Kaip astrobiologai gali rasti nežemišką gyvenimą? Kasdieniniame gyvenime mes paprastai neturime jokių problemų, sakydami, kad šuo ar rožė yra gyvas daiktas, o uola - ne. Klimatinėje filmo „Europa reportažas“ scenoje iš pirmo žvilgsnio galime pasakyti, kad daugkartinės būtybės, aptiktos plaukiojančios Jupiterio mėnulio vandenyne, Europa yra gyvos, sudėtingos ir gana protingos.
Bet nebent kažkas plaukia, vaikšto, slinkinėja ar slidinėja pro žiūrinčio erdvėlaivio kameras, astrobiologai susiduria su daug sunkesniu darbu. Jie turi sugalvoti bandymus, kurie leistų jiems sužinoti apie svetimų mikrobų gyvybę iš kosminių laivų duomenų. Jie turi mokėti atpažinti iškastinius praeities svetimo gyvenimo pėdsakus. Jie turi sugebėti nustatyti, ar tolimų planetų, besisukančių aplink kitas žvaigždes, atmosferose yra nepažįstamų gyvybės formų signaliniai pėdsakai. Jiems reikia būdų, kaip iš gyvenimo savybių sužinoti apie gyvybės buvimą. Gyvenimo apibrėžimas jiems pasakytų, kas yra tos savybės ir kaip jų ieškoti. Tai pirmoji iš dviejų dalių serijos, tiriančios, kaip mūsų gyvenimo samprata daro įtaką nežemiško gyvenimo paieškoms.
Kas skiria gyvus dalykus? Šimtmečiais filosofai ir mokslininkai ieškojo atsakymo. Filosofas Aristotelis (384–322 m. Pr. Kr.) Daug pastangų skyrė gyvūnams išpjaustyti ir gyviesiems dalykams tyrinėti. Jis manė, kad jie turi išskirtinius sugebėjimus, išskiriančius juos iš negyvų dalykų. Įkvėptas savo laikmečio mechaninių išradimų, renesanso filosofas Rene Descartes'as (1596–1650) manė, kad gyvi daiktai yra tarsi laikrodžių mechanizmo staklės, kurių ypatingos galimybės yra susijusios su jų dalių organizavimu.
1944 metais rašė fizikas Erwinas Schrödingeris (1887–1961) Kas yra gyvenimas? Jame jis pasiūlė, kad esminius gyvenimo reiškinius, įskaitant net tai, kaip tėvai perduoda savo bruožus savo atžaloms, būtų galima suprasti studijuojant gyvų daiktų fiziką ir chemiją. Schrödingerio knyga buvo įkvėpimas molekulinės biologijos mokslui.
Gyvieji organizmai yra sudaryti iš didelių sudėtingų molekulių, turinčių susietų anglies atomų stuburus. Molekuliniai biologai sugebėjo paaiškinti daugelį gyvybės funkcijų, susijusių su šiomis organinėmis molekulėmis ir cheminėmis reakcijomis, kurias jos patiria ištirpusios skystame vandenyje. 1955 m. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas atrado dezoksiribonukleorūgšties (DNR) struktūrą ir parodė, kaip tai gali būti paveldimos informacijos, perduodamos iš tėvų į palikuonis, saugykla.
Visi šie tyrimai ir teorija labai padidino mūsų supratimą apie gyvenimą, tačiau jie nepateikė tinkamo gyvenimo apibrėžimo; apibrėžimas, kuris leistų patikimai atskirti gyvus dalykus nuo neatitinkančių dalykų. 2012 m. Filosofas Edouardas Mahery teigė, kad sugalvoti vieną gyvenimo apibrėžimą yra neįmanoma ir beprasmiška. Astrobiologai kiek įmanoma geriau susitvarko su daliniais apibrėžimais ir su išimtimis. Jų paiešką lemia mūsų žinios apie konkrečius gyvenimo Žemėje ypatumus; vienintelis gyvenimas, kurį šiuo metu žinome.
Čia, Žemėje, gyvi daiktai pasižymi savita chemine sudėtimi. Didelėms organinėms molekulėms, kurios sudaro sausumos gyvybes, be anglies, vandenilio, azoto, deguonies, fosforo ir sieros elementai yra ypač svarbūs. Vanduo yra būtinas tirpiklis. Kadangi mes nežinome, kas dar gali būti įmanoma, nežemiškos gyvybės paieška paprastai daro prielaidą, kad jos cheminė sudėtis bus panaši į gyvybės Žemėje.
Remdamiesi šia prielaida, astrobiologai didelę prioritetą laiko vandens paieškose iš kitų dangaus kūnų. Erdvėlaivio įrodymai įrodė, kad Marso paviršiuje kadaise buvo skysto vandens telkinių. Šio vandens istorijos ir masto nustatymas yra pagrindinis Marso tyrinėjimo tikslas. Astrobiologus jaudina įrodymai, kad Jupiterio mėnulyje Europa, Saturno mėnulyje Enceladus ir galbūt kituose mėnuliuose ar nykštukinėse planetose yra požeminių vandens vandenynų. Nors skystas vanduo reiškia sąlygas, panašias į Žemę, tačiau tai neįrodo, kad tokia gyvybė egzistuoja ar kada nors egzistavo.
