Антарктичні крижані покриви. Кредит зображення: NASA Натисніть, щоб збільшити
Памела Конрад, астробіолог з НАСА Лабораторія реактивного руху, поїхала до кінців Землі, щоб вивчити життя. Нещодавно Конрад з'явився у тривимірному документальному фільмі Джеймса Кемерона "Чужинці глибоких", де вона та кілька інших вчених досліджували дивні істоти, які населяють океанське дно.
16 червня 2005 року Конрад прочитав лекцію «Біполярний рік: про що ми можемо навчитися шукати життя на інших планетах, працюючи в холодних пустелях».
У частині 1 цього відредагованого стенограму Конрад описує, які саме ознаки ми могли б шукати, щоб побачити, чи є життя в чужому середовищі.
«В останні три роки я брав участь у проекті з кількома колегами, які ведуть нас до гарячих і холодних пустель. Ми хочемо спостерігати за підписами життя і бачити, чи можемо ми відзначити різницю між місцями, де живе і де немає. Причина, по якій ми йдемо в пустелі, полягає в тому, щоб зменшити кількість заплутаних змінних, які впроваджуються всіма видами життя. В основному, ми не хочемо відганяти собаку, щоб знайти бактерії в бруді.
Минулого року ми мали перевагу поїхати і в Арктику, і в Антарктику. Отже, це мій біполярний рік, і те, що ми там робили, має відношення до дослідження космосу, тому що, як у пустелі, умови на поверхні інших планет дуже суворі.
Ми дивимось на скелі, тому що, якщо життя було і вже минуло - іншими словами, воно мертве, або воно настільки мертве, що воно було скам’яніло та змінено - це можна знайти в рок-записи.
Щоб виявити життя де завгодно, потрібно вміти досліджувати навколишнє середовище та знаходити вимірювані підказки. Якщо це не те, що можна визначити вимірюваними термінами, це не наука. Отже, за визначенням, ми начебто холодні, так би мовити.
Одним із викликів є створення вимірюваних термінів, за допомогою яких ви могли б визначити життя. Умови повинні бути достатньо універсальними, щоб не пропустити життя на іншій планеті, якби це було на відміну від життя, яке ми маємо тут. У нас є вибірковий набір одного: біосфера на Землі. Ми намагаємось використовувати знання, які ми маємо тут про життя, щоб придумати ці терміни, і тому ми намагаємось думати про життя в найзагальніших описових термінах.
Ми шукаємо життя в місцях проживання; місця, які здатні підтримувати життя. Але мешкання важко визначити, оскільки ми маємо лише розпливчасте уявлення про те, що робить середовище придатним для проживання. У НАСА ми дуже великі у пошуках води, як однієї з аспектів заселеності.
Вода так само важлива для життя в пустелі, як і для нас. Після свіжого снігопаду, коли скелі нагріваються і тануть лід, ви бачите на поверхні скелі цвітіння ціанобактерій. Однак вони здатні підтримувати мінімальне існування, коли опадів мало.
Одна з причин метаболізму повинна сповільнюватися взимку в Антарктиці через те, що вода знаходиться в твердій фазі і вона недоступна. Живі істоти можуть використовувати лід лише тоді, коли він тане і стане хорошим розчинником. Використовувати лід - це як використовувати мінерал у кристалічній фазі - коли він у твердому вигляді, ви повинні використати деяку енергію, щоб зруйнувати ці зв'язки, щоб зробити щось із цим. В Антарктиді є організми, в яких є молекули антифризу, риби, які мають молекули під назвою глікопротеїни. Коли в рибі утворюється крижаний кристал, молекула захоплює крижаний кришталь, коли він починає рости, і не дає йому рости в напрямку, в якому енергетично найлегше вирощувати. Оскільки він не може рости, крижаний кристал віддає мареву і перетворюється назад у воду.
Крім води, ми вважаємо, що певні види хімічних елементів важливі для життя в іншому місці. Життя на Землі складається з вуглецю, водню та фосфору та ще кількох важливих речей, і нам потрібен кисень у повітрі. Але на Землі є мікроби, які дихають металом, і вони не переймаються киснем.
Тож житло є дійсно приємним в очах глядача. Визначаючи це, вам доведеться подумати про найширший набір термінів, який ви можете охопити будь-яким життям, яке ви могли б собі уявити. Кінцева оцінка того, чи є це місце для проживання, - це, звичайно, зрозуміти, чи є воно населеним.
