Rover Curiosity je pred kratkim na Marsu odkril metan, kar lahko kaže na prisotnost življenjskih oblik tam. Ali to pomeni, da smo na robu odkrivanja življenja na Marsu? Profesor biologije in genetike Gary Ravkan želi iskati DNK na Marsu. Privlači ga misel, da je življenje, kot ga poznamo, univerzalno po vsej Mlečni poti.
Že skoraj sedem let je NASA-in rover Curiosity raziskal površino Marsa. Pred dvema tednoma je naredil osupljivo odkritje z razmeroma velikimi koncentracijami plina metana. Rover je tudi leta 2013 zaznal metan, vendar se je koncentracija, zabeležena v tem mesecu - približno 21 milijard delcev - potrojila. Razlog, da je to sporočilo postalo velika novica v znanstveni skupnosti, je zato, ker je metan pogosto znak življenja; Kljub temu, da je ta plin lahko posledica različnih kemičnih reakcij, ga velik del proizvajajo žive stvari. Ali to pomeni, da smo na robu odkrivanja življenja na Marsu in če je tako, kakšno življenje bi to lahko bilo?
Da bi razpravljal o teh vprašanjih, sem se po telefonu pogovarjal z Garyjem Ruvkunom, molekularnim biologom in profesorjem genetike na Harvard University School of Medicine. Ravkan, kot sam priznava, zavzema nenavadno stališče do vprašanja izvora življenja in možnosti odkrivanja znakov življenja kjer koli. Skratka, dvomi o običajni trditvi, da je naša življenjska oblika, ki temelji na DNK, nastala na Zemlji. Intervju, ki se je začel s pogovorom o odkritju metana, se je spremenil v razpravo o tem, zakaj želi na Mars poslati napravo, imenovano sekvencer DNK. (NASA je po našem pogovoru sporočila, da se je koncentracija metana spustila na normalno raven, zaradi česar so znanstveniki še bolj zmedeni.) Med pogovorom, ki smo ga zaradi jasnosti uredili in skrajšali,Razpravljali smo tudi o tem, kako se znanstvena razprava o izvoru življenja seka z versko razpravo, razlogi, zakaj se lahko usodno zmoti in kaj pomeni izraziti manjšinsko mnenje v znanstveni skupnosti.
Kaj je glavni sklep, ki ste ga naredili iz dejstva zaznavanja metana?
- Iskanje metana je dobra tehnika za posredno iskanje življenja. Težava je v tem, da obstajajo tudi kemične metode za pridobivanje metana. Tega ne moremo imenovati idealnega nadomestka za življenje. Zato so Nasini predlagani poskusi odkrivanja življenja, zlasti v naši dobi eksoplanetov, ko je bilo okoli planetov odkritih toliko planetov, namenjeni spektroskopskim raziskavam njihove atmosfere. To je vedno povezano z uporabo velikih količin kemikalij, kot sta metan in CO2.
Ali menite, da je to najboljši način za to nalogo? Ali menite, da obstaja boljši način za to raziskovanje?
To je edini način, da jih izvajajo v tako odročnih krajih. Moj najljubši način iskanja življenja je letenje na planet in tam iskanje DNK. Iz tega sledi, da je življenje na drugem planetu morda povsem analogno življenju tukaj, vendar večina astrobiologov predstavlja stanje stvari nekoliko drugače.
Kako se vaše stališče do tega vprašanja razlikuje od splošno sprejetega?
Promocijski video:
- Po mojem mnenju je teza, da je tukaj nastalo življenje, nekoliko domnevna. Na podlagi tega se zdi, da smo nekako popolnoma edinstveni in da se je vse zgodilo točno tukaj. Estetsko me privlači misel, da je življenje, kakršno poznamo, univerzalno po vsej Mlečni poti. Zdi se, da se takoj, ko se razvije, začne širiti. In en način, kako to dokazati, je vodenje ure naprej, ne nazaj. Če resnično govorimo o kolonizaciji Marsa, je prvi korak, da tja pošljemo bakterije, da ustvarijo ozračje. Če torej začnete uro za milijon let naprej, bomo verjetno napotili bakterije na različne planete, ki so oddaljene milijon svetlobnih let.
Torej, počakaj, samo želim ga razumeti. Torej pravite, da se vam zdi romantično ali privlačno misliti, da bodo druge življenjske oblike primerljive z nami?
- Da. Dejstvo, da življenje tu ni nastalo. Pravkar je pristala na našem planetu. Da je nastala nekje drugje. In mnogi se zaradi tega pritožujejo. Pravijo: "No, problem nastanka življenja samo prestavite na drug kraj." In tako je tudi.
V svojem e-poštnem sporočilu ste svoje poglede opisali kot "premalo standardno na področju mikrobiologije". In to je deloma posledica dejstva, da želite na Mars poslati sekvence DNK, kajne?
