Polskie Forum Astronautyczne
Astronautyka => Pozostałe i Badania Kosmosu => Wątek zaczęty przez: Rafał w Sierpnia 28, 2015, 22:13
-
Na początek praca co prawda teoretyczna, ale bardzo dobrze wprowadzająca w temat i aktualna, z lipca 2015:
http://www.mdpi.com/2075-1729/5/3/1472/htm ("The Physical, Chemical and Physiological Limits of Life")
Podstawowe uwagi z pracy:
- Aktualnie znamy tylko jeden przykład życia, którego podstawy to: węgiel jako główny budulec, woda jako główny rozpuszczalnik, połączenia chemiczne i światło jako główne źródła energii.
- Graniczne parametry środowiska, w którym ziemskie organizmy mogą się rozwijać: temperatura od -15°C do +113°C, ciśnienie do 1100 barów, pH od 0 do 13, zasolenie otaczającej wody do 35%, promieniowanie do 10,000 Gy.
- Graniczne parametry dla samego przeżycia (bez rozwoju) są znacznie szersze. Niesporczaki są w stanie przetrwać temperatury od niemal zera absolutnego do +151°C, ciśnienie do 6000 barów, a także próżnię. W takich warunkach mogą trwać przez wiele lat (podany jest przykład 120 lat).
- Dodatkowo ziemskie organizmy mogą dostosowywać się do środowiska przez znaczne zmiany formy.
Hipotetyczne marsjańskie mikroorganizmy:
- Nadtlenek wodoru zmieszany z wodą byłby znacznie skuteczniejszym rozpuszczalnikiem od samej wody. Niska temperatura zamarzania (do okolic -50°C), wysoka higroskopijność, ochrona przed radiacją (organizm oparty o taki rozpuszczalnik powinien wytworzyć mechanizmy ochronne przed tlenem, które byłyby łatwe do adaptacji do ochrony przed promieniowaniem).
- Samożywne organizmy mogłyby żyć analogicznie do endolitów, czyli z bardzo powolnym metabolizmem (niektóre endolity dzielą się komórkowo raz na kilkadziesiąt lat!). Za dnia mogłyby przeprowadzać fotosyntezę z produktami w postaci nadtlenku wodoru i metanu. Co ciekawe, ta hipoteza zgadza się z pomiarami Curiosity, które wskazują na wzrost stężenia metanu za dnia. W nocy organizmy mogłyby absorbować wodę za pośrednictwem produkowanych przez nie nadchloranów. Obecność nadchloranów na Marsie aktualnie również nie jest definitywnie wyjaśniona.
- Proponowany jest też sposób przemieszczania się organizmów po wyczerpaniu lokalnych źródeł energii. W marsjańskiej atmosferze i polu grawitacyjnym autorzy sugerują 'rakietowe' ruchy jako najskuteczniejszą metodę: pojedyncze skoki po kilkaset metrów dzięki energii z reakcji chemicznej.
Hipotetyczne życie na Tytanie:
- Zupełnie nowa biochemia z apolarnym rozpuszczalnikiem: metanem lub etanem. Źródłem energii mógłby być acetylen.
- Obecność takiego rozpuszczalnika znacznie zwiększa ilość samorzutnych reakcji chemii organicznej, stąd prawdopodobieństwo powstania życia w takim środowisku mogłoby być wyższe.
- Prawdopodobnie tytańskie mikroorganizmy byłyby znacznie większe od ziemskich, dominowałby też bardzo powolny metabolizm.
---
Wydaje mi się, że brakowało takiego wątku na forum, co widać było po tym jak często dyskusja o inteligentnym życiu na oceanicznych planetach odbiegała w kierunku mikrobów i chemii. Tutaj można będzie bez podziału na inteligencję czy poziomy mikro/makro dyskutować - w układzie słonecznym jedyne co nam pozostaje to raczej szukanie mikrobów. Pośrednio dzięki dyskusjom na tym forum, na tyle się zafascynowałem się tą nauką by zmienić trochę kierunek swojego życia i podjąć studia biologiczne, więc liczę że za kilkanaście lat dołożę się do relacjonowanych tu prac naukowych :)
-
Kolejna podstawowa praca teoretyczna, co prawda z roku 2001 ale cytowana już 177 razy:
http://www.pnas.org/content/98/3/801.long ("Possible ecosystems and the search for life on Europa")
Hipotetyczne organizmy na księżycu Europa:
- Źródłem energii mogłyby być kominy termalne, a przy pęknięciach skorupy lodowej mało prawdopodobna ale możliwa fotosynteza. Możliwe też, że w wyniku jowiszowego promieniowania na powierzchni powstają stale utleniacze i proste związki organiczne, które również mogłyby dostarczać energii.
- Autorzy szacują, że zgodnie z wyżej wymienionymi źródłami energii, w oceanie byłoby średnio od 0,1 do 1 komórki na centymetr sześcienny. Co jest bardzo małą wartością, istotnie utrudniającą próbę wykrycia mikroorganizmów na miejscu.
- Ziemska makrofauna wymaga istotnego natlenienia wody. Jeżeli podobnie jest w przypadku europejskich organizmów, należałoby znaleźć istotne źródło tlenu by rozważyć ich istnienie (w przypadku Ziemi to fotosynteza, której na Europie prawdopodobnie nie ma).
- Ewentualnych organizmów można byłoby szukać przede wszystkim w najmłodszych częściach skorupy, poniżej 1 metra (gdzie promieniowanie nie jest niszczące).
