Антарктически ледени покривки. Кредит за изображение: НАСА Увеличи
Памела Конрад, астробиолог от лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, е пътувала до краищата на Земята, за да изучава живота. Наскоро Конрад се появи в 3-D документалния филм на Джеймс Камерън „Aliens of the Deep“, където тя и няколко други учени изследваха странни същества, които обитават океанското дъно.
На 16 юни 2005 г. Конрад изнесе лекция, озаглавена „Биполярна година: Какво можем да научим за търсенето на живот на други планети, като работим в студени пустини.“
В част 1 от този редактиран препис Конрад описва какви знаци бихме могли да търсим, за да видим дали има живот в извънземна среда.
„През последните три години участвах в проект с няколко мои колеги, който ни отвежда до горещи и студени пустини. Искаме да наблюдаваме подписите на живота и да видим дали можем да кажем разликата между местата, където е животът, и където животът не е. Причината да отидем в пустини е да намалим броя на объркващите променливи, които се въвеждат от всички видове живот. По принцип не искаме да изстъргваме кучешката кучка, за да открием бактериите в мръсотията.
През изминалата година бяхме привилегировани да отидем както в Арктика, така и в Антарктика. Това е моята биполярна година и това, което правехме там, е от значение за космическото изследване, защото подобно на пустиня условията на повърхността на други планети са много тежки.
Гледаме скали, защото, ако животът е бил и вече го няма - с други думи, той е мъртъв или е толкова мъртъв, че е вкаменен и променен - можете да намерите това в записа на рока.
За да откриете живота навсякъде, трябва да можете да изследвате околната среда и да намерите измерими улики. Ако не е нещо, което можете да определите с измерими термини, това не е наука. Така че, по дефиниция, ние сме някак навън на студа, така да се каже.
Едно от предизвикателствата е да измерим термини, чрез които бихте могли да определите живота. Условията трябва да са достатъчно универсални, за да не пропуснем живота на друга планета, ако това беше различно от живота, който имаме тук. Имаме набор от примерни единици: биосферата на Земята. Опитваме се да използваме знанията, които имаме за живота тук, за да измислим тези термини и затова се опитваме да мислим за живота в най-общите описателни термини, които можем.
Търсим живот на места, обитаеми; места, които са способни да поддържат живота. Но обитаемостта е трудна за дефиниране, тъй като имаме само неясна представа за това, което прави околната среда обитаема. В НАСА много се стремим да търсим вода като един от аспектите на обитаемост.
Водата е толкова важна за живота в пустинята, колкото и за нас. След пресен снеговалеж, когато скалите се нагряват и стопят леда, на повърхността на скалата виждате разцвет на цианобактерии. И все пак те са в състояние да поддържат минимално съществуване, когато няма много валежи.
Една от причините метаболизмът трябва да се забави през зимата в Антарктида е, защото водата е в твърда фаза и тя не е достъпна. Живите същества могат да използват лед само когато се стопи и стане добър разтворител. Използването на лед е като използването на минерал в кристалната фаза - когато е в твърда форма, трябва да използвате малко енергия, за да разрушите тези връзки, за да направите нещо с него. В Антарктида има организми, които имат антифризни видове молекули в тях, риби, притежаващи молекули, наречени гликопротеини. Когато в рибата се образува леден кристал, молекулата се хваща за ледения кристал, когато той започва да расте, и не го позволява да расте в посоката, в която енергийно най-лесно се отглежда. Тъй като не може да расте, леденият кристал се отдава на призрака и се превръща обратно във вода.
Освен водата, ние смятаме, че някои видове химически елементи са важни за живота на друго място. Животът на Земята е изграден от въглерод, водород и фосфор и още няколко важни неща и ние се нуждаем от кислорода във въздуха. Но на Земята има микроби, които дишат метал и не им пука за кислорода.
Така че обитаемостта е наистина обитаема в очите на гледащия. Когато го дефинирате, трябва да помислите за най-широкия набор от термини, за да обхванете какъвто и да е начин на живот, който бихте могли да си представите. Крайната оценка дали дадено място е обитаемо е, разбира се, да се види дали е обитавано.
Задавате един набор от въпроси, ако искате да знаете: „Мога ли да уредя домакинството тук?“ Можете да зададете друг набор от въпроси, ако искате да знаете: „Има ли някой вкъщи?“ Но в основата на всичко, независимо дали искате да живеете там или просто да видите дали някой е вкъщи, трябва да знаете нещо за квартала. Предстои ви да направите всички експерименти, които ви казват за геофизичните, минералогичните и атмосферните свойства на планетата. Ако търсите живот, трябва да имате някаква представа за това, което се опитвате да поддържате в тази среда.