- Tu na Zemlji, če greste nekje do jezera in želite vedeti, kdo tam živi, potem za iskanje odgovora na to vprašanje zdaj uporablja naslednja tehnika: odvzame se umazanija, izvede se analiza DNK in določijo vse genomske spojine znotraj te DNK. Tako dobite dober posnetek, kdo obstaja na tem mestu. Seveda obstaja veliko različnih vrst bakterij, ki živijo na tleh in podobnih snoveh.
In če pogledate v literaturo, obstaja več deset tisoč raziskav, ki temeljijo na tem, in prvič, to je bilo po mojem mnenju pred 20 leti, potem so DNK uporabili kot prstni odtis za odkrivanje obstoječih organizmov. In lahko rečemo: "Na Marsu lahko narediš isto in analiziraš zaporedje DNK." In potem bi vprašali: "No, je kdo tam kot naš bratranec?" Kar najdemo, ne sme biti naš brat. Z nami je lahko povezan z bolj oddaljenimi vezmi kot brat, recimo kot bratranec, kar pomeni, da lahko izvira iz istega življenjskega drevesa. Ko to storite, lahko rečete: "No, življenje na Zemlji in Marsu je podobno, in to je nekako najmanj zanimiva ideja, saj sta Zemlja in Mars zelo blizu." Torej je skoraj očitnoda imajo lahko enako obliko življenja, ker pride do izmenjave. Kaj pa, če obstaja ena in ista življenjska oblika po Mlečni poti?
Kaj bi rekli ljudje, ki so skeptični do vaših misli, kot odgovor na to?
"Rekli bi, da je to neumnost. [Smeh] Ker pravijo: "No, nekje se je moralo začeti, zakaj potem ne mislite, da se je začelo tukaj? Zakaj izpostavljate hipotezo, da smo se lotili življenja in ne postali vir njegovega razvoja? " Ker obstajajo jasni dokazi za razvoj življenja v naših genoma. Temu pravimo svet RNA, ki je bil najzgodnejša oblika življenja in je še vedno prisoten v naših genoma. Tam ga lahko vidimo, zato lahko z eno analizo sodobnih genomov ugotovimo zgodnje faze evolucije. V učbenikih in ortodoksni znanosti je bil svet RNA - nekakšen predhodnik sveta DNK - na Zemlji pred štirimi milijardami let. In predlagal bi, da, ne, verjetno je obstajal pred desetimi milijardami let nekje na drugi strani Mlečne poti in se razširil po celotni galaksiji.
Se izkaže, da za nobeno od hipotez - niti približno štiri milijarde let niti približno deset milijard let - ni znanstvene utemeljitve? Ali to mislite?
- Ne ne ne. Zemlja obstaja že 4,5 milijarde let. In vesolje, vsaj če računate z velikega poka, je staro približno 14 milijard let. Če torej življenje izvira nekje drugje, imate deset milijard let časovne rezerve. A raje bi imel, da je ta rezerva sto milijard let ali tisoč milijard let. Bilo bi veliko lepše.
In zakaj bi bilo tako lepše?
- No, saj imaš tako več časa. Ali vidite, poanta je v tem, da če pogledate zapis fosilov, kje najdete prve dokaze o življenju? Seveda boste našli dokaze za bakterije, kako izgledajo bakterije, čemur pravimo stromatoliti, te zelenkasto-modrikaste bakterije, ki obstajajo v kolonijah. Vsi ti tvorijo dobre fosile in jih je mogoče videti pred 3,5 milijarde let. Se pravi, življenje se je že zelo hitro razvilo po stopnji nastanka precej zapletenih bakterij po ohlajanju Zemlje.
In veste, večina ljudi zunaj znanstvene skupnosti bo rekla: "Ja, bakterije so precej preprosti organizmi." Toda bakterije niso preprosti organizmi. Bakterije so neverjetno zapletene. Bakterije so samoponovljivi roboti, o katerih sanjajo inženirji elektrotehnike. Sami lahko ustvarijo kopijo v 20 minutah s štirimi tisoč deli.
Torej, kakšen zaključek lahko izveste iz vaše zgodbe o bakterijah?
Bili so na neverjetno visoki stopnji evolucije in mislim, da so prišli sem, ko se je Zemlja ohladila in šele začela rasti. Razširili so se po Mlečni poti in morda po celotnem vesolju. Ste na primer slišali za projekt SETI? Iščejo inteligentno življenje?
Da. [Pravzaprav nisem.]
- Praviloma so to matematiki in pričakujejo, da jim bodo pametni v neki drugi galaksiji poslali številko Pi ali, veste, kakšen drug matematični signal. V resnici bodo poslali samo zaporedja DNK.
