Εάν τα φαινόμενα του Star Trek, της περιοχής 51, των αρχαίων αλλοδαπών ή του πολέμου των κόσμων μπορούν να ληφθούν ως ανθρωπολογικές ενδείξεις, η ανθρωπότητα καταναλώνεται με περιέργεια για τη δυνατότητα της ζωής πέρα από τη Γη. Κάνουν κάποιο από τα 4.437 νεοανακαλυφθέντα εξωηλιακά πλανήτες που περιέχουν ίχνη ζωής; Τι θα μοιάζουν με αυτές τις μορφές ζωής; Πώς θα λειτουργούσαν; Αν ήρθαν στη Γη, θα μοιραζόμασταν με το ET - ωραίες αγκαλιές ή θα ήταν η επίσκεψη να είναι πιο στυλ Battle Los Angeles ;
Η ζωή έξω από τη Γη έχει προκαλέσει ατελείωτο ενδιαφέρον, αλλά φαίνεται ότι το δημόσιο συμφέρον μοιάζει με το πώς η ζωή στη Γη ξεκίνησε πριν από 3 έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Αλλά τα δύο θέματα, όπως φαίνεται, θα μπορούσαν να είναι πιο συνδεδεμένα από ό, τι θα πίστευε - στην πραγματικότητα, είναι δυνατόν η ζωή στη Γη να ξεκίνησε πραγματικά έξω από τη Γη, στον Άρη.
Στη φετινή διάσκεψη Goldschmidt στη Φλωρεντία, ο Steve Benner, μοριακός βιοφυσικός και βιοχημικός στο Ίδρυμα Εφαρμοσμένης Μοριακής Εξέλιξης, θα παρουσιάσει αυτήν την ιδέα σε ένα κοινό γεωλόγων. Γνωρίζει πολύ καλά ότι το μισό δωμάτιο θα είναι αντίθετα με την ιδέα του. «Οι άνθρωποι πιθανότατα θα ρίξουν τα πράγματα», γελάει, υπαινιγμένος σε συνείδηση του πώς εξω-του-κόσμου οι ιδέες του ακούγονται. Αλλά υπάρχει επιστημονική βάση για τον ισχυρισμό του (PDF), ένας λογικός λόγος για τον οποίο η ζωή ίσως άρχισε πραγματικά στον Άρη.
Η επιστήμη κατέχει μια σειρά από παράδοξα: Εάν υπάρχει ένας άπειρος αριθμός αστεριών στον ουρανό, γιατί είναι ο σκοτεινός νυχτερινός ουρανός; Πώς μπορεί το φως να λειτουργεί τόσο ως σωματίδιο όσο και ως κύμα; Εάν οι Γάλλοι τρώνε τόσο πολύ τυρί και βούτυρο, γιατί είναι τόσο χαμηλή η εμφάνιση στεφανιαίας νόσου στη χώρα τους; Η προέλευση της ζωής δεν είναι διαφορετική. και αυτοί υπαγορεύονται από δύο παράδοξα: το παράδοξο πίσσας και το παράδοξο του νερού. Και οι δύο, σύμφωνα με τον Benner, δυσκολεύουν να εξηγήσουν τη δημιουργία της ζωής στη Γη. Αλλά και οι δύο, σημειώνει επίσης, μπορούν να λυθούν με τη δημιουργία της ζωής στον Άρη.
Το πρώτο, το παράδοξο πίσσας, είναι αρκετά απλό για να καταλάβει. "Εάν βάζετε ενέργεια σε οργανικό υλικό, μετατρέπεται σε άσφαλτο, όχι στη ζωή", εξηγεί ο Benner. Χωρίς πρόσβαση στη δαρβινική εξέλιξη - δηλαδή, χωρίς τα οργανικά μόρια να έχουν την ευκαιρία να αναπαράγουν και να δημιουργούν απογόνους οι οποίοι, οι ίδιοι, οι μεταλλάξεις και όλοι, είναι αναπαραγώγιμες - οργανικές ουσίες που λούζονται στην ενέργεια (από το φως του ήλιου ή από τη γεωθερμική θερμότητα). Η πρώιμη Γη ήταν γεμάτη οργανικά υλικά-αλυσίδες άνθρακα, υδρογόνου και αζώτου που πιστεύεται ότι είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής. Με δεδομένο το παράδοξο πίσσας, αυτά τα οργανικά υλικά θα έπρεπε να έχουν μετατραπεί σε άσφαλτο. "Το ερώτημα είναι πώς είναι δυνατόν τα οργανικά υλικά της πρώιμης Γης να καταφέρουν να πηδήξουν από την ασφάλτινη μοίρα τους σε κάτι που είχε πρόσβαση στη δαρβινική εξέλιξη; Επειδή κάποτε αυτό συμβαίνει - κατά πάσα πιθανότητα - βρίσκεστε στις φυλές και στη συνέχεια μπορείτε να διαχειριστείτε το περιβάλλον που θέλετε ", εξηγεί ο Benner.
