Astrobiologia - badania różne (zbiorczo)

[Orionid]

Oceaniczne światy – gdzie może skrywać się życie?
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 14 WRZEŚNIA 2020

(...) Poniższe nagranie, stworzone przez NASA, prezentuje nasz obecny stan wiedzy na temat miejsc, gdzie możliwe jest powstanie życia. W naszym Układzie Słonecznym na “pierwszy plan” wysuwają się globy takie jak Enceladus, Europa i Tytan.




(...)
https://kosmonauta.net/2020/09/oceaniczne-swiaty-gdzie-moze-skrywac-sie-zycie/

[Orionid]

I nawet pod powierzchnią Księżyca można usiłować poszukiwać przejawów życia.

Could Life Exist Deep Underground on Mars?
Release No.:  2020-25 For Release:  Wednesday, September 23, 2020 - 9:00am

(...) One challenge for researchers was determining the potential for the existence of water where there appears to be none. "Surface water requires an atmosphere to maintain a finite pressure, without which liquid water cannot exist. However, when one moves to deeper regions, the upper layers exert pressure and thus permit the existence of liquid water in principle," said Lingam. "For instance, Mars does not currently have any longstanding bodies of water on its surface, but it is known to have subsurface lakes."

The research analyzes the "thickness" of the subsurface region—where water and life might exist in principle—of the nearby rocky objects, and whether the high pressures therein could rule out life altogether. According to Loeb, the answer is probably not. "Both the Moon and Mars lack an atmosphere that would allow liquid water to exist on their surfaces, but the warmer and pressurized regions under the surface could allow the chemistry of life in liquid water." (...)
https://www.cfa.harvard.edu/news/2020-25

[ekoplaneta]

Przyznam się jak przeczytałem kiedyś że Księżyc miał atmosferę, owszem krótko ale miał to przyszła mi myśl czy woda nie była wówczas na powierzchni. Jeśli była to czy życie się tam nie pojawiło albo nie spadło z Ziemi. Jeśli tak to Księżyc nie musi być martwy na jaki wygląda 

[wini]

Ciekawy reportaż na temat badania jakie przeprowadzono na ISS. Wystawiono kolonie bakterii na działanie próżni i okazało się że część po 3 latach nadal żyła. Bakterie z zewnętrznej części kolonii zginęły chroniąc w ten sposób te wewnątrz. To kolejny element wskazujący że panspermia może być czymś realnym.




Tu chyba to badanie: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.02050/full

[Orionid]

Inteligentne życie i podróże w otoczeniu gazowych gigantów
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 3 STYCZNIA 2021

https://kosmonauta.net/2021/01/inteligentne-zycie-wokol-gazowych-gigantow/

2) 2023 wrz 26 16:30 Kosmonauta.net
Życie na planetach zanika wcześnie?
Między innymi za sprawą kosmicznego obserwatorium Kepler oraz misji TESS, odkrywamy dużą ilość planet pozasłonecznych. Wśród nich znajdują się także małe skaliste obiekty, w tym i takie, które mogą krążyć wewnątrz ekosfery swoich gwiazd. Pojawia się zatem pytanie: jak powszechne może być życie we Wszechświecie, skoro jest już pewne, że planet w ekosferach jest bardzo dużo? Jest możliwe, że życie szybko zanika na planetach...
https://kosmonauta.net/2016/06/zycie-na-planetach-zanika-mlodo/

3) 2023 lis 17 14:30 Kosmonauta.net
Inteligentne życie na księżycach wokół gazowych gigantów
Inteligentne życie na jednym z księżyców gazowych gigantów może mieć dogodne warunki do stawiania pierwszych kroków w załogowych i bezzałogowych lotach – znacznie bardziej niż Ziemianie!
https://kosmonauta.net/2021/01/inteligentne-zycie-wokol-gazowych-gigantow/

[Slavin]

Gryzonie w kosmosie

Tam, gdzie są ludzie, tam są i myszy. Nie inaczej jest w przypadku badań biologicznych w kosmosie. Mus musculus (mysz domowa) jest organizmem powszechnie wykorzystywanym w badaniach biologicznych. Naukowcy wybierają ten gatunek gryzoni ze względu na ich rozmiar, szybki cykl życiowy, niskie koszty, łatwość utrzymania oraz materiał genetyczny podobny do ludzkiego.



