Ako môžu astrobiológovia nájsť mimozemský život? V každodennom živote zvyčajne nemáme problém povedať, že pes alebo ružová kefa je živá vec a nie je to skala. V klimatickej scéne filmu „Europa Report“ môžeme na prvý pohľad povedať, že tvor s mnohými chápadlami objavený ako plávajúce v oceáne Jupiterovho mesiaca je Európa živá, komplikovaná a dosť inteligentná.
Pokiaľ však niečo okolo plavákov, prechádzok, plaziacich sa alebo plaziacich sa za kamerami sledovanej kozmickej lode nepláva, astronómovia čelia oveľa tvrdšej práci. Musia navrhnúť testy, ktoré im umožnia odvodiť prítomnosť cudzích mikrobiálnych životov z údajov kozmických lodí. Musia byť schopní rozoznať fosílne stopy minulého mimozemského života. Musia byť schopní určiť, či atmosféra vzdialených planét obiehajúcich iné hviezdy obsahuje stopy po neznámych formách života. Potrebujú spôsoby, ako odvodiť prítomnosť života zo znalosti jeho vlastností. Definícia života by im povedala, aké sú tieto vlastnosti a ako ich hľadať. Toto je prvá zo série dvoch častí, ktorá skúma, ako naša koncepcia života ovplyvňuje hľadanie mimozemského života.
Čo odlišuje živé veci? Po stáročia hľadali filozofi a vedci odpoveď. Filozof Aristoteles (384-322 pnl) venoval veľké úsilie pitave zvierat a štúdiu živých vecí. Predpokladal, že majú výrazné špeciálne schopnosti, ktoré ich odlišujú od vecí, ktoré nežijú. Renesančný filozof René Descartes (1596 - 1650), inšpirovaný mechanickými vynálezmi svojej doby, veril, že živé veci sú ako strojčeky s hodinami, ich špeciálne kapacity vyplývajú z organizácie ich častí.
V roku 1944 napísal fyzik Erwin Schrödinger (1887-1961) Čo je život? V ňom navrhol, aby základné fenomény života vrátane toho, ako rodičia prenášajú svoje vlastnosti na svojich potomkov, bolo možné pochopiť štúdiom fyziky a chémie živých vecí. Schrödingerova kniha bola inšpiráciou pre vedu molekulárnej biológie.
Živé organizmy sú vyrobené z veľkých komplikovaných molekúl so základnými reťazcami spojených atómov uhlíka. Molekulárni biológovia boli schopní vysvetliť veľa funkcií života z hľadiska týchto organických molekúl a chemických reakcií, ktorým prechádzajú, keď sú rozpustené v kvapalnej vode. V roku 1955 James Watson a Francis Crick objavili štruktúru kyseliny deoxyribonukleovej (DNA) a ukázali, ako by to mohol byť sklad dedičných informácií prenášaných z rodiča na potomka.
Aj keď celý tento výskum a teoretizácia výrazne zlepšili naše chápanie života, neprinieslo uspokojivú definíciu života; definícia, ktorá by nám umožnila spoľahlivo odlíšiť živé veci od vecí, ktoré nie sú. V roku 2012 filozof Edouard Mahery tvrdil, že prísť s jednotnou definíciou života je nemožné a zbytočné. Astrobiológovia sa snažia čo najlepšie dosiahnuť definície, ktoré sú čiastočné a ktoré majú výnimky. Ich hľadanie je podmienené našimi znalosťami o špecifických vlastnostiach života na Zemi; jediný život, ktorý poznáme.
Tu na Zemi, živé veci sa vyznačujú chemickým zložením. Okrem uhlíka sú pre veľké organické molekuly, ktoré tvoria suchozemský život, obzvlášť dôležité prvky vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra. Voda je nevyhnutné rozpúšťadlo. Pretože nevieme s istotou, čo iné by bolo možné, hľadanie mimozemského života zvyčajne predpokladá, že jeho chemické zloženie bude podobné zloženiu života na Zemi.
Pri použití tohto predpokladu astrobiológovia prikladajú veľkú dôležitosť hľadaniu vody v iných nebeských telách. Dôkazy kozmickej lode dokázali, že Mars mal na svojom povrchu raz tekuté vody. Určenie histórie a rozsahu tejto vody je ústredným cieľom prieskumu na Marse. Astrobiológovia sú nadšení dôkazmi o podpovrchových oceánoch na Jupiterovom mesiaci Europa, na Saturnovom mesiaci Enceladus a možno aj na ďalších mesiacoch alebo trpasličích planétach. Hoci prítomnosť tekutej vody naznačuje podmienky vhodné pre život podobný Zemi, nedokazuje to, že takýto život existuje alebo kedy existoval.