Το δεύτερο παράδοξο είναι το λεγόμενο παράδοξο νερού. Το παράδοξο του νερού δηλώνει ότι ακόμα κι αν η ζωή χρειάζεται νερό, αν το οργανικό υλικό μπορεί να ξεφύγει από την ασφάλτινη μοίρα του και να κινηθεί προς τη δαρβινική εξέλιξη, δεν μπορείτε να συναρμολογήσετε τα απαραίτητα δομικά στοιχεία σε μια πλημμύρα νερού. Τα δομικά στοιχεία της ζωής ξεκινούν με τα γενετικά πολυμερή - το γνωστό DNA του παίκτη και το λιγότερο διάσημο, αλλά πολύ έξυπνο φίλο του RNA. Οι ειδικοί συμφωνούν ότι το RNA ήταν πιθανόν το πρώτο γενετικό πολυμερές, εν μέρει επειδή στον σύγχρονο κόσμο, το RNA διαδραματίζει έναν τόσο σημαντικό ρόλο στην παρασκευή άλλων οργανικών ενώσεων. "Το RNA είναι το κλειδί για το ριβόσωμα, το οποίο είναι αυτό που κάνει τις πρωτεΐνες. Δεν υπάρχει σχεδόν καμία αμφιβολία ότι το RNA, το οποίο είναι ένα μόριο που εμπλέκεται στην κατάλυση, προέκυψε πριν από την εμφάνιση πρωτεϊνών », εξηγεί ο Benner. Η δυσκολία είναι ότι για το RNA να συγκεντρωθεί σε μακριούς κλάδους - κάτι που είναι απαραίτητο για τη γενετική - δεν μπορεί να γίνει η συναρμολόγηση στο νερό . "Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι το νερό είναι απαραίτητο για τη ζωή. Πολύ λίγοι άνθρωποι καταλαβαίνουν πόσο διαβρωτικό νερό είναι ", λέει ο Benner. Για το RNA, το νερό είναι εξαιρετικά διαβρωτικό - οι δεσμοί δεν μπορούν να γίνουν μέσα στο νερό, αποτρέποντας το σχηματισμό μακροχρόνιων κλώνων.
Ωστόσο, ο Benner λέει ότι αυτά τα παράδοξα μπορούν να επιλυθούν με τη βοήθεια δύο πολύ σημαντικών ομάδων ορυκτών. Τα πρώτα είναι τα βορικά άλατα. Τα ανόργανα άλατα με βορικά άλατα, τα οποία περιέχουν το στοιχείο βόριο, εμποδίζουν τα δομικά στοιχεία της ζωής να μετατραπούν σε πίσσα εάν ενσωματωθούν σε οργανικές ενώσεις. Το βόριο, ως στοιχείο, αναζητά ηλεκτρόνια για να γίνει σταθερό. Βρίσκει αυτά σε οξυγόνο και μαζί το οξυγόνο και το βόριο σχηματίζουν το ανόργανο βορικό άλας. Αλλά αν το οξυγόνο βόριο βρίσκει είναι ήδη συνδεδεμένο με υδατάνθρακες, οι υδατάνθρακες που συνδέονται με το βόριο σχηματίζουν ένα σύνθετο οργανικό μόριο διακεκομμένο με βορικό άλας που είναι λιγότερο ανθεκτικό στην αποσύνθεση.
Κρύσταλλοι Borax, οι οποίοι περιέχουν το στοιχείο βόριο. Φωτογραφία μέσω της Wikipedia.
Η δεύτερη ομάδα ορυκτών που μπαίνουν στο παιχνίδι περιλαμβάνουν αυτές που περιέχουν μολυβδαινικό, μια ένωση που αποτελείται από μολυβδαίνιο και οξυγόνο. Το μολυβδαίνιο, πιο διάσημο για τη συνωμοτική σχέση του με τον Οδηγό του Νταγκλάς Άνταμς για τον Γαλαξία σε σχέση με τις άλλες ιδιότητές του, είναι κρίσιμο επειδή παίρνει τους υδατάνθρακες οι οποίοι βορικά σταθεροποιούνται, συνδέονται με αυτούς και καταλύουν μια αντίδραση που τους αναδιατάσσει σε ριβόζη: το R σε RNA.