Życie myszy w kosmosie w trakcie ich pierwszej misji z 2014 roku. Źródło: NASA.
Uczeni cały czas starają się zrozumieć jak mikrograwitacja czy promieniowanie kosmiczne wpłynie na organizmy astronautów w trakcie długotrwałych misji kosmicznych, np. na Księżyc czy Marsa. W tym celu przeprowadzane są przeróżne badania, nie tylko na Ziemi, z udziałem organizmów podobnych do ludzkich pod względem biologii układów, aby zidentyfikować skutki misji kosmicznych.

Siedlisko gryzoni w przestrzeni kosmicznej
W 2014 roku swój debiut miał system sprzętowy do badań nad gryzoniami, wysłany na ISS w ramach programu Rodent Research (RR). Badania tego projektu skupiały się głównie wokół wpływu mikrograwitacji i przebywania w przestrzeni kosmicznej na różne układy czy mechanizmy w organizmie oraz miały dać nam odpowiedzi na pytania dotyczące ludzkiego życia na Ziemi i w kosmosie. Celem pierwszej misji (RR-1) była ocena czy mikrograwitacja może ujawnić mechanizmy zaniku mięśni szkieletowych, dzięki czemu możliwa byłaby poprawa terapii pacjentów na Ziemi.

Innym celem do realizacji wyznaczonym przez naukowców był test sprzętu, który się powiódł. System składa się z trzech modułów, pierwszy stanowi transporter, w którym myszy zostały przetransportowane na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Po przybyciu do celu gryzonie zostały przeniesione do modułu drugiego będącego siedliskiem, w którym spędziły całą misję. Część trzecia stanowiła jednostkę wykorzystywaną do bezpiecznego przenoszenia zwierząt z transportera do siedliska.



System sprzętowy do badań nad gryzoniami, składający się z trzech modułów: transportowego, pośredniego i siedliska.

Program nie zakończył się tylko na jednej misji. Po zaobserwowaniu, że myszy angażowały się we wszystkie typowe dla ich gatunku aktywności, naukowcy zapragnęli wiedzieć jeszcze więcej. W związku z tym przeprowadzono szereg misji w ramach tego programu, które miały pomóc nam odpowiedzieć na nurtujące nas pytania.

Rodent Research ciąg dalszy
Nic nie stało na przeszkodzie do jak najszybszego rozpoczęcia kolejnych misji i już w 2015 roku wystrzelono na ISS RR-02. Podczas tej misji naukowcy postanowili zbadać wpływ środowiska kosmicznego na układ mięśniowo-szkieletowy oraz neurologiczny, żeby pomóc m.in. opracować nowe metody leczenia zaburzeń związanych z tymi układami.



Anne McClain podczas misji RR-2.

Przeprowadzone badania dawały nadzieję na zbliżenie się do odkryć, które sprawią, że będziemy mogli zapobiegać negatywnym skutkom lotów kosmicznych. Od dawna wiadome jest to, że lepiej jest czemuś zapobiegać niż to leczyć, ale trzeba również wiedzieć, jak coś leczyć. Wiemy już, że przebywanie w przestrzeni kosmicznej, w warunkach mikrograwitacji powoduje osłabienie układu kostno-stawowego i zanik mięśni. Sprawia to, że przestrzeń kosmiczna jest miejscem idealnym do wystawienia wszystkich mięśni na warunki powodujące atrofię (zanik mięśni) w celach badawczych. Nieskorzystanie z możliwości przeprowadzenia eksperymentów w tych warunków byłoby kompletną głupotą ze strony uczonych.

Spowodowało to, że CASIS (Center for the Advancement of Science in Space) w ramach trzeciej już misji RR-3 zawarło współpracę z firmą farmaceutyczną Eli Lilly and Company. Celem współpracy była ocena nowego potencjalnego leczenia zaniku i osłabienia układu mięśniowego. Udało się ocenić zdolności do zapobiegania chorobom u myszy narażonych na długotrwałe przebywanie w przestrzeni kosmicznej.

