יריעות קרח אנטארקטיות. אשראי תמונה: נאס"א לחץ להגדלה
פמלה קונרד, אסטרוביולוגית במעבדת הנעה סילונית של נאס"א, נסעה לקצות כדור הארץ כדי ללמוד את החיים. קונראד הופיעה לאחרונה בסרט התיעודי התלת-ממדי של ג'יימס קמרון "Aliens of the Deep", שם היא וכמה מדענים אחרים חקרו יצורים מוזרים המאכלסים את קרקעית האוקיינוס.
ב- 16 ביוני 2005 הרצאה קונרד הרצאה תחת הכותרת "שנה דו קוטבית: מה שאנחנו יכולים ללמוד על חיפוש חיים בכוכבי לכת אחרים על ידי עבודה במדבריות קרות."
בחלק 1 של התמליל הערוך הזה, קונרד מתאר איזה סוג של סימנים נוכל לחפש כדי לראות אם יש חיים בסביבה זרה.
"בשלוש השנים האחרונות עסקתי בפרויקט עם כמה מעמיתיי שלוקח אותנו למדבריות חמים וקרים. אנו רוצים לצפות בחתימות על החיים, ולראות אם נוכל להבחין בהבדל בין המקומות שבהם החיים נמצאים והמקום בו החיים אינם. הסיבה שאנו הולכים למדבריות היא לקצץ במספר המשתנים המבלבלים שמכניסים כל מיני חיים. בעיקרון, אנחנו לא רוצים לגרד את קקי הכלבים כדי למצוא את החיידקים בעפר.
בשנה האחרונה זכינו לנסוע גם לאזור הארקטי וגם לאנטארקטיקה. אז זו השנה הדו קוטבית שלי, ומה שעשינו שם רלוונטי לחקר החלל מכיוון שכמו מדבר, התנאים על פני כוכבי לכת אחרים קשים מאוד.
אנו מסתכלים על סלעים מכיוון שאם החיים היו וכבר נעלמו - במילים אחרות, הם מתים, או שהם כל כך מתים עד שהם מאובנים ושונו - אתה יכול למצוא את זה ברשומת הרוק.
כדי לאתר חיים בכל מקום, אתה צריך להיות מסוגל לחקור את הסביבה ולמצוא רמזים מדידים. אם זה לא משהו שאתה יכול להגדיר במונחים מדידים, זה לא מדע. אז בהגדרה, אנחנו די בחוץ בקור, כביכול.
אחד האתגרים הוא לבחון מונחים מדידים שבאמצעותם תוכלו להגדיר את החיים. התנאים צריכים להיות אוניברסליים מספיק כדי לא לפספס חיים בכוכב אחר, אם זה לא היה דומה לחיים שיש לנו כאן. יש לנו ערכת מדגם של אחת: הביוספרה על כדור הארץ. אנו מנסים להשתמש בידע שיש לנו על החיים כאן בכדי לבוא במונחים אלו, וכך אנו מנסים לחשוב על החיים במונחים התיאוריים הכלליים ביותר שאנחנו יכולים.
אנו מחפשים את החיים במקומות הניתנים למגורים; מקומות המסוגלים לתמוך בחיים. אולם קשה להגדיר את יכולת ההרגלים, מכיוון שיש לנו רק מושג מעורפל לגבי מה שהופך סביבה למגורים. בנאס"א אנחנו מאוד גדולים בחיפוש אחר מים כאחד ההיבטים של ההרגל.
מים חשובים לחיים במדבר כמו שהם. אחרי שלג רענן, כאשר הסלעים מתחממים וממיסים את הקרח, רואים פריחת ציאנובקטריה על פני הסלע. עם זאת הם מסוגלים לשמור על קיום מינימלי כאשר אין הרבה משקעים.
