Как астробиолозите могат да намерят извънземен живот? В ежедневието обикновено нямаме проблем да кажем, че куче или розе е живо същество, а скалата не е. В климатичната сцена на филма „Европа Доклад“ можем да разберем с един поглед, че многоглавото същество, открито да плува в океана на Луната Европа на Юпитер, е живо, сложно и вероятно възможно интелигентно.
Но ако нещо не плува, разхожда се, пълзи или се плъзга покрай камерите на наблюдателен космически кораб, астробиолозите са изправени пред много по-трудна работа. Те трябва да разработят тестове, които ще им позволят да установят наличието на живот на извънземни микроби от данните на космическите кораби. Те трябва да могат да разпознават изкопаеми следи от миналия извънземен живот. Те трябва да могат да определят дали атмосферата на далечни планети, обикалящи други звезди, съдържат показателните следи от непознати форми на живот. Те се нуждаят от начини да извлекат присъствието на живота от знанията за неговите свойства. Определението за живота би им казало какви са тези свойства и как да ги търсят. Това е първата от поредица от две части, която изследва как нашата концепция за живота влияе върху търсенето на извънземен живот.
Какво е това, което разделя живите същества? От векове философи и учени търсят отговор. Философът Аристотел (384-322 г. пр.н.е.) посветил много усилия на дисектиране на животни и изучаване на живи същества. Предполагаше, че имат отличителни специални възможности, които ги разделят на неща, които не са живи. Вдъхновен от механичните изобретения на своето време, ренесансовият философ Рене Декарт (1596-1650) вярва, че живите същества са като машини за часовници, техните специални възможности произтичат от начина, по който са организирани техните части.
През 1944 г. пише физикът Ервин Шрьодингер (1887-1961) Какво е живот? В него той предложи основните феномени на живота, включително дори как родителите предават своите черти на своето потомство, да бъдат разбрани чрез изучаване на физиката и химията на живите същества. Книгата на Шрьодингер беше вдъхновение за науката за молекулярната биология.
Живите организми са изградени от големи сложни молекули с гръбнак на свързани въглеродни атоми. Молекулярните биолози бяха в състояние да обяснят много от функциите на живота по отношение на тези органични молекули и химичните реакции, които претърпяват при разтварянето им в течна вода. През 1955 г. Джеймс Уотсън и Франсис Крик откриват структурата на дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК) и показват как би могло да бъде склад на наследствена информация, предавана от родител на потомство.
Въпреки че цялото това изследване и теоретизиране значително увеличи нашето разбиране за живота, то не даде задоволително определение на живота; определение, което ще ни позволи надеждно да разграничим живите неща от нещата. През 2012 г. философът Едуард Махери твърди, че измислянето на едно определение за живота е едновременно невъзможно и безсмислено. Астробиолозите се справят с най-добрите възможности с частични дефиниции и с изключения. Търсенето им се обуславя от познанията ни за специфичните особености на живота на Земята; единственият живот, който познаваме в момента.
Тук на Земята живите същества се отличават по своя химичен състав. Освен въглерод, елементите водород, азот, кислород, фосфор и сяра са особено важни за големите органични молекули, които съставляват земния живот. Водата е необходим разтворител. Тъй като не знаем със сигурност какво друго е възможно, търсенето на извънземен живот обикновено предполага, че химичният му състав ще бъде подобен на този на живота на Земята.
Възползвайки се от това предположение, астробиолозите отдават голям приоритет на търсенето на вода на други небесни тела. Доказателства за космически кораби са доказали, че някога Марс е имал тела на течна вода на повърхността си. Определянето на историята и обхвата на тази вода е централна цел на проучването на Марс. Астробиолозите са развълнувани от доказателства за подземни океани на водата на Луната Европа на Юпитер, лунния Ентулад на Сатурн и може би на други луни или планети джуджета. Но докато наличието на течна вода предполага условия, подходящи за живот, подобен на Земята, това не доказва, че такъв живот съществува или изобщо е съществувал.
Органичните химикали са необходими за живота, подобен на Земята, но що се отнася до водата, тяхното присъствие не доказва съществуването на живот, тъй като органичните материали могат да се образуват и чрез небиологични процеси. През 1976 г. двамата викинги на НАСА бяха първият космически кораб, който направи напълно успешни кацания на Марс. Те носеха инструмент; наречен газов хроматограф-мас спектрометър, който тества почвата за органични молекули.
Дори и без живот учените очакваха да намерят малко органични материали в марсианската почва. Органичните материали, образувани от небиологични процеси, се намират в въглеродни метеорити и някои от тези метеорити трябва да са паднали на Марс. Те бяха изненадани, че изобщо не намериха нищо. По онова време неуспехът в намирането на органични молекули се счита за основен удар върху възможността за живот на Марс.
През 2008 г. кацателят на НАСА Феникс откри обяснение защо Викинг не открива органични молекули. Ако се установи, че марсианската почва съдържа перхлорати. Съдържащи кислород и хлор, перхлоратите са окислители, които могат да разграждат органичния материал. Докато перхлоратите и органичните молекули биха могли да съществуват в марсианската почва, учените определиха, че нагряването на почвата за анализа на Викинг би причинило перхлоратите да унищожат всеки органичен материал, който се съдържа. В крайна сметка марсианската почва може да съдържа органични материали.
На информационен брифинг през декември 2014 г. НАСА обяви, че инструмент, пренесен на борда на марсохода на Curiosity, е успял да открие прости органични молекули на Марс за първи път. Изследователите смятат, че е възможно откритите молекули да са продукти на разпадане на по-сложни органични молекули, които са били разградени от перхлорати по време на процеса на анализ.
Химическият състав на земния живот също ръководи търсенето на следи от живот в марсиански метеорити. През 1996 г. екип от изследователи, ръководен от Дейвид Маккай от Космическия център на Джонсън в Хюстън, съобщава доказателства, че марсиански метеорит, открит в Алън Хилс в Антарктида през 1984 г., съдържа химически и физически доказателства за миналия марсиански живот.
Оттогава има подобни твърдения за други марсиански метеорити. Но са предложени небиологични обяснения за много от констатациите, а цялата тема остана въвлечена в противоречия. Метеоритите досега не са давали вида доказателства, необходими за доказване на съществуването на извънземен живот извън разумното съмнение.
Следвайки Аристотел, повечето учени предпочитат да определят живота по отношение на неговите възможности, а не по неговия състав. Във втория транш ще проучим как нашето разбиране за жизнените способности е повлияло на търсенето на извънземен живот.
Референции и допълнително четене:
Н. Аткинсън (2009) Перхлорати и водни грижи за потенциално обитаема среда на Марс, списание Space.
S. A. Benner (2010), Определяне на живота, Астробиология, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), Защо спрях да се притеснявам за дефиницията на живота… и защо също така трябва, Синтез, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), Защита на определенията на живота, Астробиология, 15 (1), публикувани онлайн преди публикуването.
T. Reyes (2014) Любопитният ровър на НАСА открива метан, органични вещества на Марс, космическо списание.
С. Тирард, М. Моранж и А. Ласкано, (2010), Определението на живота: кратка история на неуловимо научно начинание, Астробиология, 10(10):1003-1009.
Намериха ли местните жители на Марс Викинг строителни блокове? Липсващото парче вдъхновява нов поглед към пъзела. Science Daily Featured Research 5 септември 2010 г.
Роувърът на НАСА намира активна и древна органична химия на Марс, лаборатория за реактивни двигатели, Калифорнийския технологичен институт, News, 16 декември 2014 г.
Европа: Съставки за живота? Национална аеронавтика и космическа администрация.
