Źródło zdjęcia: NASA
Wydaje się, że sprawy zaczynają się proste, a potem stają się bardziej złożone. Takie jest życie. I może nigdzie nie jest to bardziej prawdziwe niż w przypadku badania źródeł życia. Czy najwcześniejsze jednokomórkowe formy życia zlewały się z cząsteczkami organicznymi na Ziemi? Czy też jest możliwe, że - podobnie jak mlecze unoszące zarodniki nad wiosenną trawą - kosmiczne wiatry przenoszą żywe istoty ze świata do świata, aby zakorzenić się i rozkwitnąć? A jeśli tak jest, to w jaki sposób dokładnie występuje taka „dia-spora”?
450 lat przed epoką powszechną grecki filozof Anaksagoras z Ionii zaproponował, aby wszystkie żywe istoty wyrastały z pewnych wszechobecnych „nasion życia”. Dzisiejsze pojęcie takich „nasion” jest znacznie bardziej wyrafinowane niż wszystko, co Anaxagoras mógł sobie wyobrazić - ograniczone, ponieważ ograniczał się do prostych obserwacji żywych rzeczy, takich jak pączkująca roślina i kwitnące drzewo, pełzający i brzęczący owad, lopujące zwierzę lub chodzący człowiek; nie wspominając o zjawiskach naturalnych, takich jak dźwięk, wiatr, tęcze, trzęsienia ziemi, zaćmienia, słońce i księżyc. Zaskakująco nowoczesny, Anaxagoras mógł tylko zgadywać co do szczegółów…
Około 2300 setek lat później - w latach trzydziestych XIX wieku - szwedzki chemik J? Ns Jackob Berzelius potwierdził, że związki węgla znaleziono w niektórych meteorytach „spadających z niebios”. Sam Berzelius utrzymywał jednak, że węglany te są zanieczyszczeniami pochodzącymi z samej Ziemi - ale jego odkrycie przyczyniło się do teorii wysuniętych przez późniejszych myślicieli, w tym lekarza H.E. Richter i fizyk Lord Kelvin.
Panspermia została po raz pierwszy potraktowana przez Hermanna von Helmholtza w 1879 r., Ale to inny szwedzki chemik - zdobywca Nagrody Nobla z 1903 r. Svante Arrhenius - spopularyzował koncepcję życia wywodzącą się z kosmosu w 1908 r. Być może, co zaskakujące, teoria ta opierała się na założeniu, że ciśnienie promieniowania ze Słońca - i innych gwiazd - „wysadziło” drobnoustroje o małych żaglach słonecznych - a nie w wyniku znalezienia związków węgla w kamienistym meteorycie.
Teoria, że proste formy życia podróżują ejecta z innych światów? osadzone w skale piaskowanej z powierzchni planet przez uderzenie dużych obiektów - jest podstawą „litopanspermii”. Hipoteza ta ma wiele zalet - proste, odporne formy życia często znajdują się w złożach mineralnych na Ziemi w zabraniających miejscach. Światy - takie jak nasz własny lub Mars - są czasami niszczone przez asteroidy i komety wystarczająco duże, aby ciskać skałami z prędkościami przekraczającymi prędkości ucieczki. Minerały w skałach mogą chronić drobnoustroje przed wstrząsami i promieniowaniem (związanym z kraterami uderzeniowymi), a także twardym promieniowaniem słonecznym podczas przemieszczania się kamiennych meteorów w kosmosie. Najtrudniejsze formy życia mają również zdolność przetrwania w zimnej próżni, przechodząc w zastój - redukując interakcje chemiczne do zera, zachowując strukturę biologiczną na tyle dobrze, aby później rozmrozić i rozmnażać się w bardziej zdrowych warunkach.
W rzeczywistości kilka przykładów takich wyrzutów jest obecnie dostępnych na Ziemi do analiz naukowych. Kamienne meteory mogą zawierać bardzo wyrafinowane formy materiałów organicznych (znaleziono chondryty węglowe, które obejmują kwasy aminowe i karboksylowe). Zwłaszcza skamieniałe pozostałości z Marsa - choć podlegają różnym nieekologicznym interpretacjom - są w posiadaniu instytucji takich jak NASA. Teoria i praktyka „litopanspermii” wygląda bardzo obiecująco - chociaż taka teoria może jedynie wyjaśnić, skąd biorą się najprostsze formy życia - a nie, skąd się wzięła.
W artykule zatytułowanym „Lithopanspermia in Star Forming Clusters” opublikowanym 29 kwietnia 2005 r. Kosmolodzy Fred C. Adams z Centrum Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Michigan i David Spergel z Wydziału Nauk Astrofizycznych Uniwersytetu Princeton dyskutują o prawdopodobieństwie rozmieszczenia chondrytu węglowego życia drobnoustrojów we wczesnych gromadach gwiazdowych. Według duetu „szanse na rozprzestrzenienie się materiału biologicznego z jednego systemu do drugiego są znacznie zwiększone… ze względu na bliskość systemów i niskie prędkości względne”.
