Αστροφυσική, Διάστημα Περιβάλλον Ζωή και Γη

Η χημεία του περιβάλλοντος θα μπορούσε να προδώσει τους ET

Η εξωγήινη ζωή (ΕΤ) μπορεί να είναι δύσκολο να βρεθεί για τον απλούστατο λόγο ότι θα είναι ριζικά αντίθετα με τη ζωή στη Γη. Μπορεί να μην χρησιμοποιεί DNA, ή να μην περιέχει πρωτεΐνες. Αλλά ό,τι και να είναι και όπου και να είναι, αυτή έχει την τάση να τροποποιεί χημικά το περιβάλλον της κι αυτό θα μπορούσε να την προδώσει έστω και από μακριά.

Share

Η εξωγήινη ζωή (ΕΤ) μπορεί να είναι δύσκολο να βρεθεί για τον απλούστατο λόγο ότι θα είναι ριζικά αντίθετα με τη ζωή στη Γη. Μπορεί να μην χρησιμοποιεί DNA, ή να μην περιέχει πρωτεΐνες. Αλλά ό,τι και να είναι και όπου και να είναι, αυτή έχει την τάση να τροποποιεί χημικά το περιβάλλον της κι αυτό θα μπορούσε να την προδώσει έστω και από μακριά.

ET Η ζωή είχε οπωσδήποτε μια ριζική επίδραση πάνω στην χημεία της Γης – ίσως η κύρια επίδραση της να οδήγησε σε μια ραγδαία αύξηση των ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων του οξυγόνου, πριν περίπου, 2,2 δισεκατομμύρια χρόνια. Αν η ζωή είχε ανάλογες συνέπειες κι αλλού σε άλλα ηλιακά συστήματα, η σχετική αναλογία των χημικών ενώσεων –κλειδιά – για την επιβίωσή της – όποια ασφαλώς κι αν είναι αυτή – θα μπορούσε να προδώσει την παρουσία της.

Στη Γη, τα χημικά-κλειδιά για τη ζωή, όπως τα αμινοξέα, που είναι μετρίου μεγέθους, υπάρχουν σε σχετικά μικρές ποσότητες και λειτουργούν ως δομικά συστατικά για να σχηματίσουν όλη την πολύπλοκη ζωή. Η ταυτοποίηση των εξωγήινων ισοδυνάμων με αυτά τα χημικά δομικά στοιχεία "είναι ο μόνος τρόπος για να ανιχνεύσουμε τη ζωή όχι όπως την ξέρουμε”, λέει ο Chris McKay αστροβιολόγος του Ερευνητικού Κέντρου Ames της NASA. Ο ίδιος αποκαλεί αυτό σαν την Αρχή Lego.

Για να ελέγξει την ιδέα αυτή, ο Christoph Adami του Ινστιτούτο Εφαρμοσμένων Επιστημών Ζωής στην Καλιφόρνια, και οι συνεργάτες του έκαναν 30 μετρήσεις της αφθονίας των αμινοξέων από αβιοτικούς πηγές, συμπεριλαμβανομένων και των μετεωριτών καθώς και πειράματα σύνθεσης στο εργαστήριο. Συνέκριναν λοιπόν όλα αυτά με 125 δείγματα που λήφθηκαν από το έδαφος, από ωκεάνια ιζήματα καθώς και από νερά.

xray_opt

Περιοχή του σπειροειδούς γαλαξία NGC 4631

Τα άψυχα δείγματα κυριαρχούνται από τα απλούστερα αμινοξέα, τη γλυκίνη και την αλανίνη. Αντίθετα, οι βιολογικές πηγές είχαν επίσης πολλά από τα πιο περίπλοκα αμινοξέα, που είναι όμως θεμελιώδους σημασίας για την επίγεια ζωή.

Ο Adami λοιπόν βρήκε μια παρόμοιο υπογραφής για καρβοξυλικά οξέα, τα οποία περιλαμβάνουν κοινές ουσίες, όπως το μυρμηκικό οξύ. Τα άψυχα δείγματα κυριαρχούνται από μικρά οξέα μήκους μέχρι έξι άτομα άνθρακα, ενώ τα βιολογικά δείγματα περιείχαν λιπαρά οξέα μέχρι και 30 άτομα άνθρακα, με μια προτίμηση για ζυγό αριθμό αλυσίδων.

Ο Adami προχώρησε, στη συνέχεια, ένα βήμα παραπέρα. Από το 1993 έχει συνεργαστεί με Avida, ένα software για υπολογιστές με το οποίο φτιάχνονται τα λεγόμενα avidians. Κάθε avidian είναι ένας τεχνητός οργανισμός, που κτίστηκε από ένα σύνολο 29 απλών οδηγιών, που αντιστοιχούν με τα 20 αμινοξέα που βρίσκονται στην χερσαία ζωή, ενώ έχουν τη δυνατότητα να εξελιχθούν μέσω μετάλλαξης και επιλογής.

