Curiosity rover upptäckte nyligen metan på Mars, vilket kan indikera förekomsten av livsformer där. Betyder det att vi är på gränsen till att upptäcka livet på Mars? Professor i biologi och genetik Gary Ravkan vill leta efter DNA på Mars. Han lockas av idén att livet som vi känner det är universellt i hela Vintergatan.
I nästan sju år har NASA: s Curiosity rover utforskat ytan på Mars. För två veckor sedan gjorde han en häpnadsväckande upptäckt med relativt stora koncentrationer av metangas. Rover upptäckte också metan 2013, men den koncentration som registrerades denna månad - cirka 21 miljarder delar av en bråkdel - tredubblades. Anledningen till att detta meddelande blev stora nyheter i det vetenskapliga samhället beror på att metan ofta är ett livstecken; trots att gasen kan vara resultatet av olika kemiska reaktioner, produceras en betydande del av levande saker. Betyder detta att vi är på gränsen till att upptäcka livet på Mars och i så fall, vilken typ av liv det kan vara?
För att diskutera dessa frågor talade jag telefon med Gary Ruvkun, en molekylärbiolog och professor i genetik vid Harvard University School of Medicine. Som han själv medger tar Ravkan en ovanlig ställning i frågan om livets ursprung och möjligheten att upptäcka tecken på liv var som helst. Kort sagt ifrågasätter han den konventionella påståendet att vår DNA-baserade livsform har sitt ursprung på jorden. Intervjun, som inleddes med en konversation om upptäckten av metan, förvandlades till en diskussion om varför han vill skicka en enhet till Mars som kallas en DNA-sekvenser. (Efter vårt samtal tillkännagav NASA att metankoncentrationen hade sjunkit till normala nivåer, vilket gjorde att forskare blev ännu mer förvirrade.) Under vår konversation, som har redigerats och förkortats för tydlighet,Vi diskuterade också hur den vetenskapliga debatten om livets ursprung korsar varandra med religiös debatt, orsakerna till att han kan vara dödligt fel och vad det innebär att uttrycka en minoritetsuppfattning i det vetenskapliga samfundet.
Vilken är den huvudsakliga slutsatsen du gjorde av faktumet med metadetektion?
- Att söka efter metan är en bra teknik för indirekt sökning efter livet. Problemet är att det också finns kemiska metoder för att producera metan. Det kan inte kallas ett idealiskt surrogat för livet. Därför är NASA: s föreslagna experiment för att upptäcka liv, särskilt i vår era av exoplaneter, när så många planeter upptäcktes runt stjärnor, syftar till spektroskopiska studier av deras atmosfär. Detta är alltid förknippat med användningen av stora mängder kemikalier som metan och CO2.
Tror du att det här är det bästa sättet att utföra denna uppgift? Eller tror du att det finns ett bättre sätt att göra denna forskning?
”Det här är det enda sättet att leda dem på så avlägsna platser. Mitt favorit sätt att hitta liv är att flyga till planeten och leta efter DNA där. Det följer att livet på en annan planet kan vara helt analogt med livet här, men de flesta astrobiologer representerar situationen något annorlunda.
Hur skiljer sig din syn på denna fråga från den allmänt accepterade?
Kampanjvideo:
- Enligt min mening är avhandlingen att livet härstammar här något ansträngande. Baserat på det verkar det som om vi på något sätt är helt unika och att allt hände exakt här. Jag är estetiskt lockad av idén att livet som vi känner det är universellt i hela Vintergatan. Det verkar som om det så snart det utvecklas börjar spridas. Och ett sätt att bevisa detta är att driva klockan framåt, inte bakåt. Om vi verkligen talar om att kolonisera Mars, är det första steget att skicka bakterier dit för att bilda en atmosfär. Så om du startar klockan en miljon år framåt, förmodligen kommer vi att skicka bakterier till olika planeter en miljon ljusår bort.
Så vänta, jag vill bara förstå det. Så du säger att du tycker att det är romantiskt eller attraktivt att tro att andra livsformer är jämförbara med oss?
- Ja. Det faktum att livet inte härstammar här. Hon landade just på vår planet. Att det härstod någon annanstans. Och många klagar över detta. De säger, "Du överför bara problemet med livets ursprung till en annan plats." Och så är det.
I ditt e-postmeddelande beskrev du dina åsikter som "inte särskilt standard inom mikrobiologi". Och detta beror delvis på det faktum att du vill skicka en DNA-sequenser till Mars, eller hur?