Według autorów we wcześniejszych badaniach analizowano prawdopodobieństwo, że skały nośne (zwykle o masie przekraczającej 10 kg) odgrywają rolę w rozprzestrzenianiu się życia w odizolowanych układach planetarnych i stwierdzono, że „szanse zarówno na transfer meteroidów, jak i biologicznych są niezwykle duże Niska." Jednak „szanse transferu wzrosną w bardziej zatłoczonych środowiskach” oraz „Ponieważ skala czasowa formowania się planet i czas, w którym młode gwiazdy będą żyć w gromadach porodowych, są z grubsza porównywalne, około 10-30 milionów lat, szczątki z formowania się planet mają duża szansa na przeniesienie z jednego układu słonecznego do drugiego. ”
Ostatecznie Fred i David stwierdzili, że „młode gromady gwiazd zapewniają skuteczny sposób przenoszenia materiału skalistego z Układu Słonecznego do Układu Słonecznego. Jeśli jakikolwiek system w agregacie porodowym podtrzymuje życie, wówczas wiele innych systemów w gromadzie może przechwytywać skały niosące życie ”.
Aby dojść do tego wniosku, duet wykonał „serię obliczeń numerycznych w celu oszacowania rozkładu prędkości wyrzutu skał” na podstawie wielkości i masy. Rozważali także dynamikę wczesnych grup gwiazdotwórczych i gromad. Było to niezbędne, aby pomóc w określeniu szybkości wychwytywania skał przez planety w sąsiednich systemach. Wreszcie musieli przyjąć pewne założenia dotyczące częstotliwości materiałów zamkniętych w życiu i przeżywalności form życia w nich osadzonych. Wszystko to doprowadziło do poczucia „oczekiwanej liczby udanych zdarzeń litopanspermii na klaster”.
Na podstawie metod zastosowanych do osiągnięcia tego wniosku i myślenia wyłącznie w kategoriach obecnych odległości między układami słonecznymi, duet oszacował prawdopodobieństwo, że Ziemia wyeksportowała życie do innych układów. W epoce życia na Ziemi (około 4,0 Byr) Fred i David szacują, że Ziemia zrzuciła około 40 miliardów kamieni nośnych. Z około 10 bio-kamieni rocznie prawie 1 (0,9) wyląduje na planecie odpowiedniej do dalszego wzrostu i proliferacji.
Większość kosmologów ma tendencję do zajmowania się „twardymi naukami” dotyczącymi pochodzenia wszechświata jako całości. Fred mówi, że „egzobiologia jest z natury interesująca” i że on i „David byli razem letnimi studentami w Nowym Jorku w 1981 r.”, Gdzie pracowali nad „kwestiami związanymi z atmosferą i klimatem planet, kwestiami zbliżonymi do kwestii egzobiologii”. Fred mówi również, że „spędza zdrową część czasu na badaniach nad problemami związanymi z powstawaniem gwiazd i planet”. Fred uznaje szczególną rolę Davida w myśleniu „nad pomysłem patrzenia na panspermię w klastrach; kiedy o tym rozmawialiśmy, stało się jasne, że mamy wszystkie elementy układanki. Musieliśmy je tylko złożyć ”.
To interdyscyplinarne podejście do kosmologii i egzobiologii skłoniło Freda i Davida do zastanowienia się nad kwestią litopanspermii między samymi skupiskami. Ponownie wykorzystując metody opracowane w celu zbadania rozprzestrzeniania się życia w gromadach, a następnie zastosowane do eksportu życia z samej Ziemi na inne planety Układu Słonecznego, Fred i David mogli dojść do wniosku, że „młode gromady są bardziej prawdopodobne, aby uchwycić życie z zewnątrz niż spontaniczne powstawanie życia. ” I „Po zaszczepieniu klaster zapewnia skuteczny mechanizm amplifikacji do infekowania innych członków” w obrębie samego klastra.
Ostatecznie jednak Fred i David nie mogą odpowiedzieć na pytanie, gdzie i na jakich warunkach powstały pierwsze nasiona życia. W rzeczywistości są gotowi przyznać, że „gdyby spontaniczne pochodzenie życia było wystarczająco powszechne, żaden mechanizm panspermii nie byłby potrzebny do wyjaśnienia obecności życia”.
Ale według Freda i Davida, kiedy życie gdzieś się znajdzie, udaje mu się dość swobodnie poruszać.
Wpisany przez Jeff Barbour