Naukowcy w dalszym ciągu nie poddają się, szukając odpowiedzi. Kolejne badania opierały się na zidentyfikowaniu kolejnych skutków długotrwałych misji kosmicznych na układ kostny, mięśniowy, krwionośny, pokarmowy, odpornościowy czy nawet nerwowy, w tym narząd wzroku.

Mikrobiom i wzrok w przestrzeni kosmicznej
Zapewne na co dzień nie myślimy o tym, że w naszych organizmach żyją inne – mikroorganizmy, zwane też powszechnie mikrobiomem. Wbrew pozorom musimy pamiętać, że bez nich nasze życie nie wyglądałoby tak samo, ponieważ odgrywają one niesamowicie ważne role w życiu człowieka. Przekraczając granicę ziemskiej atmosfery i wkraczając w przestrzeń kosmiczną, należy pamiętać o tym, że narażamy także naszych małych przyjaciół na odmienne warunki. Podczas misji RR-7 naukowcy postanowili dokładnie się przyjrzeć, jak radzą sobie te mikroorganizmy w warunkach mikrograwitacji oraz jaki wpływ będzie to miało na funkcjonowanie organizmu, w którym się znajdują. Ciężko jest wyobrazić sobie problemy jelitowe, będąc 10 km od domu, a co dopiero na innej planecie.

Patrząc na opisany wyżej problem szybko można zmienić zdanie o powadze sytuacji, bo kolejnym skutkiem, który prawdopodobnie jest dla nas niewyobrażalny, jest to, że podczas długotrwałych misji kosmicznych dochodzi do zaburzeń widzenia. Misja RR-18 zakończona we wrześniu 2022 roku miała za zadanie pomóc w odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób loty kosmiczne wpływają na wzrok. Naukowcy skupili się również na zmianach zachodzących układzie naczyniowym siatkówki. Leczenie takich skutków byłoby marzeniem, ale na razie zostaje nam tylko zapobieganie.

Wyniki badań mają dać nam jaśniejszy obraz tego jak zachodzą te procesy i mechanizmy biologiczne stojące za zmianami, co pomogłoby w opracowaniu środków zaradczych. Przetestowano metaloporfirynę, czyli związek, który może ochronić nas przed nieodwracalnymi defektami obserwowanymi w strukturze i funkcjonowaniu niezwykle ważnego narządu, jakim jest oko.

Wciąż podróże na inne planety czy ciała niebieskie bez żadnych skutków ubocznych zostają tylko marzeniem, ale zawsze pozostaje nam nadzieja na przełom w nauce. Taką nadzieję dają nam gryzonie.





https://www.issnationallab.org/publication-highlights-results-from-first-rodent-research-mission/

https://www.nasa.gov/ames/rodent-research

https://www.nasa.gov/feature/ames/studying-behavior-in-space-shows-mice-adapt-to-microgravity

[Slavin]

Egzoplanety „Hycean” mogą nie być w stanie podtrzymać życia.

Czy życie poza Ziemią istnieje? Od wielu lat astrobiolodzy szukają odpowiedzi na to pytanie. Wspaniałym uczuciem byłoby usłyszeć w telewizji czy radiu informację o tym, że badacze odkryli organizm żywy gdzieś poza Ziemią. Na razie można co najwyżej spodziewać się informacji, że odnaleziono związek organiczny bądź planetę, na której prawdopodobnie mogłaby znajdować się woda potrzebna do powstania i podtrzymania życia w formie, jaką znamy.

Do niedawna sądzono, że planety typu „Hycean”, które posiadają atmosferę bogatą w wodór oraz powierzchnię pokrytą oceanem wody (skąd pochodzi nazwa tego typu planet: „Hydrogen-Ocean”) mogłyby potencjalnie być światami podtrzymującymi życie.

Z jakiego powodu sądzono, że na tych egzoplanetach mogłoby występować życie?

