Kuvan luotto: NASA
Asiat näyttävät alkavan yksinkertaiselta, sitten muuttuvat monimutkaisemmiksi. Elämä on sellaista. Ja ehkä tämä käsitys ei missään nimessä ole oikeampaa kuin silloin, kun tutkimme elämän alkuperää. Suorittuivatko varhaisimmat yksisoluiset elämänmuodot orgaanisista molekyyleistä täällä maan päällä? Vai onko mahdollista, että - kuten voikukka, joka itiöi keväällä ruohoa -, kosmiset tuulet kantavat eläviä asioita maailmalta maailmaan juurtuakseen ja kukoistaakseen? Ja jos näin on, kuinka tarkalleen tällaista ”dia-sporaa” esiintyy?
450 vuotta ennen yhteistä aikakautta, kreikkalainen filosofia Anaxagoras Joniasta ehdotti, että kaikki elävät asiat johdettiin tietyistä kaikkialle kuuluvista "elämän siemenistä". Tämän päivän käsitys tällaisista ”siemenistä” on paljon hienostuneempaa kuin mitä Anaxagoras voisi mahdollisesti kuvitella - rajoittuneena hän oli yksinkertaisiin havainnointiin elävistä asioista, kuten orastava kasvi ja kukkiva puu, indeksoiva ja sumiseva hyönteinen, lopullinen eläin tai kävelevä ihminen; älä myöskään mainitse luonnonilmiöitä, kuten ääni, tuuli, sateenkaarit, maanjäristykset, pimennykset, aurinko ja kuu. Yllättävän uudenaikainen ajattelussa Anaxagoras pystyi vain arvaamaan yksityiskohdista…
Noin 2300 sataa vuotta myöhemmin - 1830-luvulla - ruotsalainen kemisti Jackob Berzelius vahvisti, että hiiliyhdisteitä löytyi tietyistä taivaasta pudonneista meteoriiteista. Berzelius itse kuitenkin katsoi, että nämä karbonaatit olivat saastuneita itse maasta - mutta hänen löytönsä auttoi teorioita, joita myöhemmät ajattelijat, mukaan lukien lääkäri H.E. Richter ja fyysikko lordi Kelvin.
Panspermia sai ensimmäisen todellisen hoidonsa Hermann von Helmholtziltä vuonna 1879, mutta se oli toinen ruotsalainen kemisti - 1903 Nobel-palkinnon voittanut Svante Arrhenius -, joka popularisoi avaruudesta peräisin olevan elämän käsitettä vuonna 1908. Ehkä yllättävää, että tämä teoria perustui ajatukseen, että säteilypaine auringosta - ja muista tähtiistä - “puhalsi” mikrobien kaltaisiksi kuin pienet aurinkopurjeet - eikä seurauksena hiiliyhdisteiden löytämisestä kivistä meteoriitista.
Teorian, että yksinkertaiset elämänmuodot kulkevat ejekta-tilassa muista maailmoista? upotettu kallioon, jota on räjäytetty planeettapinnoista suurten esineiden vaikutuksesta - on ”litopanspermian” perusta. Tällä hypoteesilla on lukuisia etuja - yksinkertaisia, kestäviä elämänmuotoja löytyy usein mineraaliesiintymistä maan päällä kieltämällä kielet. Maailmat - kuten oma tai Mars - räjähtävät toisinaan asteroideilta ja komeetoilta, jotka ovat riittävän suuria heittämään kallioita pakojen nopeuden ylittävillä nopeuksilla. Kiviaineksen mineraalit voivat suojata mikrobit iskuilta ja säteilyltä (liittyy iskulaitteisiin) sekä kovalta auringon säteilyltä, kun kiviset meteorit liikkuvat avaruudessa. Vaikeimmilla elämänmuodoilla on myös kyky selviytyä kylmässä tyhjiössä menemällä staasiin - vähentämällä kemialliset vuorovaikutukset nollaan pitäen samalla yllä biologista rakennetta riittävän hyvin sulaakseen ja moninkertaistua myöhemmin suolaisissa ympäristöissä.
Itse asiassa useita esimerkkejä tällaisesta ejekta-aineesta on nyt saatavana maan päällä tieteellistä analyysiä varten. Kivikiviset meteorit voivat sisältää joitain erittäin hienostuneita orgaanisten materiaalien muotoja (hiilihapollisia chritriittejä on löydetty sisältävän amino- ja karboksyylihapot). Erityisesti fossiilitut jäännökset Marsista - vaikka niille on tehty erilaisia ei-orgaanisia tulkintoja - ovat NASA: n kaltaisten instituutioiden hallussa. ”Lithopanspermian” teoria ja käytäntö näyttävät erittäin lupaavilta - vaikka sellainen teoria voi selittää vain mistä elämän yksinkertaisimmat muodot ovat peräisin - eikä siitä, miten se alkaa syntyä.
Kosmologit Fred C. Adams Michiganin yliopiston teoreettisen fysiikan keskuksesta ja David Spergel Princetonin yliopiston astrofysiikan laitokselta julkaisivat 29. huhtikuuta 2005 julkaistussa artikkelissa ”Lithopanspermia tähtien muodostuneissa klustereissa” keskustelun hiilihappokondriitin jakautumisen todennäköisyydestä. mikrobi-elämästä varhaisissa tähtiklustereissa. Duon mukaan "biologisen materiaalin leviämismahdollisuudet järjestelmästä toiseen ovat parantuneet huomattavasti ... johtuen järjestelmien läheisyydestä ja alhaisista suhteellisista nopeuksista".