- Här på jorden, om du går någonstans till sjön och vill veta vem som bor där, används följande metod för att hitta svaret på denna fråga: smuts tas, DNA-analys utförs och alla genomiska föreningar i detta DNA bestäms. Detta ger dig en ganska bra ögonblicksbild av vem som finns där. Naturligtvis finns det många olika typer av bakterier som lever i jord och liknande ämnen.
Och om man tittar i litteraturen finns det tiotusentals studier som bygger på detta, och för första gången, tror jag, för 20 år sedan, användes DNA som ett fingeravtryck för att upptäcka befintliga organismer. Och vi kan säga, "Du kan bara göra detsamma på Mars och analysera DNA-sekvensen." Och sedan skulle du fråga: "Tja, finns det någon som vår kusin?" Det vi finner borde inte vara vår bror. Det kan kopplas till oss av mer avlägsna band än en bror, till exempel som en kusin, vilket innebär att den kan komma från samma livsträd. När du har gjort det kan du säga, "Tja, livet på jorden och Mars är lika, och det är en typ av den minst intressanta idén, eftersom jorden och Mars är väldigt nära." Så det är nästan uppenbartatt de kan ha samma livsform, för det finns ett utbyte. Men tänk om det finns en och samma livsform över mjölkvägen?
Vad skulle människor som är skeptiska till dina tankar säga som svar på detta?
”De skulle säga att det är nonsens. [Skrattar] Eftersom de säger:”Tja, det var tvungen att börja någonstans, så varför tror du inte att det började här? Varför framför du hypotesen om att vi har tagit livet och inte blivit källan till dess utveckling? " Eftersom det finns tydliga bevis för utvecklingen av livet i våra genom. Detta kallas RNA World, som var den tidigaste livsformen och fortfarande finns i våra genom. Vi kan se det där, så vi kan identifiera de tidiga utvecklingsstadierna med bara en analys av moderna genom. I läroböcker och i ortodox vetenskap var RNA World - en slags föregångare till DNA-världen - på jorden för fyra miljarder år sedan. Och jag skulle föreslå att, nej, det fanns antagligen för tio miljarder år sedan någonstans på andra sidan av Vintergatan och spridda över galaxen.
Det visar sig att det inte finns någon vetenskaplig motivering för någon av hypoteserna - varken cirka fyra miljarder år, eller cirka tio miljarder år? Är det vad du menar?
- Nej nej nej. Jorden har funnits i 4,5 miljarder år. Och universumet, åtminstone om du räknar från Big Bang, är ungefär 14 miljarder år gammalt. Därför, om livet härstammar någon annanstans, har du en tidsreserv på tio miljarder år. Men jag föredrar att denna reserv är hundra miljarder år eller tusen miljarder år. Det skulle vara mycket trevligare.
Och varför skulle det vara så mycket trevligare?
- Tja, för på så sätt har du mer tid. Ser du, poängen är att om du tittar på fossilregistret, var kan du hitta det första beviset på livet? Naturligtvis hittar du bevis för bakterier, vad som ser ut som bakterier, vad som kallas stromatoliter, dessa grönaktig-blåaktiga bakterier som finns i kolonier. Dessa bildar alla bra fossiler och kan ses för 3,5 miljarder år sedan. Det vill säga, livet har redan utvecklats till stadiet för bildandet av ganska komplexa bakterier mycket snabbt efter kylningen av jorden.
Och du vet, de flesta människor utanför det vetenskapliga samfundet kommer att säga, "ja, bakterier är ganska enkla organismer." Men bakterier är inte enkla organismer. Bakterier är oerhört komplexa. Bakterier är de självreplikerande robotarna som elingenjörer drömmer om. De kan skapa en kopia av sig själva på 20 minuter med fyra tusen delar.
Så, vilken slutsats kan dras från din berättelse om bakterier?
”De var på en otroligt hög utvecklingsnivå, och jag tror att de kom hit så snart jorden svalnat och just började växa. De sprider sig över Vintergatan och möjligen i hela universum. Har du till exempel hört talas om SETI-projektet? Letar de efter ett intelligent liv?
Ja. [Det har jag faktiskt inte.]
- Som regel är dessa matematiker, och de förväntar sig att de smarta i någon annan galax kommer att skicka dem numret Pi eller, du vet, någon annan matematisk signal. De skickar faktiskt bara DNA-sekvenser.