Nie od dziś wiadomo, że woda jest niezbędna życiu. Prawdopodobnie także to w niej powstało życie na Ziemi. Obecność rozległych oceanów na tego typu planetach jest jednym z powodów, dla których naukowcy postanowili przyjrzeć się im bliżej. Jednakże to nie jedyna przyczyna. Posiadają one również gęstą atmosferę wodorową. Ten czynnik sprawia zaś, że planety są w stanie utrzymać te oceany. Ponadto znana jest grupa mikroorganizmów, które są w stanie przeżyć, a nawet rozwijać się, w środowiskach bogatych w wodór na Ziemi. Wszystko to może wskazywać na to, że na tych egzoplanetach panują warunki wręcz idealne dla przetrwania życia.

Dlaczego naukowcy zwątpili w potencjał planet z idealnymi warunkami środowiskowymi?

Atmosfera wodorowa jednak wcale nie jest taka idealna, jak dotychczas przypuszczano. Pomimo faktu, iż to dzięki niej planeta mogłaby utrzymać oceany, posiada ona także właściwości, które wykluczają planety „Hycean” z kategorii potencjalnych światów, na których mogłoby istnieć życie. Powodem tego jest odmienna absorpcja światła przez atmosferę. Ziemska atmosfera absorbuje światło o określonej długości fali, jednakże wodorowa atmosfera pochłania fale odmiennej długości, z inną częstotliwością. Nowe obliczenia wskazują na to, że przez inną reakcję podłoża na intensywność światła, może to prowadzić do efektu cieplarnianego.

Na czym polega efekt cieplarniany na planetach typu „Hycean”?

Ciśnienie atmosferyczne 10-20 razy większe niż ziemskie to cecha charakterystyczna tego typu planet. Przy takim ciśnieniu wodorowej atmosfery na planecie typu „Hycean” umieszczonej w identycznej odległości od gwiazdy centralnej jak Ziemia od Słońca, temperatura wzrosłaby do takiego stopnia, że oceany stałyby się „nadkrytyczne”. Oznacza to tyle, że w wyniku tego zjawiska oceany zaczęłyby parować. Takim sposobem wodorowa atmosfera, która miała sprawić, że na planecie będą panować warunki idealne, powoduje, że życie na niej nie mogłoby istnieć.



Artystyczna ilustracja widoku z mórz na egzoplanetę „Hycean”

Z ostatnich badań wynika, że szukanie światów typu „Hycean” w odległości 1 AU od gwiazdy macierzystej nie ma sensu, ponieważ i tak jako ludzkość nie znajdziemy na nich życia. Granice, w których naukowcy mogliby szukać takich światów, zostały przesunięte do 3,85 AU, czyli prawie 4 odległości Ziemi od Słońca! Niestety znacząco ogranicza to zakres występowania tych hipotetycznych światów. Jednakże wciąż jest nadzieja, że w przyszłości odkryjemy planety o takiej charakterystyce. Dałoby to ludzkości możliwość szukania odpowiedzi na pytania, m.in. na to „Jak powstało życie?”. Z pewnością naukowcy będą kontynuować oraz doskonalić badania i symulacje dotyczące tych obiektów.



https://www.space.com/hycean-exoplanets-may-not-support-life

https://arxiv.org/abs/2304.02698

https://bigthink.com/hard-science/hycean-worlds-habitable-exoplanets/

[Slavin]

Ta niezwykła roślina pustynna mogłaby rosnąć na Marsie!

Na ilustracji: Mech pustynny syntrichia caninervis. Źródło: Sheri Hagwood, USDA-NRCS PLANTS Database


Mech pustynny Syntrichia caninervis może być kluczem do kolonizacji Marsa ze względu na swoją zdolność do przetrwania ekstremalnego zimna, promieniowania i warunków podobnych do marsjańskich, potencjalnie wspierając zrównoważone siedliska pozaziemskie.

Mech pustynny Syntrichia caninervis jest bardzo obiecujący dla kolonizacji Marsa ze względu na swoją niezwykłą odporność na ekstremalne warunki, które są zazwyczaj zabójcze dla większości form życia. Znany ze swojej tolerancji na suszę, ten mech może również wytrzymać temperatury tak niskie, jak −196°C, wysoki poziom promieniowania gamma i symulowane środowisko marsjańskie, w którym wszystkie te czynniki stresogenne sa połączone. We wszystkich eksperymentach wcześniejsze odwodnienie wydawało się zwiększać zdolność mchu do przetrwania tych trudnych warunków.