Organinės cheminės medžiagos yra būtinos panašiai į Žemę panašiam gyvenimui, tačiau, kaip ir vandenyje, jų buvimas neįrodo gyvybės egzistavimo, nes organinės medžiagos taip pat gali susidaryti vykstant nebiologiniams procesams. 1976 m. Du NASA nusileidę vikingai buvo pirmieji erdvėlaiviai, sėkmingai nusileidę į Marsą. Jie nešiojo instrumentą; vadinamas dujų chromatografo-masių spektrometru, kuris patikrino dirvožemį dėl organinių molekulių.
Net ir be gyvybės, mokslininkai tikėjosi rasti Marso dirvožemyje organinių medžiagų. Nebiologinių procesų metu susidariusios organinės medžiagos randamos angliavandeniliuose meteorituose, o kai kurie iš šių meteoritų turėjo būti nukritę ant Marso. Jie nustebo, kad niekur nieko nerado. Tuo metu nesugebėjimas rasti organinių molekulių buvo laikomas dideliu smūgiu į gyvybės galimybę Marse.
2008 m. NASA Phoenix nusileidėjas atrado paaiškinimą, kodėl „Viking“ neaptiko organinių molekulių. Jei būtų nustatyta, kad Marso dirvožemyje yra perchloratų. Perchloratai, kurių sudėtyje yra deguonies ir chloro, yra oksidatoriai, galintys skaidyti organines medžiagas. Nors perchloratai ir organinės molekulės galėjo egzistuoti kartu Marso dirvožemyje, mokslininkai nustatė, kad pašildžius dirvą „Viking“ analizei, perchloratai būtų sunaikinę bet kokias jame esančias organines medžiagas. Galų gale Marso dirvožemyje gali būti organinių medžiagų.
2014 m. Gruodžio mėn. Surengtame žinių pranešime NASA paskelbė, kad „Curiosity Mars“ maršrutizatoriuje gabentam instrumentui pirmą kartą pavyko aptikti paprastas organines molekules Marse. Tyrėjai mano, kad aptiktos molekulės gali būti sudėtingesnių organinių molekulių skilimo produktai, kuriuos analizės metu suskaidė perchloratai.
Cheminis sausumos gyvybės pakeitimas taip pat paskatino ieškoti gyvybės pėdsakų Marso meteorituose. 1996 m. Tyrėjų komanda, vadovaujama Davido McKay iš Johnsono kosminio centro Hiustone, pranešė apie įrodymus, kad 1984 m. Antarktidoje Alano kalvose rastas Marso meteoritas turėjo cheminių ir fizinių buvusio Marso gyvenimo įrodymų.
Nuo tada buvo panašių teiginių apie kitus Marso meteoritus. Tačiau daugeliui išvadų buvo pasiūlyti nebiologiniai paaiškinimai, ir visa tema liko įtraukta į ginčus. Meteoritai iki šiol nedavė tokio pobūdžio įrodymų, reikalingų įrodyti nežemiškos gyvybės egzistavimą be pagrįstų abejonių.
Po Aristotelio dauguma mokslininkų nori apibrėžti gyvenimą pagal jo galimybes, o ne pagal jo sudėtį. Antroje dalyje ištirsime, kaip mūsų gyvenimo supratimas paveikė nežemiško gyvenimo paieškas.
Nuorodos ir tolesnis skaitymas:
N. Atkinsonas (2009) „Perchloratai ir vandens padariniai galimai aplinkai aplink Marsą“, žurnalas „Space“.
S. A. Benner (2010), Apibrėždamas gyvenimą, Astrobiologija, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), Kodėl aš nustojau jaudintis dėl gyvenimo apibrėžimo ... ir kodėl jūs taip pat turėtumėte, Sintezė, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), ginantis gyvenimo apibrėžimus, Astrobiologija, 15 (1) paskelbtas internetu prieš paskelbiant.
T. Reyesas (2014 m.) NASA „Curiosity Rover“ aptinka metaną, „Organics on Mars“, „Space Magazine“.
S. Tirard, M. Morange ir A. Lazcano, (2010), Gyvenimo apibrėžimas: Trumpa sunkiai pasiekiamų mokslo pastangų istorija, Astrobiologija, 10(10):1003-1009.
Ar „Vikingo Marso“ nusileidėjai rado gyvenimo pagrindą? Dingęs kūrinys įkvepia naujai pažvelgti į dėlionę. „Science Daily“ siūlomi moksliniai tyrimai 2010 m. Rugsėjo 5 d
NASA roveris randa aktyvią ir senovinę organinę chemiją „Mars“, „Jet Propulsion“ laboratorijoje, Kalifornijos technologijos institute, „News“, 2014 m. Gruodžio 16 d.
„Europa: gyvenimo komponentai?“, Nacionalinė aeronautikos ir kosmoso administracija.