Изригвайки преди около 5 милиона години, от поредица от счупвания, известни като Cerberus Fossae, водата се стичаше в катастрофално наводнение, събирайки се на площ 800 х 900 км и първоначално беше средно 45 метра дълбочина. Кликнете върху изображението за по-голям изглед. Кредит: ESA / Mars Express
И така, какво би представлявало доказателство? Ако искате да кажете, че нещо е доказано, трябва да постигнете определено ниво на консенсус в научната общност, в противен случай вашите връстници ще ви разкъсат на малки парченца и парчета в литературата. Разбира се, никога не съществува пълен консенсус: затова гадните учени се бият безкрайно помежду си. Но трябва поне да измислим условия. Можем да се съгласим или не сме съгласни с теориите на всеки друг, но трябва да се съгласим по условията и измерванията.
И така, какви измервания бихме могли да направим, ако търсихме живот? Дали една планета изглежда различна, ако животът е бил там? Например, ако влезете в кухнята ми, след като ям, може да видите чиния или троха. Това е улика, че бях там. На планетарното ниво също има улики. Биомаркерът - улика, която казва, че животът е бил там - може да бъде всичко, което е произведено от живота. Указанието може да бъде химическо, защото химикалите съдържат всичко. Аз съм чувал с химикали, точно както този подиум е чувал с химикали. Точно какви химикали има и в какво съотношение помежду си и как са подредени в 3-D, е това, което ме отличава от това. Това е прост начин за разграничаване на категории неща.
Хиралността също е биомаркер. Това, което хиралността означава, е, че някои молекули са огледални образи една на друга, а живите молекули са склонни да бъдат известни. Когато става въпрос за аминокиселини, които са съставните части на протеините, които изграждат живота, живите същества обичат да използват лявата форма. А що се отнася до захарите, живите неща обичат да използват формата с дясна ръка. Има изключения от тях, но това е общ случай.
Изотопите също могат да бъдат биомаркер. Някои молекули се предлагат в различни изотопни аромати, където някои са малко по-тежки от други. Живи неща като по-лекия сорт, вероятно защото е енергийно по-евтино да се обработва.
Сложните полимери също могат да бъдат биомаркери. Разбира се, пластмасата е сложен полимер. Отново направихме пластмасата. Така че цялото разграничение между естествено и неестествено - ако хората са го направили, то все още е биогенно. Така че помислете за това. Колата ми е биосигнатура. Какъв вид, не съм сигурен.
Ако ще определяте живота измеримо, бих искал да го правя много просто. Бихте могли да определите живота според това, от което е направен, или можете да определите живота по това, което прави. Обичам да определям живота според това, от какво е съставен, защото щом кажеш думата „прави“, ти говориш за процес. Процесът е нещо, което се случва през времето. След това трябва да разберете каква трябва да бъде честотата на вземане на проби. Колко често трябва да гледате и колко време трябва да отнеме целия експеримент? Един процес е малко по-проблематичен, защото отнема време и може да сбъркате колко често да търсите или колко дълго трябва да търсите.
Процесите - създаване на неща, възпроизвеждане или развитие - могат да се извършват в различни времеви мащаби. Така че, ако гледате само на процеси и имате два, които са много различни по времевата им скала, няма да можете да направите един и същ експеримент, за да ги разгледате и двамата. Така че обичам да гледам на живота от гледна точка на това, което е. Да не кажа, че не бихме могли да добавим малко неща, базирани на процеси, но когато погледнете какъв е животът, става много лесно наистина бързо. Това е уникална химия, някакви пропорционални химикали, подредени по някакъв начин, и „подредени по някакъв начин“ е това, което наричам структура.
Ако търсех живот на друга планета или на Луна, бих потърсил места, където би могла да се случи интересна химия, така че крайната еволюция на тази химия да създаде жива система. Бих помислил за места като Европа, която има океан под лед. Бих помислил за други места, където има лед, като комети. Бих помислил за Титан, луната на Сатурн. Бих помислил за всички онези места, където се случва интересна химия, защото химията е умна. Можете да получите всякакви интересни молекули.
Оригинален източник: Астробиология на НАСА