Αν οι οργανισμοί απουσίαζαν κάθε μία από τις οδηγίες θα ήταν εξίσου ισοδύναμες. Όταν λοιπόν ο Adami έτρεξε 350 πληθυσμούς από avidians βάσει μιας σειράς προϋποθέσεων, διαπίστωσε ότι ορισμένες οδηγίες γίνονταν πάντα πιο πλούσιοι σε βάρος των άλλων, δημιουργώντας έτσι μία "avidian χημική" υπογραφή, η οποία θα έδειχνε την παρουσία τους.

"Αυτό είναι πολύ σημαντικό”, λέει ο αστροβιολόγος Chris McKay. “Αυτό που βλέπουμε στη Γη δεν είναι μια ιδιοτροπία της βιολογίας της Γης, αλλά μια καθολική αρχή."

Αυτό μπορεί να είναι αλήθεια, λέει ο Dirk Schulze-Makuch του Πολιτειακού Πανεπιστημίου στο Pullman, αλλά προειδοποιεί τους κυνηγούς των χημικών για τους ΕΤ, ότι διαφορετικά ορυκτά, θερμοκρασίες και πιέσεις θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ανάπτυξη χημικών αντιδράσεων που δεν εμφανίζονται πάνω στη Γη. Έτσι, η παρουσία της ζωής μπορεί να αποδειχθεί δύσκολη. "Υπάρχει μια μεγάλη αβεβαιότητα με τη μέθοδο αυτή, λέει.

Ο Adami συμφωνεί μεν ότι είναι μια πρόκληση, αλλά πιστεύει ότι δεν είναι ανυπέρβλητα τα εμπόδια. "Θα πρέπει να καθοριστεί αρκετά καλά η γεωχημεία για να ξέρουμε το αλφάβητο των μορίων πριν από το κυνήγι ασυνήθιστων σχετικά ποσοτήτων”, υποστηρίζει. 

Η αναζήτηση των εξωγήινων Lego

Καμιά αποστολή στον Άρη δεν έχει ακόμα προσπαθήσει να ανιχνεύσει οποιαδήποτε μορφή ζωής χρησιμοποιώντας την αρχή Lego), όμως διερευνήθηκαν παρόμοιες μέθοδοι.

Η ομάδα πίσω από το ρόβερ ExoMars, που έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2018, σχεδιάζει να ψάξει για αμινοξέα που να έχουν την ίδια συμμετρία μεταξύ τους. Όλη η ζωή στη Γη βασίζεται σε αμινοξέα της ίδιας συμμετρίας, οπότε αυτό θα μπορούσε να είναι ένα αποκαλυπτικό σημάδι – αν υποτεθεί ότι η Αρειανή ζωή χρησιμοποιεί αμινοξέα.

Ο Victor Parro του Κέντρου Αστροβιολογίας στη Μαδρίτη και οι συνάδελφοί του έχουν μια διαφορετική προσέγγιση. Αντί να ποντάρουν τα πάντα σε έναν τύπο μορίου, η  συσκευή τους, που ονομάζεται SOLID2, μπορεί να ανιχνεύσει ένα ευρύ φάσμα μορίων περιλαμβανομένου του DNA και των σακχάρων.

Στη δουλειά τους που πρόκειται να δημοσιευθεί, ο Parro διαπίστωσε ότι η συσκευή SOLID2 έχει ανιχνεύσει επιτυχώς την παρουσία της ζωής σε δύο κυρίως άψυχα περιβάλλοντα – την Ανταρκτική κατά τη διάρκεια του χειμώνα, και στην καρδιά του καλοκαιριού στην έρημο Ατακάμα. Ο Victor Parro εξετάζει τώρα τρόπους για να πετάξει στον Άρη με αυτή την αποστολή.

Σύμφωνα με τον Christoph Adami του Ινστιτούτου Keck, η SOLID2 είναι πολύ γεωκεντρική, επειδή αυτή ψάχνει για συγκεκριμένες ακολουθίες μορίων. "Αυτοί ψάχνουν για φράσεις όπως «σκέφτομαι άρα υπάρχω", ενώ εγώ ψάχνω για τις συχνότητες των επιμέρους γραμμάτων», υποστηρίζει. Ακόμα, ο ίδιος πιστεύει πως η τεχνολογία θα μπορούσε να τροποποιηθεί έτσι ώστε να ταιριάζει στον σκοπό αυτό.

Πηγή: New Scientist

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share