Se pravi, pravite, da se je življenje tukaj dobilo, kot se je širilo povsod. Torej, če pošljemo DNK sekvence v vesolje in ugotovimo, da se je na podlagi zbranih podatkov vse to razširilo, nato pa letelo na Zemljo in sploh nismo potomci vsega …
- Točno tako.
Torej, drugi ljudje, ki imajo drugačno mnenje o tej zadevi, verjamejo: "Ne, naša oblika življenja je nastala tukaj, druge oblike življenja pa so lahko na drugih planetih in to lahko razumemo zahvaljujoč metanu" ali kaj podobnega ta duh? Zato moramo iskati nekaj takega, kot je metan, saj tako lahko najdemo popolnoma drugačne oblike življenja
- Točno tako. To področje astrobiologije je področje ljudi, ki razmišljajo o življenju na drugih planetih. In verjetno ne vem, da je med tisoč in pet tisoč ljudi, ki se imenujejo astrobiologi, NASA vložila veliko truda v razvoj tega področja. In če bi vprašali tisoč astrobiologov, če verjamejo, da se je življenje širilo ali razvijalo neodvisno, bi rekel, da bi 1% pripravljeno sprejeti idejo o širjenju življenja v obliki, v kateri lahko rečem, da jo promovira.
Torej, če 99% znanstvenikov verjame v globalno segrevanje in nepomembna manjšina pravi, da ni povezana s človeškimi dejavnostmi ali da preprosto ne obstaja, pa naj si, kolikor mogoče, zavrtimo oči in rečemo: "No, to ni zelo nekaj znanstvenega. " Ti ljudje so zobniki v industriji fosilnih goriv in sorodnih področjih. Ste zelo cenjen znanstvenik, ki ne velja za ekscentričnega ekscentra. Imate notranje dvome?
Če bi bil razumen človek, bi verjetno imel prav. (Smeh.) Ampak ne vem, zakaj. Samo smiselno je. Pravzaprav vsak učbenik pravi, da se je življenje na Zemlji zgodilo in to je malo improvizacije - če hočem reči: saj veste, in mi smo prišli sem. Ali razumeš? To na nek način ne prinaša zadovoljstva, saj težavo prenese nekam drugam v drugo sfero. Ali razumeš? A vseeno se je moralo začeti nekje drugje.
Mislim, da imam idejo, da je tako enostavno iti od vrečke s kemikalijami do popolne bakterije in da se to lahko zgodi v nekaj sto milijonih let na Zemlji. Pomembno je tudi razumeti, da je glede na tektoniko plošč na Zemlji naš planet zelo, zelo hitro izbrisan svojo zgodovino, saj se celine premikajo in se Zemljina površina obnavlja. Zelo težko je najti vzorce, stare več kot tri milijarde let. Na Zemlji jih ni veliko. Zato je tukaj najtežje iskati najstarejše fosile. In tu pridemo do ene prednosti Marsa - tektonike plošč ni. Če želite na Marsu iskati neke starodavne fosile, potem v nasprotju z Zemljo ni bilo stalnega pokopavanja preteklosti.
Kakšno odkritje na Marsu lahko kaže na pravilnost ali napačnost vaše teorije?
- No, spet, če bi se tam izvajalo sekvenciranje DNK, kar je zelo občutljiv postopek, kajne? Zato bi na Marsu lahko našli izjemno redke organizme. In če ste jih našli, hkrati odkrili, da ni enostavno, veste, kakšen prhljaj ali akne od nekoga iz montažnega oddelka vesoljskega plovila, da je to nekaj z globokimi koreninami - to je povezano z življenjem na Zemlji, vendar na približno enak način, kot je kenguru žival, a hkrati precej očitno drugačen od vsega, kar ste videli v Starem svetu, potem bi ugotovili, da ste odkrili nekaj novega, kajne? In enako lahko rečemo za bakterije.
Ali če bi ljudje iz projekta SETI nekega dne prejeli signal s štirimi znaki, kot je zaporedje DNK, in ste vzeli kodo za dešifriranje in si rekli: "O moj bog, to je videti kot eden izmed genov, ki ga prepoznamo," bi obstajal dokaz, da bi v genomiki nekje tam na drugem planetu je izmenjava.
Kakšno odkritje bi vas lahko prepričalo, da se motite ali da ni naključje, da ste se znašli v manjšini?
- No, če bi nekdo odkril povsem novo obliko življenja, ki ni bila zgrajena na DNK, mislim, da bi bilo to dobro ovrženje te ideje o Panspermiji.
Zelo kmalu vas bom pustil, a kaj, če življenje vseeno izvira iz nje in se nato širi naprej? Tako smo na Marsu našli nekaj DNK, vendar se je tam končalo, ker se je širilo z Zemlje. Ali je možno?
