בניית רוברים שיכולים לאתר DNA ורצף DNA על עולמות אחרים

Pin
Send
Share
Send

בשנת 2015, המדען הראשי של נאס"א דאז, אלן סטופן, הצהיר כי "אני מאמין שעומדים בפנינו אינדיקציות חזקות לחיים שמעבר לכדור הארץ בעשור הקרוב והוכחות מוחלטות בעשר עד 20 השנים הבאות." עם משימות מרובות שתוכננו לחפש עדויות על חיים (עבר והווה) במאדים ובמערכת השמש החיצונית, זה כמעט ולא נראה כמו הערכה לא מציאותית.

אך כמובן, מציאת עדויות לחיים אינה משימה קלה. בנוסף לחששות מהזיהום, יש גם את הסכנות והמפגעים הנובעים מפעילות בסביבות קיצוניות - אשר בהחלט מחפשים חיים במערכת השמש בהחלט יהיו כרוכים בכך. כל החששות הללו הועלו בכנס FISO חדש שכותרתו "לקראת רצף למצב איתור חיים", בהנחיית כריסטופר קאר מ- MIT.

קאר הוא מדען מחקר עם המחלקה למדעי כדור הארץ, האטמוספירה והכוכבים של MIT (MIT) ועמית מחקר עם המחלקה לביולוגיה מולקולרית בבית החולים הכללי במסצ'וסטס. במשך כמעט 20 שנה הוא הקדיש את עצמו לחקר החיים ולחיפושם אחר כוכבי לכת אחרים. מכאן שהוא גם החוקר הראשי במדע (PI) של כלי חיפוש גנים חוץ-ארציים (SETG).

בראשותו של ד"ר מריה ט. צובר - הפרופסור לג'יספיסה א '. גריוווולד ב- MIT וראש EAPS - הקבוצה הבין-תחומית העומדת מאחורי SETG כוללת חוקרים ומדענים מ- MIT, קלטק, אוניברסיטת בראון, ארוורד וקלרמונט ביוסולוציות. עם תמיכה של נאס"א, צוות SETG פעל למען פיתוח מערכת שיכולה לבדוק לכל החיים במקום.

קאר הציג את החיפוש אחר חיים מחוץ לארץ ותיאר את הגישה הבסיסית באופן הבא:

"יכולנו לחפש חיים כפי שאיננו יודעים זאת. אבל אני חושב שחשוב להתחיל מהחיים כפי ש אנו יודעים זאת - כדי לחלץ גם מאפייני חיים וגם תכונות חיים, ולשקול האם עלינו לחפש חיים כפי שאנו מכירים אותם, בהקשר של חיפוש אחר חיים מעבר לכדור הארץ. "

לשם כך, צוות SETG מבקש למנף את ההתפתחויות האחרונות בבדיקות ביולוגיות במקום כדי ליצור מכשיר שיכול לשמש משימות רובוטיות. פיתוחים אלה כוללים יצירה של מכשירי בדיקת DNA / RNA ניידים כמו MinION, כמו גם תחקיר Biomolecule Sequencer. זה בוצע על ידי האסטרונאוט קייט רובין בשנת 2016, זה היה רצף ה- DNA הראשון שאי פעם התרחש על סיפון תחנת החלל הבינלאומית.

על בסיס אלה ותוכנית ה- Genes in Space הקרובה - שתאפשר לצוותי ISS לבצע רצף ולחקר דגימות DNA באתר - צוות SETG מחפש ליצור מכשיר שיכול לבודד, לאתר ולסווג כל אורגניזמים מבוססי DNA או RNA. בסביבות חוץ-יבשתיות. בתהליך זה יאפשר למדענים לבדוק את ההשערה כי החיים במאדים ובמקומות אחרים במערכת השמש (אם הם קיימים) קשורים לחיים על כדור הארץ.

כדי לפרק את ההשערה זו זוהי תיאוריה מקובלת לפיה סינתזה של אורגנים מורכבים - הכוללת נוקלאובאזים ומבשרי ריבוז - התרחשה בתחילת ההיסטוריה של מערכת השמש והתרחשה בתוך ערפילית השמש ממנה נוצרו כוכבי הלכת כולם. ייתכן שאורגני אורגניים אלה הועברו על ידי שביטים ומטאוריטים לאזורים מרובים שניתן להתיישב בהם בתקופת ההפצצה המאוחרת.

תיאוריה זו, המכונה ליטופנסרמיה, היא פיתול קל ברעיון שהחיים מופצים ברחבי הקוסמוס על ידי שביטים, אסטרואידים ופלנטואידים (aka. Panspermia). במקרה של כדור הארץ ומאדים, הראיות לכך שהחיים עשויים להיות קשורים מבוססות בחלקן על דגימות מטאוריט שידוע כי הגיעו לכדור הארץ מכוכב הלכת האדום. אלה היו בעצמם תוצר של אסטרואידים מכים את מאדים ובועטים בשיטה שבסופו של דבר נתפס על ידי כדור הארץ.