Det vill säga, du säger att livet kom hit eftersom det spriddes överallt. Således, om vi skickar en DNA-sekvenserare ut i rymden och får reda på att, baserat på de uppgifter som den samlade in, spridit allt detta och sedan flög till jorden, och vi är inte alls förfäderna till allt …
- Exakt.
Så andra människor, de som har en annan åsikt om denna fråga, tror: "Nej, vår livsform har sitt ursprung här och andra livsformer kan vara på andra planeter, och vi kan förstå det tack vare metan" eller något i denna ande? Därför måste vi leta efter något som metan, för på det sättet kan vi hitta helt olika former av liv
- Exakt. Detta område med astrobiologi är området för människor som tänker på livet på andra planeter. Och det finns förmodligen, jag vet inte, mellan tusen och fem tusen människor som kallar sig astrobiologer, och NASA har lagt ned mycket arbete på att utveckla detta område. Och om du frågade tusen astrobiologer om de tror att livet har spridit sig eller utvecklats oberoende, skulle jag säga att 1% skulle vara redo att acceptera idén att sprida livet i den form som jag kan säga, främja den.
Så om 99% av forskarna tror på global uppvärmning, och en obetydlig minoritet säger att det inte är relaterat till mänsklig verksamhet eller att det helt enkelt inte existerar, så är det som det går, vi rullar ögonen och säger: "Tja, det här något vetenskapligt. " Dessa människor är kuggar i fossilbränsleindustrin och relaterade områden. Du är en högt respekterad forskare som inte betraktas som en excentrisk excentriker. Har du några inre tvivel?
”Om jag var en rationell person skulle du förmodligen ha rätt. [Skrattar.] Men jag vet inte varför. Det är bara meningsfullt. I själva verket säger varje lärobok att livet hände på jorden, och detta är en liten improvisation - för att säga: du vet, och vi flög hit. Förstår du? Detta ger på något sätt ingen tillfredsställelse, eftersom det överför problemet någon annanstans till en annan sfär. Förstår du? Men likväl måste det börja någon annanstans.
Jag antar att jag fick idén att det är så lätt att gå från en påse med kemikalier till en fullfjädrad bakterie, och att detta kan hända om ett par hundra miljoner år på jorden. Det är också viktigt att förstå att med tanke på plattaktoniken på jorden raderar vår planet väldigt, mycket snabbt sin historia när kontinenterna förändras och jordens yta byggs om. Det är mycket svårt att hitta prover som är mer än tre miljarder år gamla. Det finns inte många av dem på jorden. Därför är det ganska svårt att söka efter de mest forntida fossilerna här. Och här kommer vi till en av fördelarna med Mars - det finns ingen plattaktonik. Därför, om du vill söka efter några forntida fossiler på Mars, var det ingen permanent begravning av förflutna, till skillnad från Jorden.
Vilken upptäckt på Mars kan indikera riktigheten eller felaktigheten i din teori?
- Tja, jag menar, om DNA-sekvensering genomfördes där, vilket är en mycket känslig process, eller hur? Därför kan man hitta extremt sällsynta organismer på Mars. Och om du hittade dem, och upptäcker samtidigt att det inte är lätt, du vet, någon form av mjäll eller akne från någon från rymdskeppets avdelningsavdelning, att detta är något med djupa rötter - det vill säga det är förknippat med livet på jorden, men ungefär samma sak som en känguru är ett djur, men på samma gång är det helt klart annorlunda än vad du såg i den gamla världen, då skulle du säga att du har upptäckt något nytt, eller hur? Och detsamma kan sägas för bakterier.
Eller om folket från SETI-projektet en dag fick en fyrteckensignal, som en DNA-sekvens, och du plockade upp en dekrypteringskod och sa: "Åh, min gud, det ser ut som en av de gener vi känner igen", det skulle kunna bevisas att i genomik någonstans där ute på en annan planet finns det ett utbyte.
Vilken upptäckt kunde övertyga dig om att du tar fel eller att det inte var slump att du befann dig i minoriteten?
- Tja, om någon upptäckte en helt ny livsform som inte byggdes på DNA, tror jag att det skulle vara en bra motbevisning av denna idé om Panspermia.
Jag kommer att släppa dig mycket snart, men tänk om livet ändå härstammar här och sedan sprider sig ytterligare? Och därmed hittade vi lite DNA på Mars, men det hamnade där eftersom det spriddes från jorden. Är det möjligt?
