Hur studier av liv under extrema förhållanden hjälper oss att förstå vilka former av levande organismer vi kommer att stöta på i rymden och på andra planeter.
En kväll i november 1938 avbröts den ordinarie nyhetssändningen på amerikansk radio av ett "nödmeddelande": utlänningar hade upptäckts i New Jersey. Panikröster från ögonvittnen berättade om aggressiva inkräktare. Skott ringde ut i bakgrunden och signalerade att allt var mycket allvarligt. Nyheterna, tyvärr, visade sig vara falska - det var bara ett radioprogram "War of the Worlds" av H. G. Wells. Men inte alla lyssnare förstod detta.
Även decennier senare förblir allmänhetens reaktion på detta "speciella meddelande" en fråga om kontroverser. Vissa hävdade att tusentals människor flydde på gatorna i panik. Andra sa att de inte märkte den intensiva sociala oron och oroligheter. Det var som det blev, det blev klart för alla: om någon dag utlänningar verkligen upptäcks kommer människor knappt att vara glada över denna händelse.
Men vad händer om de första utlänningarna inte är tungt beväpnade, intelligenta och hänsynslösa varelser, utan små mikroorganismer, som vi kan möta på vår planet? Vad kommer denna upptäckt att ge oss och hur kan den förändra vår förståelse för livet?
Chansen att hitta mikrobiella kolonier utanför jorden är mycket högre än chansen att hitta Martians i Wells fantasi. Faktum är att forskare kan göra den första upptäckten av främmande liv inom 20 år - det är den period som NASA-representanter nu kallar. Det kommer att vara en milstolpehändelse i den långa historien om mänsklig rymdutforskning. Men bara ett fåtal kommer verkligen att uppmärksamma det. Och på några decennier kan sådana nyheter bli rutina, precis som nyheter om upptäckten av nya exoplaneter i början av vårt århundrade har blivit rutinmässigt.
Michael Varnum, en psykolog vid University of Arizona, genomförde flera studier för att ta reda på hur människor skulle reagera på nyheten om upptäckten av okända mikrober utanför jorden. Det visade sig att människor är ännu mer positiva till främmande mikrober än konstgjorda organismer som skapats av människor i vetenskapliga laboratorier. Under 2017 genomförde astrofysiker Rene Heller sitt eget experiment och bad frivilliga att hjälpa honom att avkoda en falsk främmande signal. Hundratals människor svarade på hans budskap. Som Heller lyckligtvis insåg genererar sådana upptäckter idag mer intresse än skräck hos människor.
För närvarande har vi ännu inte upptäckt något som lever på andra planeter: astrobiologi förblir en vetenskap utan objekt. Men studien av olika organismer på den goda jorden idag kan redan berätta mycket om vad vi kan förvänta oss av det liv vi möter i rymden. Under de senaste hundra åren har biologernas upptäckter väsentligt förändrat vår förståelse för begreppet levande saker. Nu vet vi att livet är mycket mer komplicerat och mångfaldigt än det tycktes förut.
Kampanjvideo:
Detta är inte Mars, detta är Atacamaöknen i Chile, förhållandena som verkligen är mycket lika med Mars.
Ökenar, rymd, hav
Tanken att livet kan existera på andra planeter uttrycktes av Democritus. Dess nästa apolog var den italienska trollkarlen och reformer Giordano Bruno. Denna idé var verkligen förankrad i upplysningens ålder och har sedan dess bara upplevt en kort period av nedgång. I början av 1900-talet var många övertygade om att det fanns en avancerad civilisation på Mars som hade byggt ett gigantiskt nätverk av kanaler för bevattning av fält. Kanalerna var tydligt synliga genom ett teleskop, och de sågs av helt olika människor från olika delar av planeten. I verkligheten visade sig "Martian irrigation" vara en optisk illusion. Trots detta verkar hypotesen om livets existens på Mars och andra planeter i solsystemet i dag ännu mer trolig än tidigare.
2015 undersökte biologer från Arizona och Berlin tekniska universitet markprover från den chilenska Atacamaöknen, en av de torraste platserna på planeten. På många sätt liknar det ytan på Mars. Det visade sig att även i ett sådant omöjligt klimat kan olika typer av bakterier överleva och reproducera sig. Under en lång torka faller de i avstängd animation, och sedan, när de är nära vattnet, återuppstår omedelbart. I viloläge kan dessa bakterier överleva i hundratals eller till och med tusentals år. Haven lämnade Mars ytan för cirka 2,5 miljoner år sedan. Men i tarmarna på planeten kan det fortfarande finnas kolonier av bakterier som kommer att vänta på sina forskare.