Organické chemikálie sú nevyhnutné pre život podobný Zemi, ale pokiaľ ide o vodu, ich prítomnosť nedokazuje, že život existuje, pretože organické materiály sa môžu vytvárať aj nebiologickými procesmi. V roku 1976 boli dve pristátie Vikingov NASA prvou kozmickou loďou, ktorá uskutočnila úplne úspešné pristátie na Marse. Nosili nástroj; nazýva sa plynový chromatograf - hmotnostný spektrometer, ktorý testoval pôdu na prítomnosť organických molekúl.
Vedci očakávali, že dokonca aj bez života nájdu niektoré organické materiály na marťanskej pôde. Organické materiály tvorené nebiologickými procesmi sa nachádzajú v uhlíkatých meteoritoch a niektoré z týchto meteoritov mali dopadnúť na Mars. Prekvapilo ich, že vôbec nič nenachádzajú. V tom čase sa neschopnosť nájsť organické molekuly považovala za veľkú ranu možnosti života na Marse.
V roku 2008 objavil Phoenix lander agentúry NASA vysvetlenie, prečo Viking nezistil organické molekuly. Ak sa zistí, že marťanská pôda obsahuje chloristany. Chloráty obsahujúce kyslík a chlór sú oxidačné činidlá, ktoré môžu rozložiť organický materiál. Kým chloridy a organické molekuly by mohli existovať súčasne v marťanskej pôde, vedci zistili, že zahriatie pôdy pre Vikingovu analýzu by spôsobilo, že chloristany zničia všetok organický materiál, ktorý obsahuje. Koniec koncov, marťanská pôda môže obsahovať organické materiály.
NASA na tlačovom briefingu v decembri 2014 oznámila, že nástroju, ktorý sa nachádzal na palube vozítka Kuriosity Mars, sa po prvýkrát podarilo odhaliť jednoduché organické molekuly na Marse. Vedci sa domnievajú, že je možné, že detekovanými molekulami môžu byť produkty rozkladu zložitejších organických molekúl, ktoré sa počas procesu analýzy rozkladajú perchloráty.
Chemické zloženie pozemského života viedlo tiež k hľadaniu stôp života na marťanských meteoritoch. V roku 1996 tím vyšetrovateľov vedený Davidom McKayom z Johnsonovho vesmírneho centra v Houstone informoval o tom, že marťanský meteorit nájdený v Alan Hills v Antarktíde v roku 1984 obsahoval chemické a fyzikálne dôkazy o minulom marťanskom živote.
Odvtedy existujú podobné tvrdenia o iných marťanských meteoritoch. Boli však navrhnuté nebiologické vysvetlenia mnohých zistení a celý predmet ostal kontroverzný. Meteority doteraz nepriniesli také dôkazy, ktoré by bez akýchkoľvek pochybností dokázali existenciu mimozemského života.
Podľa Aristotela väčšina vedcov uprednostňuje definovať život skôr z hľadiska svojich kapacít ako zloženia. V druhej splátke preskúmame, ako naše porozumenie životných kapacít ovplyvnilo hľadanie mimozemského života.
Referencie a ďalšie čítanie:
N. Atkinson (2009) chloristany a voda vytvárajú potenciálne obývateľné prostredie na Marse, Space Magazine.
S. A. Benner (2010), Definovanie života, astrobiológie, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), prečo som sa prestal báť definície života ... a prečo by ste mali tiež Synthese, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), Obrana definícií života, astrobiológie, 15 (1) zverejnené online pred uverejnením.
T. Reyes (2014), NASA's Curiosity Rover detekuje metán, Organics on Mars, Space Magazine.
S. Tirard, M. Morange a A. Lazcano, (2010), Definícia života: Stručná história nepolapiteľného vedeckého úsilia, astrobiológie, 10(10):1003-1009.
Našli vikingovia z Viking Mars stavebné kamene? Chýbajúci kúsok inšpiruje nový pohľad na puzzle. Najlepší vedecký denný výskum 5. septembra 2010
NASA rover nájde aktívnu a starú organickú chémiu na Marse, laboratórium Jet Propulsion, California Institute of Technology, News, 16. decembra 2014.
Europa: Ingredients for Life ?, Národná správa pre letectvo a vesmír.
