa - tämä on aika, jota NASA: n edustajat kutsuvat nyt. Se on merkittävä tapahtuma ihmisten avaruustutkimuksen pitkässä historiassa. Mutta vain harvat todella kiinnittävät siihen huomiota. Ja muutamasta vuosikymmenestä tällaisista uutisista voi tulla rutiinia, samoin kuin uutiset uusien eksoplaneettojen löytämisestä vuosisadan alussa on tullut rutiiniksi.
Arizonan yliopiston psykologi Michael Varnum teki useita tutkimuksia selvittääkseen kuinka ihmiset reagoivat uutisiin tuntemattomien mikrobien löytämisestä maan ulkopuolelle. Kävi ilmi, että ihmiset ovat vielä positiivisempia vieraiden mikrobien suhteen kuin ihmisen tieteellisissä laboratorioissa luomat keinotekoiset organismit. Vuonna 2017 astrofysiikka Rene Heller toteutti oman kokeilun, jossa hän pyysi vapaaehtoisia auttamaan häntä purkamaan väärän ulkomaalaisen signaalin. Sadat ihmiset vastasivat hänen viestiin. Kuten Heller onnellisesti tajusi, tällaiset löydöt herättävät nykyään enemmän kiinnostusta kuin kauhua ihmisissä.
Tällä hetkellä emme ole vielä löytäneet mitään elävää muilla planeetoilla: astrobiologia on edelleen tiede ilman kohdetta. Mutta nykyisten vanhojen hyvien maapallon erilaisten organismien tutkiminen voi kertoa meille jo paljon siitä, mitä voidaan odottaa elämältä, jonka tapaamme avaruudessa. Viimeisen sadan vuoden aikana biologien havainnot ovat muuttaneet merkittävästi käsitystämme elävien asioiden käsitteestä. Nyt tiedämme, että elämä on paljon monimutkaisempaa ja monipuolisempaa kuin miltä meille aiemmin näytti.
Mainosvideo:
Tämä ei ole Mars, tämä on Atacama-autiomaa Chilessä, missä olosuhteet todellakin ovat hyvin samanlaisia kuin Marsin.
Aavikot, avaruus, valtameri
Demokraatti ilmaisi ajatuksen, että elämä voi olla olemassa muilla planeetoilla. Sen seuraava apologi oli italialainen taikuri ja uudistaja Giordano Bruno. Tämä ajatus oli todella juurtunut valaistumisen aikakaudella, ja siitä lähtien se on kokenut vain yhden lyhyen laskun jakson. 1900-luvun alussa monet olivat vakuuttuneita siitä, että Marsilla oli edistynyt sivilisaatio, joka oli rakentanut jättiläismäisen kanavien verkoston kastelua varten. Kanavat olivat selvästi näkyvissä kaukoputken kautta, ja ne näkivät täysin erilaiset ihmiset eri puolilta maailmaa. Todellisuudessa "marsilainen kastelu" osoittautui optiseksi harhaksi. Tästä huolimatta hypoteesi elämän olemassaolosta Marsilla ja muilla aurinkokunnan planeetoilla näyttää nykyään vielä uskottavammalta.
Vuonna 2015 Arizonan ja Berliinin teknisten yliopistojen biologit tutkivat maanäytteitä Chilen Atacama-autiomaasta, joka on yksi planeetan kuivimmista paikoista. Se muistuttaa monin tavoin Marsin pintaa. Kävi ilmi, että jopa niin halvemmassa ilmastossa erityyppiset bakteerit voivat selviytyä ja lisääntyä. Pitkän kuivuuden aikana ne joutuvat keskeytettyyn animaatioon, ja sitten he ovat elämässä heti, lähellä vettä. Lepotilassa nämä bakteerit voivat elää satojen tai jopa tuhansien vuosien ajan. Valtameret jättivät Marsin pinnan noin 2,5 miljoonaa vuotta sitten. Mutta planeetan suolistossa voi silti olla bakteereja, jotka odottavat tutkijoitaan.
1970-luvun lopulla todellinen biologian vallankumous tehtiin löytöllä termofiilisiä bakteereja, jotka eivät tarvitse auringonvaloa ja voivat asua valtameren syvyyksissä muodostaen kokonaisia vedenalaisia ekosysteemejä. Nämä bakteerit elävät lähellä geotermisiä lähteitä, joissa vesi on läheisessä kosketuksessa vaipan kanssa. Tällaisten lähteiden lämpötila voi nousta 350 ° C: een. Extremofiiliset bakteerit, toisin kuin useimmat muut lajit, saavat energiansa ei auringosta, vaan veteen liuenneista metalleista. Nämä bakteerit syövät matoista ja nilviäisistä, ja suuret saalistajat syövät niitä. Löytö yllätti jopa tutkijat itse.
Holger Jannasch, Oceanologist, osallistuja ensimmäisiin termofiilisten bakteerien tutkimuksiin:
Olemme järkyttyneitä ajatuksesta, että aurinkoenergia, joka on niin tärkeä planeettamme elämän olemassaololle, voitaisiin korvata maallisella energialla. […] Tämä on täysin uusi käsite ja mielestäni yksi 1900-luvun tärkeimmistä biologisista löytöistä.