"Da, vendar nas postavlja v središče vesolja in celotna moč zgodovine je v privlačnosti:" Ne smemo domnevati, da smo središče vsega. Nepomembni smo."
Kaj so tu verski razlogi? Ali v tej razpravi vidite kakšen verski vidik?
- Sem vam poslal povezavo ali vas prosil, da poiščete video? [Ravkan mi je priporočil, naj si ogledam videoposnetek na YouTubu, kjer izraža svoje stališče do "življenja zunaj Zemlje".]
Ja, gledal sem ta video
- V tem videu sem naredil nekaj, česar sem se malo bal: skliceval sem se na čudovit motor ATP sintaze. Je eden izmed najbolj neverjetnih majhnih mehanizmov, ki jih imajo bakterije za pridobivanje energije s črpanjem protonov po membranah. In v bistvu imajo molekulski motor, ki ga vžge, ne vem, s tisoč vrtljaji na minuto ali tako.
Zato privrženci inteligentne teorije - skoraj se bojim, da bi to rekel, ker bi zadnje, kar bi rad, da bi svoje podpornice inteligentne teorije interpretirali javne izjave - uporabili sintezo ATP kot podlago za svojo teorijo.
Kaj je sinteza ATP?
To je majhen rotacijski hidravlični motor, ki s protonskimi črpalkami ustvarja ATP. To je popoln čudež evolucije. Rad bi poudaril, da se mi zdi evolucija, vendar jo religiozni fanatiki uporabljajo za dokazovanje, da evolucija tega ne bi mogla storiti, ker je tako lepo premišljena.
In kako se to nanaša na ti dve teoriji …
"No, obstajajo verski fanatiki, ki sledijo istemu zgledu kot jaz. Ta primer uporabljam, da rečem: "To je vrhunec evolucije." Vidite, pred tremi ali štirimi milijardami let to ni več primitivna oblika življenja. To je visoko razvito življenje. Dosegla je že visoko stopnjo evolucije.
Jasno. In trdijo, da to dokazuje edinstvenost ljudi, ker jih je ustvaril Bog?
- Da. In rečem: "Ne, ker je minilo veliko več časa kot štiri milijarde let."
Glede religiozne razsežnosti sem si mislil nasprotno, da vaša teorija Zemlje ne šteje za središče vsega, zato verski ljudje ne verjamejo vanjo. Stališče drugih znanstvenikov pa je vsaj bližje nekaterim verskim prepričanjem, saj na Zemljo gledajo kot na začetek
- Da. Ne verjamem - no, morda je ortodoksni pogled na izvor življenja na Zemlji zakoreninjen v Adamu in Evi. Ne vem. Morda v vsem življenju nisem imel niti ene religiozne misli.
Šok je. Kako težko je poslati takega sekvence na Mars? In ali se to lahko zgodi v bližnji prihodnosti?
- Nasa nas podpira. Maria Zuber, strastna planetarna znanstvenica, in na tem sem sodelovala skoraj 20 let, NASA pa podpira naše delo. To je tvegano podjetje, v katero so pripravljeni vložiti nekaj denarja, a leta še niso odobrili. Do tega še niso prišli. Po drugi strani pa je pogled na to, kako se NASA organizira, precej zanimiv. Vsakih deset let izvajajo, kot se imenuje desetletna raziskava, ko hodijo in se pogovarjajo s planetarnimi znanstveniki v ZDA, Evropi in svetu ter jih vprašajo: "Kateri projekt je po vašem mnenju najpomembnejši?" Potem se vse to razlije v dokument na 200 straneh, in če pogledate njihove prioritete, kaj je za njih kot vesoljsko organizacijo pomembno,potem je iskanje življenja na drugih planetih prednostna številka ena.
Ali ima v tej razpravi visoka koncentracija metana kakšno vlogo?
"Večina astrobiologov bi rekla:" No, morda so tam bakterije, ki proizvajajo metan. " Te bakterije, ki absorbirajo ogljikov dioksid, uporabljajo vodik iz zemlje in ustvarjajo metan. To je metabolizem. In večina astrobiologov bi rekla: "Mimogrede, metan je lahko povezan z mikrobi." In tako je, da, mislim, da bo večini ljudi všeč ideja o bakterijah, ki proizvajajo metan na Marsu.
In verjetno bodo mnogi od njih rekli: "Da, ideja o povezavi z bakterijami, ki proizvajajo metan na Zemlji, morda ni tako nora."
Torej, povzemamo za jasnost. Iz tega pogovora sem naredil naslednje sklepe: verjamete v teorijo inteligentnega začetka, ne verjamete v globalno segrevanje in se držite norega teorije o življenju na drugih planetih
- Čakaj čakaj. (Smeh.) O ne, ne. Mogoče se bom lahko odpovedal svoji karieri.
Isaac Chotiner