Nasze badanie pokazuje, że odporność środowiskowa S. caninervis jest lepsza niż odporność niektórych wysoce odpornych na skrajne warunki środowiskowe mikroorganizmów i tardigradów — piszą badacze, wśród których są ekolodzy Daoyuan Zhang i Yuanming Zhang oraz botanik Tingyun Kuang z Chińskiej Akademii Nauk. — S. caninervis jest obiecującym kandydatem na roślinę pionierską do kolonizacji środowisk pozaziemskich, kładącą podwaliny pod budowę biologicznie zrównoważonych siedlisk ludzkich poza Ziemią.



Globalny zasięg i różne postacie pokrywy S. caninervis. (A) Globalny zasięg geograficzny S. caninervis. Baza danych: Global Biodiversity Information Facility (https://www.gbif.org/). (B) Typowe siedlisko, w którym S. caninervis występuje na pustyni Gurbantunggut w Chinach. Skala: 10 m. (C) Wysuszony S. caninervis. Skala: 2 cm. (D) Uwodniony S. caninervis. Skala: 1 mm. (E) Zamarznięty S. caninervis z pokrywą śnieżną zimą. Skala: 1 mm. Źródło: DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100657

Testy w ekstremalnych warunkach

Pewna niewielka liczba poprzednich badań testowała zdolność mikroorganizmów, glonów, porostów i zarodników roślin do przetrwania ekstremalnych środowisk przestrzeni kosmicznej lub Marsa, ale to jest pierwsze badanie testujące całe rośliny.

Syntrichia caninervis to pospolity gatunek mchu o szerokim zasięgu globalnym. Rośnie w ekstremalnych środowiskach pustynnych, w tym w Tybecie, Antarktydzie i regionach okołobiegunowych, jako część biologicznej pokrywy glebowej — szeroko rozpowszechnionego i odpornego rodzaju pokrywy gruntowej często występującej na suchych terenach. Biorąc pod uwagę zdolność mchu do przetrwania ekstremalnych warunków środowiskowych, naukowcy postanowili przetestować jego granice w laboratorium.

Aby przetestować tolerancję mchu na zimno, naukowcy przechowywali rośliny w temperaturze −80°C (w zamrażarce ultrazimnej) przez 3 i 5 lat oraz w temperaturze −196°C (w zbiorniku z ciekłym azotem) przez 15 i 30 dni. We wszystkich przypadkach rośliny regenerowały się po rozmrożeniu, chociaż ich odrastanie było wolniejsze w porównaniu do okazów kontrolnych, które zostały odwodnione, ale nie zamrożone, a rośliny, które nie zostały odwodnione przed zamrożeniem, odrastały wolniej niż rośliny, które zostały wysuszone, a następnie zamrożone.

Mech wykazał również zdolność przetrwania ekspozycji na promieniowanie gamma, które zabiłoby większość roślin, a dawki 500 Gy wydawały się nawet promować wzrost roślin. Dla porównania, ludzie doświadczają silnych drgawek i śmierci po narażeniu na około 50 Gy.

Nasze wyniki wskazują, że S. caninervis należy do najbardziej odpornych na promieniowanie organizmów żywych — piszą naukowcy.



Testy mające na celu określenie tolerancji S. caninervis na ekstremalnie niskie temperatury. (A) Ogólny plan eksperymentu dla prób w niskich temperaturach. Suche rośliny S. caninervis wystawiono na działanie temperatury −80°C (w zamrażarce o bardzo niskiej temperaturze) przez 3 lub 5 lat lub temperatury −196°C (w zbiorniku z ciekłym azotem) przez 15 lub 30 dni. Następnie rośliny przeniesiono na wysterylizowany piasek w celu regeneracji w cyklu 16 godzin światła/8 godzin ciemności przy temperaturze dnia/nocy 20°C/8°C. Rośliny podlewano co 3 dni. (B) Zmiany morfologiczne w okresie regeneracji po utrzymywaniu roślin w temperaturze −80°C przez 3 lub 5 lat. Czerwone groty strzałek wskazują zregenerowane gałęzie. (C i D) Liczba zregenerowanych gałęzi na pojedynczych roślinach (C) i wskaźniki regeneracji (D) po utrzymywaniu w temperaturze −80°C przez 3 lub 5 lat. (E) Zmiany morfologiczne w okresie rekonwalescencji po utrzymywaniu w temperaturze −196°C przez 15 lub 30 dni. Czerwone strzałki pokazują zregenerowane gałęzie. (F i G) Liczba zregenerowanych gałęzi na pojedynczych roślinach (F) i wskaźniki regeneracji (G) po utrzymywaniu w temperaturze −196°C przez 15 lub 30 dni. Źródło: DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100657