"Ja, men det sätter oss i universumets centrum, och historiens hela kraft ligger i överklagandet:" Vi får inte anta att vi är centrum för allt. Vi är obetydliga."
Vad är de religiösa orsakerna här? Ser du någon form av religiös aspekt i den här diskussionen?
- Skickade jag dig en länk eller bad dig söka efter en video? [Ravkan rekommenderade att jag tittade på en video på YouTube där han uttrycker sin ståndpunkt om”livet utanför jorden”.]
Ja, jag tittade på den här videon
- I den här videon gjorde jag något som jag var lite rädd för: jag hänvisade till den underbara motorn från ATP-synthas. Det är en av de mest fantastiska små mekanismerna som bakterier har för att generera energi genom att pumpa protoner över membran. Och i huvudsak har de en molekylmotor som sätter på den, jag vet inte, med tusen varv per minut eller så.
Därför följer anhängare av den intelligenta teorin - jag är nästan rädd för att säga detta, eftersom det sista jag skulle vilja ha mina offentliga uttalanden tolkade av anhängare av den intelligenta teorin - de använder syntesen av ATP som grund för deras teori.
Vad är ATP-syntes?
”Det här är en liten roterande hydraulmotor som genererar ATP genom protonpumpar. Detta är ett perfekt evolution av mirakel. Och jag vill betona att jag betraktar det som evolution, men religiösa fanatiker använder den för att bevisa att evolution inte kunde göra det eftersom det är så vackert genomtänkt.
Och hur har det att göra med dessa två teorier …
”Det finns religiösa fanatiker som följer samma exempel som jag. Jag använder detta exempel för att säga, "Detta är höjdpunkten i evolutionen." Du förstår, för tre eller fyra miljarder år sedan, detta är inte längre en primitiv livsform. Detta är ett mycket utvecklat liv. Hon har redan nått en hög utvecklingsnivå.
Klar. Och de hävdar att detta bevisar människans unika eftersom Gud skapade dem?
- Ja. Och jag säger, "Nej, för mycket tid har gått än fyra miljarder år."
Jag trodde att du skulle säga det motsatta om den religiösa dimensionen, att din teori inte ser jorden som centrum för allt, därför tror inte religiösa människor på den. Men andra forskares ställning är åtminstone närmare vissa religiösa trosuppfattningar, eftersom de ser jorden som början
- Ja. Jag tror inte - ja, kanske är den ortodoxa synen på livets ursprung på jorden förankrad i Adam och Eva. Jag vet inte. Kanske har jag inte haft en enda religiös tanke i hela mitt liv.
Det är en chock. Hur svårt är det att skicka en sådan sequencer till Mars? Och kan detta hända inom en snar framtid?
- NASA stöder oss. Maria Zuber, en passionerad planetforskare, och jag har arbetat tillsammans med detta i nästan 20 år, och NASA har stött vårt arbete. Detta är ett högriskföretag som de är redo att kasta lite pengar i, men de har ännu inte godkänt flygningen. De har inte kommit till det ännu. Å andra sidan är det ganska intressant att titta på hur NASA organiserar sig själv. Var tionde år genomför de det som kallas Decade Survey, när de går och pratar med planetforskare i USA, Europa och världen och frågar dem: "Vilket projekt tycker du är det viktigaste?" Då utsläpps det allt till ett 200 sidas dokument, och om du tittar på deras prioriteringar, vad som är viktigt för dem som rymdorganisation,då är sökandet efter liv på andra planeter prioriterat nummer ett.
Spelar den höga koncentrationen av metan någon roll i denna diskussion?
"De flesta astrobiologer skulle säga," Tja, det finns kanske metanproducerande bakterier där. " Dessa bakterier, som absorberar koldioxid, använder väte från jorden och genererar metan. Det är ämnesomsättning. Och de flesta astrobiologer skulle säga, "Förresten, metan kan associeras med mikrober." Och så, ja, jag tror att de flesta kommer att gilla idén om metan-producerande bakterier på Mars.
Och antagligen kommer många av dem att säga, "Ja, idén att ha en koppling till de metanproducerande bakterierna på jorden kanske inte är så galen."
Så låt oss sammanfatta för tydlighet. Från denna konversation gjorde jag följande slutsatser: du tror på teorin om den intelligenta början, du tror inte på global uppvärmning och följer galen teorier om livet på andra planeter
- Vänta vänta. [Skrattar.] Å nej, inte. Det kommer att vara möjligt att ge upp min karriär.
Isaac Chotiner