I slutet av 1970-talet genomfördes en verklig revolution inom biologin genom upptäckten av termofila bakterier, som inte behöver solljus och kan bebor havets djup, vilket skapar hela undervattensekosystem. Dessa bakterier lever nära geotermiska källor, där vatten är i nära kontakt med manteln. Temperaturen i sådana fjädrar kan nå 350 ° C. Extremofila bakterier, till skillnad från de flesta andra arter, får sin energi inte från solen, utan från metaller upplösta i vatten. Dessa bakterier livnär sig av maskar och blötdjur, och de i sin tur ätas av större rovdjur. Upptäckten förvånade även forskarna själva.
Holger Jannasch, oceanolog, deltagare i de första studierna av termofila bakterier:
Vi blev bedövade av tanken att solenergi, som är så viktig för livets existens på vår planet, skulle kunna ersättas av jordisk energi. […] Detta är ett helt nytt koncept och enligt min mening en av de viktigaste biologiska upptäckterna från 1900-talet.
Hydrotermiska ventiler, hem för ovanliga bakteriesorter
Vi kan kanske hitta undervattensekosystem som liknar den markbundna på månarna i Saturnus och Jupiter - Europa och Enceladus. Även där finns det hav av saltvatten och betydande geotermisk aktivitet. Enceladus vatten liknar Lake Mono i Kalifornien. Det finns mycket salt och läsk i denna sjö, och därför finns det inga fiskar - men ovanliga bakterier lever i den, som har anpassat sig väl till koncentrationer av arsenik som är dödligt för andra organismer. Liknande bakterier lever antagligen på Enceladus.
År 2015 flög den amerikanska rymdstationen Cassini-Huygens förbi Enceladus - rakt genom vattenflöden som stiger flera kilometer över den frusna ytan på satelliten. I detta vatten har forskare lyckats hitta vätemolekyler. Det betyder att under Enceladus is pågår geologiska processer - precis som på jorden. Följaktligen kan mikroorganismerna i Enceladus (om de finns) ta emot energi från koldioxid upplöst i vatten. Det är just denna reaktion som ligger vid basen av hela livets träd på jorden.
Flera flygningar till Europa och Enceladus planeras för 2030-talet. Det är dessa himmelkroppar, inte räknade Mars, som idag är det främsta målet för astrobiologer. Det är troligt att det är här vi först hittar främmande liv. Men först måste du fortfarande komma till henne. Det är ännu inte känt hur tjocka islakorna i Europa och Enceladus är - kanske bara några kilometer eller kanske några tiotals. Kommer bakterier och flercelliga organismer att kunna överleva under sådana extrema förhållanden?
Redan i mitten av 1900-talet föreslog sovjetiska forskare att stora sjöar med färskt vatten skulle kunna döljas under isen på Antarktis. Is i det inre av kontinenten förvandlas till vatten - dels på grund av ismassornas enorma tryck, dels på grund av samma geotermiska aktivitet. Förekomsten av sjön Vostok, som fick sitt namn för att hedra den sovjetiska stationen, bekräftades med radar på 1960- och 1970-talet. År 2012 borrade ryska forskare en brunn till ett djup av 3 769 meter, nådde vattnet och tog prover för analys. I mars 2013 tillkännagav forskare upptäckten av en ny typ av bakterier i proverna, vars DNA endast är 86% identiskt med vetenskapen kända. Då blev dessa data motbevisade, men spår av flera ovanliga bakterier i sjön hittades fortfarande.
Forskning på Antarktis pågår. Ett verkligt genombrott kan förväntas när forskare kommer till de djupare lagren av sjön - till källorna till geotermisk aktivitet, som mättar vattnet med mineraler och ligger på ett djup av cirka 5 tusen meter.
Den ryska forskningsstationen "Vostok", under vilken på ett djup av nästan 4 000 meter finns en stor sjö med färskt vatten.
Om bakterier kan leva i sjöarna i Antarktis - under enormt tryck och låg temperatur, utan ljus, utan organiskt kol upplöst i vatten, med mycket utspädda joner av basiska ämnen, långsiktig isolering från ytbiota i minst 14 miljoner år och, förmodligen, med överskott av upplöst syre”- då kan de leva på andra planeter, som vi tidigare ansåg vara olämpliga för livet.
Det är dock mycket möjligt att främmande liv inte kommer att byggas på jordiska modeller. Titans flytande sjöar kan vara hem för metanogener - organismer som inte använder vatten, men metan som lösningsmedel. Planeter med högre atmosfäriska temperaturer kan bevara organismer som är byggda på en molekyl av kisel, snarare än kol, som är vanligt på jorden. Under många år har forskare diskuterat om virus kan betraktas som levande organismer. Rätt svar beror på vilken definition av liv vi använder. Om rymdutforskningen fortsätter kommer detta koncept att revideras mer än en gång.
När man skrev denna artikel användes material från astronomen John Willis bok”Alla dessa världar är din. Vetenskapliga sökningar efter utomjordiskt liv ", som publiceras av förlaget" Alpina Publisher "i mars i år.
Oleg Matfatov