Якщо ви хочете знати, ви задаєте один набір питань: "Чи можу я тут влаштувати господарство?" Якщо ви хочете знати, ви можете задати інший набір питань: "Хтось вдома?" Але в основі всього цього, чи хочете ви там жити чи просто побачити, чи є хтось вдома, ви мусите щось знати про околиці. Вам ще належить зробити всі експерименти, які розповідають про геофізичні, мінералогічні та атмосферні властивості планети. Якщо ви шукаєте життя, ви повинні мати поняття про те, що ви намагаєтесь підтримувати в цьому середовищі.
Вибухнувши близько 5 мільйонів років тому, через низку переломів, відомих як яма Цербер, вода стікала в катастрофічному потопі, збираючись на площі 800 х 900 км і спочатку була в середньому в 45 метрів глибиною. Клацніть зображення для збільшення зображення. Кредит: ESA / Mars Express
То що б було доказом? Якщо ви хочете сказати, що щось доведено, вам доведеться досягти певного рівня консенсусу в науковій спільноті, інакше ваші колеги розірвуть вас на невеликі шматочки в літературі. Звичайно, ніколи не існує повного консенсусу: саме тому ми противні вчені нескінченно б’ємось між собою. Але ми повинні принаймні придумати умови. Ми можемо погодитися або не погодитися з теоріями один одного, але ми повинні погодитися з умовами та вимірами.
То які вимірювання ми могли б зробити, якби шукали життя? Чи виглядає планета по-іншому, якщо там було життя? Наприклад, якщо ви заходите на мою кухню після того, як я їв, ви можете побачити тарілку або крихту. Це поняття, що я там був. На планетарному рівні також є підказки. Біомаркер - підказка, яка говорить, що життя там було - може бути будь-що, що було вироблено життям. Підказка може бути хімічною, бо хімічні речовини містять усе. Я - мішок хімікатів, як і цей подіум - мішок хімікатів. Мене відрізняє від того, які хімічні речовини існують, і в якій пропорції одна до одної, і як вони розташовані в 3-D. Це простий спосіб розрізнити категорії речей.
Хіральність також є біомаркером. Хіральність означає, що деякі молекули є дзеркальними зображеннями один одного, а живі молекули, як правило, є певною рукою. Якщо мова йде про амінокислоти, що є складовими білків, що складають життя, живі речі люблять використовувати ліву форму. А що стосується цукрів, живі речі люблять користуватися правою формою. З них є винятки, але це загальний випадок.
Ізотопи також можуть бути біомаркером. Деякі молекули виходять в різних ізотопних смаках, де деякі трохи важчі за інші. Живі речі, як легша різноманітність, можливо, тому, що це енергетично дешевше обробляти.
Складні полімери також можуть бути біомаркерами. Звичайно, пластик - це складний полімер. Знову ми зробили пластик. Отже, ціла різниця між природним і неприродним - якщо люди зробили це, він все ще є біогенним. Тож подумайте над цим. Моя машина - біосигнатура. Якого роду, я не впевнений
Якщо ви збираєтеся визначати життя вимірюваними термінами, я хотів би зробити це по-справжньому просто. Ви можете визначити життя за тим, з чого воно складається, або ви можете визначити життя за тим, що воно робить. Мені подобається визначати життя за тим, з чого воно складається, тому що як тільки ви говорите слово "робить", ви говорите про процес. Процес - це те, що відбувається через час. Тоді вам належить розібратися, якою має бути частота вибірки. Як часто ви повинні виглядати і скільки часу повинен тривати весь експеримент? Процес є трохи більш проблематичним, оскільки він вимагає часу, і ви можете помилитися з тим, як часто шукати, або як довго вам потрібно шукати.
Процеси - виготовлення матеріалів, відтворення або еволюція - можуть відбуватися протягом різних масштабів часу. Тож якщо ви дивитесь лише на процеси, і у вас є два, які сильно відрізняються за їх шкалою часу, ви не зможете зробити один і той же експеримент, щоб подивитися на них обох. Тому я люблю дивитись на життя з точки зору того, що воно є. Не кажучи про те, що ми не могли додати трохи деталей на основі процесів, але коли ви дивитесь, що таке життя, воно стає простим дуже швидко. Це унікальна хімія, якась пропорційна хімічна речовина, влаштована якимось чином, і «організована якимось чином» - це те, що я називаю структурою.
Якби я шукав життя на іншій планеті чи на Місяці, я шукав би місця, де могла б відбутися цікава хімія, щоб остаточна еволюція цієї хімії могла створити живу систему. Я б подумав про такі місця, як Європа, у якої океан під льодом. Я б подумав про інші місця, де існує лід, як комети. Я б подумав про Титан, місяць Сатурна. Я б подумав про всі ті місця, де трапляється цікава хімія, бо хімія розумна. Ви можете отримати всілякі цікаві молекули.
Оригінальне джерело: NASA Astrobiology