על ידי חקירת מיקומים כמו מאדים, אירופה ואנצ'אלדוס, מדענים יוכלו גם לעסוק בגישה ישירה יותר בכל מה שקשור לחיפוש חיים. כפי שהסביר קאר:

"יש כמה גישות עיקריות. אנו יכולים לנקוט בגישה עקיפה, תוך התבוננות בכמה מהאקסופלאנטים שזוהו לאחרונה. והתקווה היא שעם טלסקופ החלל ג'יימס ווב וטלסקופים קרקעיים אחרים וטלסקופים מבוססי חלל, נהיה בעמדה להתחיל לדמיין את אטמוספריות של Exoplanets בפירוט הרבה יותר מאשר אפיון של אותם Exoplanets [אפשרה ] עד היום. וזה ייתן לנו high-end, זה ייתן את היכולת להסתכל על הרבה עולמות פוטנציאליים שונים. אבל זה לא הולך לאפשר לנו לנסוע לשם. ויהיו לנו רק ראיות עקיפות דרך, למשל, ספקטרום אטמוספרי. "

מאדים, אירופה ואנצ'אלדוס מציגים הזדמנות ישירה למצוא חיים מכיוון שכולם הראו תנאים שהם (או היו) המסייעים לחיים. בעוד שישנן עדויות רבות לכך שמאדים היו בעבר מים נוזלים על פני השטח, אירופה ואנצ'אלדוס שניהם בעלי אוקיינוסים מתחת לפני השטח והראו עדויות לכך שהם פעילים גיאולוגית. לפיכך, כל משימה לעולמות אלה תוטל לחפש במקומות הנכונים כדי לאתר עדויות לחיים.

על מאדים, מציינת קאר, זה יסתכל במבט במקומות בהם יש מחזור מים, וכנראה שיש בהם קצת משחק פונקציה:

"אני חושב שההיתרון הטוב ביותר שלנו הוא לגשת אל פני השטח. וזה קשה מאוד. עלינו לקדוח, או לגשת לאזורים אחרים מתחת להישג קרינת החלל שעלולים להרוס חומר אורגני. ואחת האפשרויות היא ללכת למכתשי השפעה טריים. מכתשי השפעה אלו עלולים לחשוף חומר שלא עבר עיבוד קרינה. ואולי אזור שאליו נרצה להגיע יהיה איפשהו שמכתש השפעה טרי יכול להתחבר לרשת תת-קרקעית עמוקה יותר - שם נוכל לקבל גישה לחומר שאולי יוצא מתחת לפני השטח. אני חושב שזה כנראה ההימור הטוב ביותר שלנו למציאת חיים על מאדים כיום כרגע. ומקום אחד שנוכל להסתכל בו יהיה בתוך מערות; לדוגמה, צינור לבה או מערכת מערות מסוג אחר שיכולה להציע מיגון קרינת UV ואולי גם לספק גישה מסוימת לאזורים עמוקים יותר במשטח המאדים. "

באשר ל"עולמות אוקיינוס ​​"כמו אנצ'לדוס, חיפוש אחר סימני חיים עשוי ככל הנראה לחקור סביב אזור הקוטב הדרומי שבו נצפו ונחקרו כמויות מים גבוהות בעבר. באירופה זה ככל הנראה כרוך בחיפוש אחר "אזורי כאוס", המקומות שבהם יתקיימו אינטראקציות בין קרח השטח לאוקיאנוס הפנימי.

בחינת סביבות אלה מציגה באופן טבעי כמה אתגרים הנדסיים רציניים. בתור התחלה, זה ידרוש את ההגנות הפלנטאריות הנרחבות כדי להבטיח מניעה של זיהום. הגנות אלה היו נחוצות גם כדי להבטיח הימנעות מחיובי שווא. אין דבר גרוע יותר מאשר לגלות זן של DNA על גוף אסטרונומי אחר, רק כדי להבין שמדובר למעשה בפתית עור שנפלה לסורק לפני ההשקה!

ואז יש את הקשיים הנובעים מהפעלת משימה רובוטית בסביבה קיצונית. במאדים יש תמיד נושא קרינת השמש וסופות אבק. אבל באירופה, ישנה הסכנה הנוספת הנשקפת מהסביבה המגנטית העזה של צדק. בחינת פלומות מים המגיעות מאנסדלדוס היא גם מאתגרת מאוד עבור מסלול אשר קרוב לוודאי יעבור על פני כדור הארץ באותה תקופה.

אך בהינתן הפוטנציאל לפריצות דרך מדעיות, משימה כזו, כדאי בהחלט את הכאבים והכאבים. לא זו בלבד שהיא תאפשר לאסטרונומים לבדוק תיאוריות לגבי התפתחות וחלוקת החיים במערכת השמש שלנו, היא גם יכולה להקל על פיתוח טכנולוגיות חיוניות לחקר החלל ולהביא לכמה יישומים מסחריים רציניים.

במבט לעתיד, ההתקדמות בביולוגיה סינתטית צפויה להביא לטיפולים חדשים במחלות וליכולת להדפיס רקמות ביולוגיות תלת מימדיות (המכונה "הדפסת ביו"). זה גם יעזור להבטיח את בריאות האדם במרחב על ידי התייחסות לאובדן צפיפות העצם, ניוון שרירים ופגיעה בתפקוד האיברים והתפקוד החיסוני. ואז יש את היכולת לגדל אורגניזמים שתוכננו במיוחד לחיים בכוכבי לכת אחרים (אתה יכול להגיד טרור פורמינג?)

נוסף על כל אלה, היכולת לערוך חיפושים באתרם אחר חיים בכוכבי לכת סולאריים אחרים מציגה בפני המדענים את האפשרות לענות על שאלה בוערת, שאלה שנאבקו בה במשך עשרות שנים. בקיצור, האם החיים מבוססי הפחמן הם אוניברסליים? עד כה, כל הניסיונות לענות על שאלה זו היו תיאורטיים ברובם והיו מעורבים ב"זן הפירות התלוי והנמוך "- שם חיפשנו סימני חיים כפי שאנו מכירים אותה, תוך שימוש בעיקר בשיטות עקיפות.

על ידי מציאת דוגמאות המגיעות מסביבות שאינן כדור הארץ, אנו ננקוט בצעדים מכריעים לקראת הכנת עצמנו לסוגי "מפגשים קרובים" שיכולים להתרחש בהמשך הדרך.

Pin
Send
Share
Send