אחת הסיבות למטבוליזם צריכה להאט בחורף באנטארקטיקה היא מכיוון שהמים נמצאים בשלב מוצק והם אינם נגישים. דברים חיים יכולים להשתמש רק בקרח כשהוא נמס והופך לממיס טוב. השימוש בקרח זה כמו שימוש במינרל בשלב הגבישים - כשהוא נמצא בצורה המוצקה, עליכם להשתמש באנרגיה כדי לפזר את הקשרים האלה כדי לעשות איתה משהו. יש באנטארקטיקה אורגניזמים שיש בהם סוגים של פרודות נגד נוזלים לרדיאטור, דגים שיש בהם מולקולות הנקראות גליקופרוטאינים. כאשר נוצר גביש קרח בדגים, המולקולה תופסת את גביש הקרח כשהוא מתחיל לצמוח, ולא נותנת לו לצמוח בכיוון בו הוא גדל בצורה הכי אנרגטית. מכיוון שהוא אינו יכול לגדול, גביש הקרח מוותר על רוח הרפאים והופך חזרה למים.
מלבד מים, אנו חושבים כי סוגים מסוימים של יסודות כימיים חשובים לחיים במקומות אחרים. החיים על כדור הארץ עשויים מפחמן ומימן וזרחן ועוד כמה דברים חשובים ואנחנו זקוקים לחמצן באוויר. אבל יש חיידקים בכדור הארץ שנושמים מתכת, ולא אכפת להם מחמצן.
כך שההתנהלות באמת ראויה למגורים בעיני המתבונן. כשאתה מגדיר את זה, אתה צריך לחשוב על מערך המונחים הרחב ביותר שאתה יכול כדי להקיף כל סוג של חיים שאתה יכול לדמיין. ההערכה האולטימטיבית אם מקום ראוי למגורים היא כמובן לבדוק אם הוא מיושב.
אתה שואל קבוצה אחת של שאלות אם אתה רוצה לדעת, "האם אוכל להקים כאן משק בית?" אתה יכול לשאול קבוצה נוספת של שאלות אם אתה רוצה לדעת, "האם מישהו בבית?" אבל בלב הכל, בין אם תרצו לגור שם או סתם לראות אם מישהו בבית, אתה צריך לדעת משהו על השכונה. אתה עדיין צריך לעשות את כל הניסויים המספרים לך על התכונות הגיאופיזיות, המינרלוגיות והאווירה של כדור הארץ. אם אתה מחפש חיים, אתה צריך להיות מושג לגבי סוג הדברים שאתה מנסה לתמוך בסביבה ההיא.
המים התפוצצו לפני כחמישה מיליון שנה, מסדרת שברים הידועים בשם Cerberus Fossae, ונפלו בשיטפון קטסטרופלי, התאספו בשטח של 800 x 900 ק"מ והיו בתחילה עומק של 45 מטר בממוצע. לחץ על התמונה לתצוגה גדולה יותר. קרדיט: ESA / Mars Express
אז מה יהווה הוכחה? אם אתה רוצה לומר שמשהו הוכח, אתה צריך להשיג רמה מסוימת של קונצנזוס בקהילה המדעית, אחרת בני גילך יקרעו אותך לחתיכות קטנות בספרות. כמובן, לעולם אין הסכמה מוחלטת: זו הסיבה שאנו המדענים הנבזים נלחמים זה בזה בלי סוף. אבל עלינו לפחות לבוא עם מונחים. אנו יכולים להסכים או לא להסכים זה עם זה, אבל עלינו להסכים על התנאים והמדידות.
אז איזה סוג של מדידות נוכל לבצע אם היינו מחפשים חיים? האם כוכב לכת נראה אחרת אם החיים היו שם? לדוגמה, אם אתה נכנס למטבח שלי אחרי שאכלתי, אתה עלול לראות צלחת או פירור. זה הרמז שהייתי שם. יש גם רמזים ברמה הפלנטרית. סמן ביולוגי - רמז שאומר שהחיים היו שם - יכול להיות כל דבר שהופק על ידי החיים. הרמז יכול להיות כימי, מכיוון שכימיקלים כוללים הכל. אני שק של כימיקלים, בדיוק כמו שהפודיום הזה הוא שק של כימיקלים. רק אילו כימיקלים יש, ובאיזו פרופורציה זה לזה, ואיך הם מסודרים בתלת מימד, זה מה שמבדיל אותי מזה. זו דרך פשוטה להבחין בקטגוריות של דברים.