Αυτό μας φέρνει -όμως κυκλικά-πίσω στον Άρη. Τόσο το βορικό όσο και το μολυβδαινικό είναι σπάνιο και θα ήταν ιδιαίτερα σπάνιο στην πρώιμη Γη. Το μολυβδαίνιο στο μολυβδαινικό οξύ είναι οξειδωμένο, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζεται ηλεκτρόνια από οξυγόνο ή άλλα εύκολα διαθέσιμα αρνητικά φορτισμένα ιόντα για να επιτευχθεί σταθερότητα. Αλλά η πρώιμη Γη ήταν υπερβολικά οξυγόνο για να δημιουργήσει εύκολα το μολυβδαινικό. Επιπλέον, επιστρέφοντας στο παράδοξο του νερού, η πρώιμη Γη ήταν κυριολεκτικά ένας κόσμος νερού - με τη γη να αποτελεί μόνο το 2-3% της επιφάνειας. Τα βορικά είναι διαλυτά στο νερό - εάν η πρώιμη Γη ήταν ένας πλημμυρισμένος πλανήτης, όπως πιστεύουν οι επιστήμονες, θα ήταν δύσκολο για ένα ήδη σπάνιο στοιχείο που τώρα διαλύθηκε σε έναν τεράστιο ωκεανό για να βρεθούν εφήμερα οργανικά μόρια για να δεσμευτούν. Επιπλέον, η κατάσταση της Γης ως πλανήτης με νερό καταστέλλει το σχηματισμό του RNA, επειδή αυτή η διαδικασία δεν μπορεί εύκολα να συμβεί στο νερό από μόνος του.
Αυτές οι έννοιες όμως καθίστανται λιγότερο θέμα για τον Άρη. Αν και το νερό ήταν σίγουρα παρόν στον Άρη 3 έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, δεν ήταν ποτέ τόσο άφθονο όσο ήταν στη Γη, δημιουργώντας την πιθανότητα ότι οι έρημοι του Άρη, όπου το βορικό και το μολυβδαινικό θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν, θα μπορούσαν να προωθούσαν το σχηματισμό μεγάλων κλώνων RNA . Επιπλέον, πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, η ατμόσφαιρα του Άρη περιείχε πολύ περισσότερο οξυγόνο από ό, τι η Γη. Περαιτέρω, πρόσφατη ανάλυση ενός μετεωρίτη από τον Άρη επιβεβαιώνει ότι το βόριο ήταν κάποτε παρόν στον Άρη.
Και, πιστεύει ο Benner, το μολυβδαινικό ήταν και εκεί. "Μόνο όταν το μολυβδαίνιο γίνεται πολύ οξειδωμένο, είναι ικανό να επηρεάσει πόσο νωρίς σχηματίζεται η ζωή, " εξηγεί ο Benner. "Το μολυβδαινικό δεν θα μπορούσε να ήταν διαθέσιμο στη Γη τη στιγμή που ξεκίνησε η ζωή, γιατί πριν από τρία δισεκατομμύρια χρόνια η επιφάνεια της Γης είχε πολύ μικρό οξυγόνο, αλλά ο Άρης".
Ο Benner πιστεύει ότι αυτοί οι παράγοντες υποδηλώνουν ότι η ζωή προήλθε από τον Άρη, τον πλησιέστερο μας γείτονα στο χώρο, εξοπλισμένο με όλα τα σωστά συστατικά. Αλλά η ζωή δεν διατηρήθηκε εκεί. "Φυσικά ο Άρης στεγνώθηκε. Η διαδικασία της ξήρανσης ήταν πολύ σημαντική για τη ζωή που γεννήθηκε, αλλά δεν στηρίχθηκε », εξηγεί ο Benner. Αντ 'αυτού, ένας μετεωρίτης θα χρειαζόταν να χτυπήσει τον Άρη, προβάλλοντας υλικά στο διάστημα - και τελικά αυτά τα υλικά, συμπεριλαμβανομένων μερικών δομικών λίθων της ζωής, θα μπορούσαν να έχουν φτάσει στη Γη.
Η ξαφνική αλλαγή στο περιβάλλον θα ήταν υπερβολικά σκληρή για τα αρχαία οικοδομικά τετράγωνα που θα επιβιώσουν; Ο Benner δεν το σκέφτεται. "Ας πούμε ότι η ζωή ξεκινάει από τον Άρη και γίνεται πολύ ευτυχισμένη στο περιβάλλον του Άρη, " εξηγεί ο Benner. "Ένας μετεωρίτης έρχεται να χτυπήσει τον Άρη, και ο αντίκτυπος βγάζει βράχια πάνω στα οποία κάθεται ο προκάτοχός σας. Στη συνέχεια, προσγειώνεστε στη Γη και ανακαλύπτετε ότι υπάρχει πολύ νερό που αντιμετωπίζετε ως σπάνιο στοιχείο. Θα βρει το περιβάλλον επαρκές; Εκτιμούσε σίγουρα την ύπαρξη αρκετών υδάτων που δεν έπρεπε να ανησυχούν. "
Έτσι, συγγνώμη Lil Wayne, μοιάζει να είναι καιρός να παραιτηθεί από την απαίτησή σας για το τέταρτο βράχο από τον Ήλιο. Όπως σημειώνει ο Μπρένερ, "Τα στοιχεία μοιάζουν να χτίζουν ότι είμαστε όλοι μάρτυρες".