Hydrotermiset tuuletusaukot, joissa asuvat epätavalliset bakteerilajit
Saatamme hyvinkin löytää vedenalaisia ekosysteemejä, jotka ovat samanlaisia kuin maanpäälliset, Saturnuksen ja Jupiterin kuukausilla - Europa ja Enceladus. Siellä on myös suolaisen veden valtameriä ja merkittävä geoterminen aktiivisuus. Enceladusin vesi on samanlainen kuin Mono-järvi Kaliforniassa. Tässä järvessä on paljon suolaa ja soodaa, ja siksi ei ole kaloja - mutta siinä elää epätavallisia bakteereja, jotka ovat sopeutuneet hyvin arseenipitoisuuksiin, jotka ovat tappavia muille organismeille. Samankaltaiset bakteerit elävät todennäköisesti Enceladussa.
Vuonna 2015 amerikkalainen Cassini-Huygens-avaruusasema lensi Enceladusen ohi - suoraan vesipisaroiden läpi, jotka nousevat useita kilometrejä satelliitin jäätyneen pinnan yläpuolelle. Tässä vedessä tutkijat ovat onnistuneet löytämään vetymolekyylejä. Tämä tarkoittaa, että Enceladusin jään alla tapahtuu geologisia prosesseja - aivan kuten maan päällä. Tämän seurauksena Enceladus-mikro-organismit (jos niitä on) voivat vastaanottaa energiaa veteen liuenneesta hiilidioksidista. Tämä on juuri reaktio, joka on koko maan elämäpuun juuressa.
Vuodelle 2030 suunnitellaan useita lentoja Eurooppaan ja Enceladussa. Juuri nämä taivaankappaleet, lukuun ottamatta Marsia, ovat nykyään astrobiologien pääkohde. Todennäköisesti täältä löydämme ensin vieraan elämän. Mutta ensin sinun täytyy silti päästä hänen luokseen. Ei ole vielä tiedossa, kuinka paksut Europa- ja Enceladus-jäätelöt ovat - ehkä vain muutaman kilometrin tai ehkä useita kymmeniä. Voivatko bakteerit ja monisoluiset organismit selviytyä sellaisissa ääriolosuhteissa?
Neuvostoliiton tutkijat ehdottivat jo 1900-luvun puolivälissä, että valtavat makean veden järvet voisivat olla piilossa Antarktiksen jään alla. Jää maanosan sisäosassa muuttuu vedeksi - osittain jäämassien valtavan paineen ja osittain saman geotermisen aktiivisuuden takia. Neuvostoliiton aseman kunniaksi nimekseen saaneen Vostok-järven olemassaolo vahvistettiin tutkalla 1960- ja 1970-luvuilla. Vuonna 2012 venäläiset tutkijat kaivoivat kaivon 3 769 metrin syvyyteen, saavuttivat veden ja ottivat näytteitä analysoitavaksi. Maaliskuussa 2013 tutkijat ilmoittivat löytäneensä näytteistä uuden tyyppisiä bakteereja, joiden DNA on vain 86% identtinen tieteen tunnettujen organismien kanssa. Sitten tämä tieto kumottiin, mutta jälkiä useista epätavallisista bakteereista löydettiin edelleen järvestä.
Tutkimus Antarktikossa jatkuu. Todellista läpimurtoa odottaa, kun tutkijat pääsevät järven syvempiin kerroksiin - geotermisen aktiivisuuden lähteisiin, jotka kylläistävät veden mineraaleilla ja sijaitsevat noin 5 tuhannen metrin syvyydessä.
Venäjän tutkimusasema "Vostok", jonka alla on melkein 4000 metrin syvyydessä suuri järvi, jolla on makeaa vettä.
Jos bakteerit voivat elää Antarktisen järvissä - valtavassa paineessa ja matalassa lämpötilassa,”ilman valoa, ilman veteen liuotettua orgaanista hiiltä, emäksisten aineiden erittäin laimennetuilla ioneilla, pitkäaikainen eristys pintaelinöstä vähintään 14 miljoonan vuoden ajan ja todennäköisesti liuenneen hapen ylimäärä”- niin he voivat elää muilla planeetoilla, joita olemme aiemmin pitäneet elämättömiksi.
On kuitenkin täysin mahdollista, että vieraiden elämää ei rakenneta maallisiin malleihin. Titanin nestemäiset järvet voivat olla kotona metanogeeneille - organismeille, jotka eivät käytä vettä, vaan metaania liuottimena. Planeetat, joiden ilmakehän lämpötila on korkeampi, voivat asua organismeissa, jotka on rakennettu piimolekyyliin hiilen sijasta, kuten maan päällä on tapana. Useiden vuosien ajan tutkijat ovat keskustelleet siitä, voidaanko viruksia pitää elävinä organismeina. Oikea vastaus riippuu siitä, mitä elämän määritelmää käytämme. Jos avaruustutkimus jatkuu, tätä konseptia tarkistetaan useita kertoja.
Tätä artikkelia kirjoitettaessa käytettiin tähtitieteilijä John Willisin kirjan materiaaleja: “Kaikki nämä maailmat ovat sinun. Tieteelliset etsinnät maapallon ulkopuolisesta elämästä , jonka Alpina Publisher-kustantamo julkaisee tämän vuoden maaliskuussa.
Oleg Matfatov