Kirjailijoiden mukaan aikaisemmissa tutkimuksissa on tutkittu todennäköisyyttä, että elollisilla kivillä (joiden paino on tyypillisesti yli 10 kg) on merkitystä elämän leviämisessä eristyneissä planeettajärjestelmissä ja ne ovat todenneet, että sekä meteroidien että biologisen siirtymisen todennäköisyys on erittäin suuri matala." Kuitenkin "siirtokertoimet lisääntyvät tungosta ympäristöissä" ja "Koska planeetan muodostumisen aikakaava ja aika, jonka nuorten tähtien odotetaan elävän syntymäklustereissa, ovat suunnilleen vertailukelpoisia, noin 10 - 30 miljoonaa vuotta, planeetan muodostumisen jätteillä on hyvät mahdollisuudet siirtyä aurinkokunnasta toiseen. ”
Viime kädessä Fred ja David päättelevät, että “nuoret tähtiklusterit tarjoavat tehokkaan tavan siirtää kivinen materiaali aurinkokunnasta aurinkokuntaan. Jos jokin synnynnäisten aggregaattien järjestelmä tukee elämää, niin monet muut klusterin järjestelmät voivat vangita elämää kantavat kivet. ”
Tämän päätelmän saavuttamiseksi duo suoritti ”sarjan numeerisia laskelmia arvioimaan kivien poistumisnopeuksien jakautumista” koon ja massan perusteella. He tarkastelivat myös aikaisten tähtiä muodostavien ryhmien ja klustereiden dynamiikkaa. Tämä oli välttämätöntä naapurijärjestelmien planeettojen kallion talteenottoasteen määrittämisessä. Lopuksi heidän oli tehtävä tiettyjä oletuksia elämään kapseloitujen materiaalien tiheydestä ja niihin upotettujen elämänmuotojen säilyvyydestä. Kaikki tämä johti tunteeseen, että "onnistunut lithopanspermiatapahtumien lukumäärä klusteria kohden".
Perustuen menetelmiin, joita käytettiin tämän johtopäätöksen tekemiseen, ja ajatellen vain aurinkokunnan nykyisiä etäisyyksiä, duo arvioi todennäköisyyden siitä, että Maa on vienyt elämän muihin järjestelmiin. Yli ikäisenä maapallolla (noin 4,0 Byr) Fred ja David arvioivat, että maapallo on heittänyt noin 40 miljardia henkeä kantavaa kiviä. Arvioidusta 10 biokivistä vuodessa lähes yksi (0,9) laskeutuu planeetalle, joka soveltuu jatkokasvuun ja lisääntymiseen.
Useimmilla kosmologeilla on taipumus käsitellä "kovan tieteen kysymyksiä" koko maailmankaikkeuden alkuperästä. Fred sanoo, että "eksobiologia on luonnostaan mielenkiintoista" hänelle ja että hän ja "David olivat kesäopiskelijoita yhdessä New Yorkissa vuonna 1981", jossa he työskentelivät "planeettaympäristöön ja ilmastoon liittyvissä asioissa, aiheissa, jotka ovat lähellä eksobiologian kysymyksiä". Fred sanoo myös, että hän "viettää terveen osan tutkimusajasta ongelmiin, jotka liittyvät tähti- ja planeettamuodostukseen". Fred tunnustaa Daavidin erityisen roolin ajatellessaan ideaa tutkia panspermia klustereissa; kun puhuimme siitä, kävi selväksi, että meillä oli kaikki palapelin palat. Meidän piti vain koota heidät yhteen. ”
Tämä monitieteinen lähestymistapa kosmologiaan ja eksobiologiaan johti myös Frediin ja Davidiin tarkastelemaan klustereiden välistä litopanspermiakysymystä. Uudelleen käyttämällä menetelmiä, jotka on kehitetty tutkimaan elämän leviämistä klustereissa ja joita on myöhemmin sovellettu elämän viemiseen maasta itse muille kuin aurinkojärjestelmän planeetoille, Fred ja David pystyivät päättelemään, että ”nuori klusteri tarttuu todennäköisemmin elämää ulkopuolelta kuin itsensä syntymistä. " Ja "Kun siemen on kylvetty, klusteri tarjoaa tehokkaan vahvistusmekanismin tartuttamaan muita jäseniä" itse klusteriin.
Viime kädessä Fred ja David eivät kuitenkaan pysty vastaamaan kysymykseen siitä, missä ja missä olosuhteissa elämän ensimmäiset siemenet syntyivät. Itse asiassa he ovat valmiita myöntämään, että "jos spontaani elämän alkuperä olisi riittävän yleinen, elämän läsnäolon selittämiseksi ei tarvitsisi mitään Panspermia-mekanismia".
Mutta Fredin ja Davidin mukaan, kun elämä saa jalansijan jossain, se onnistuu kiertämään melko kätevästi.
Kirjoittaja Jeff Barbour