כיריות היא גם סמן ביולוגי. המשמעות של כיראליות היא שכמה מולקולות הן תמונות ראי זו של זו, והמולקולות החיות נוטות להיות מסירות מסוימות. כשמדובר בחומצות אמינו, שהן מרכיביהן של החלבונים המרכיבים חיים, דברים חיים אוהבים להשתמש בצורה שמאלית. וכשמדובר בסוכרים, דברים חיים אוהבים להשתמש בטופס הימני. ישנם חריגים לאלה, אך זהו מקרה כללי.
איזוטופים יכולים גם להיות סמן ביולוגי. חלק מהמולקולות מגיעות בטעמים איזוטופיים שונים, כאשר חלקן מעט כבדות יותר מאחרות. דברים חיים כמו הזן הקל יותר, כנראה בגלל שהוא פחות יקר לעבד אנרגטית.
פולימרים מורכבים גם יכולים להיות סמנים ביולוגיים. כמובן, פלסטיק הוא פולימר מורכב. שוב, הכנו את הפלסטיק. אז כל ההבחנה הזו בין טבעית ללא טבעית - אם בני האדם יצליחו, היא עדיין ביוגנית. אז חשבו על זה. המכונית שלי היא ביו-חתימה. איזה סוג, אני לא בטוח.
אם אתה מתכוון להגדיר את החיים במונחים ניתנים למדידה, אני רוצה לשמור עליהם ממש פשוטים. אתה יכול להגדיר את החיים ממה הם עשויים, או שאתה יכול להגדיר את החיים לפי מה שהם עושים. אני רוצה להגדיר את החיים ממה הם עשויים, מכיוון שברגע שאתה אומר את המילה "עושה" אתה מדבר על תהליך. תהליך הוא דבר שקורה בזמן. אז אתה צריך להבין מה צריך להיות שיעור הדגימה. באיזו תדירות עליך להסתכל, וכמה זמן צריך לקחת את כל הניסוי? תהליך קצת יותר בעייתי מכיוון שהוא לוקח זמן, ואתם עשויים לטעות באיזו תדירות לחפש, או כמה זמן עליכם לחפש.
תהליכים - יצירת דברים, העתקה או התפתחות - יכולים להתרחש על פני זמן שונה. אז אם אתה מסתכל רק על תהליכים, ויש לך שניים שהם שונים בהרבה במדדי הזמן שלהם, לא תוכל לעשות את אותו הניסוי כדי להסתכל על שניהם. אז אני אוהב להסתכל על החיים מבחינת מה שהם. שלא לומר שלא יכולנו להוסיף קצת דברים מבוססי תהליכים, אבל כשמסתכלים על החיים הם פשוטים ומהירים. זו כימיה ייחודית, סוג של כימיקלים פרופורציונליים, מסודרים בדרך כלשהי, וה"סודר בדרך כלשהי "זה מה שאני מכנה מבנה.
אם הייתי מחפש חיים בכוכב אחר או בירח אחר, הייתי מחפש מקומות שבהם כימיה מעניינת יכולה לקרות, כך שהאבולוציה האולטימטיבית של הכימיה ההיא יכולה ליצור מערכת חיה. הייתי חושב על מקומות כמו אירופה, שיש בהם אוקיינוס מתחת לקרח. הייתי חושב על מקומות אחרים שבהם קרח קיים, כמו שביטים. הייתי חושב על טיטאן, הירח של סטורן. הייתי חושב על כל אותם מקומות שבהם מתרחשת כימיה מעניינת, מכיוון שכימיה חכמה. אתה יכול להשיג כל מיני מולקולות מעניינות.
המקור המקורי: אסטרוביולוגיה של נאס"א