Symulacja środowiska marskańskiego

Na koniec naukowcy przetestowali zdolność mchu do przetrwania warunków podobnych do marsjańskich, korzystając z Planetary Atmospheres Simulation Facility Chińskiej Akademii Nauk. Warunki marsjańskie symulatora obejmowały powietrze składające się w 95% z CO2, temperaturę wahającą się od −60°C do 20°C, wysoki poziom promieniowania UV i niskie ciśnienienie atmosferyczne. Wysuszone rośliny mchu osiągnęły 100% wskaźnik regeneracji w ciągu 30 dni po poddaniu ich warunkom marsjańskim przez 1, 2, 3 i 7 dni. Nawodnione rośliny, które poddano działaniu symulatora tylko przez jeden dzień, również przeżyły, choć regenerowały się wolniej niż ich wysuszone odpowiedniki.

Chociaż nadal daleka droga do stworzenia samowystarczalnych siedlisk na innych planetach, wykazaliśmy ogromny potencjał S. caninervis jako rośliny pionierskiej do wzrostu na Marsie — piszą naukowcy. — Patrząc w przyszłość, spodziewamy się, że ten obiecujący mech mógłby zostać przywieziony na Marsa lub Księżyc, aby dalej testować możliwość kolonizacji i wzrostu roślin w przestrzeni kosmicznej.



Testy tolerancji w komorze eksperymentalnej imitującej środowisko marsjańskie. (A) Widok ogólny Planetary Atmospheres Simulation Facility (PASF). CO2, N2, Ar i O2 mogą być dostarczane do komory pomocniczej (AC) w określonych proporcjach, a mieszanki gazów mogą być wstrzykiwane do komory próżniowej podczas eksperymentu. Promieniowanie UV z lampy rtęciowej o mocy 500 W jest skupiane na filtrze szklanym i przepuszczane przez okno ze szkła kwarcowego do komory próżniowej. (B) Wnętrze komory eksperymentalnej pokazujące uchwyty próbek na płytce. W przypadku obróbki w niskiej temperaturze PASF został skonfigurowany z zimną płytką (CP) zaprogramowaną przez zewnętrzny sterownik. Wkładka pokazuje, w jaki sposób próbki były wystawiane na promieniowanie UV za pośrednictwem reflektora. (C) Profil środowiskowy imitujący Marsa, pokazujący temperaturę, zawartość CO2 i ciśnienie atmosferyczne w komorze eksperymentalnej. (D) Obserwacja morfologiczna w okresie rekonwalescencji (16 godzin światła/8 godzin ciemności, temperatury dzień/noc 20°C/8°C) po 1, 2, 3 i 7 dniach utrzymania rośliny w symulowanych warunkach marsjańskich. Czerwone groty strzałek pokazują zregenerowane gałęzie. (E i F) Liczba zregenerowanych gałęzi na pojedynczych roślinach (E) i wskaźniki regeneracji (F) po utrzymania rośliny w symulowanych warunkach marsjańskich.

https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(24)00095-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS266667582400095X%3Fshowall%3Dtrue

https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/ta-niezwykla-roslina-pustynna-moglaby-rosnac-na-marsie

[Borys]

Ta niezwykła roślina pustynna mogłaby rosnąć na Marsie!

Nie, nie mogłaby. Mogłaby przetrwać w warunkach marsjańskich przez jakiś czas, ale w tym czasie by nie rosła. Nie ma w tym niczego specjalnie dziwnego - są mchy i porosty, które są w stanie przetrwać w próżni kosmicznej.