Nowsza praca na temat Europy z roku 2010: http://articles.adsabs.harvard.edu//full/2010IJAsB...9..101C/0000103.000.html ("Instrumentation for the search for habitable ecosystems in the future exploration of Europa and Ganymede") wskazuje na siarczanowe szlaki/ciągi ('paths') na powierzchni księżyca, które mogą mieć pochodzenie biologiczne. Podaje też hipotetyczny rozkład izotopów, który sugerowałby istnienie mikroorganizmów redukujących siarkę.
http://users.ictp.it/~chelaf/BG_13Paper_3.pdf (2013, "Biogeochemical fingerprints of life: from Polar ecosystems to Galilean moons") również porusza temat ciągów. Podane są dwa ziemskie przykłady podobnych ciągów powstałych w wyniku metabolizmu bakterii.
-
Rafał wielki szacun za bardzo ciekawe wiadomości i nowy wątek. :-) Naprawdę to jest bardzo ciekawe
...
-
Dzięki.
Świeża praca z Harvardu w temacie panspermii: http://arxiv.org/pdf/1507.05614v2.pdf
Naukowcy podają metodę weryfikacji hipotezy panspermii. Jeśli mamy z nią do czynienia, powinniśmy zaobserwować wzór analogiczny do epidemii: skupiska czynnika (w tym przypadku egzoplanety z organizmami) oraz przestrzenie wolne od czynnika (martwe egzoplanety). Według autorów, wykrycie około 25 planet z biomarkerami w skupisku i 25 planet bez biomarkerów w pozostałych rejonach byłoby istotną przesłanką ku panspermii.
-
Rafale - co do Tytana: a czemu nie woda?
W głębi Tytana jest dużo wody, może też być znacznie cieplej. Może życie tam by mogło powstać, w jakiejś warstwie pomiędzy wodą a węglowodorami? :)
-
Wydaje mi się, że autor nie wziął wody pod uwagę, ponieważ znajduje się bardzo głęboko pod powierzchnią. Według http://www.researchgate.net/profile/Christian_Beghin/publication/256543335_Analytic_theory_of_Titan's_Schumann_resonance_Constraints_on_ionospheric_conductivity_and_burie_ocean/links/0c9605239a1dbb1adb000000.pdf ("Analytic theory of Titan’s Schumann resonance: Constraints on ionospheric conductivity and buried water ocean") ocean znajduje się 55-80 km poniżej powierzchni.
Znalazłem bieżącą pracę poruszającą ten temat: http://140.123.79.88/~chunpoliu/titan/3.pdf ("Prebiotic-like chemistry on Titan") sugeruje, że życie mogło się rozwinąć wcześniej (gdy ocean miał bezpośredni kontakt z powierzchnią) i przetrwać do dzisiejszych czasów już sporo głębiej, energia w nim dostępna pozwalałaby na około 1g biomasy na metr kwadratowy. A więc faktycznie, jest taka możliwość i warto ją odnotować :)
-
A jakie są ziemskie "średnie" wartości ilości biomasy na metr sześcienny? Warto znać to dla odniesienia. Zakładam, że rzędy wyżej. :)
-
Na metr kwadratowy*, przeoczyłem jednostki. Na Ziemi mamy 100-1000g biomasy na metr kwadratowy.
-
Troszkę dziwne, że na metr kwadratowy. Jakoś wyobrażałem to sobie jako jednostkę objętości i ilość biomasy w tym. A tak wychodzi powierzchnia. :)
Tak czy inaczej - na Ziemi mamy średnio przynajmniej 100x więcej niż na Tytanie. Dość ważne porównanie!
-
Przy porównywaniu planet metr kwadratowy jest praktyczniejszy. Do tego szacunku podszedłbym bardzo ostrożnie, bo to wartość maksymalna wyciągnięta z jednego wzoru, bez uwzględnienia wydajności reakcji, dostępności substratów itp. Nie zdziwiłbym się, gdyby ostatecznie byłaby możliwa gęstość porównywalna do Europy (0,1 - 1 komórki na centymetr sześcienny, czyli kilka rzędów biomasy mniej).
-
Rafał, a czy są podobne porównania dla Enceladka i innych obiektów w Układzie Słonecznym? Ciekawe, czy Europa albo Tytan się mocno na tle innych wyróżniają w tej kwestii. Teoretycznie oczywiście. :)
-
Z pewnością. Miałem w planach opracowanie wszystkich interesujących obiektów w układzie, więc niedługo to streszczę. W ramach podsumowania, poniżej wklejam ciała niebieskie, które są istotne dla astrobiologów (slajd pochodzi z prezentacji Nathalie Cabrol (https://www.youtube.com/watch?v=wxCtIdI3xL0), która niedawno została szefem jednego z działów SETI).
-
Hmm, Ceres?
-
Fajnie Rafale! To będzie coś interesującego! :)
-
Rafał proponuję napisać książkę o tym co tu piszesz Serio! To bardzo medialny i potrzebny Temat. może Prószyński by to przyjął :-)
-
Rafał proponuję napisać książkę o tym co tu piszesz Serio! To bardzo medialny i potrzebny Temat. może Prószyński by to przyjął :-)
Za mało wiem, żeby się wypowiadać gdzieś dalej niż na forum. Na razie będę szczęśliwy jak uda się napisać pracę licencjacką w temacie.
W kwestii Ceres, jak nie wiadomo o co chodzi to chodzi o wodę ;) http://www.esciencecentral.org/journals/astrobiology-on-the-dwarf-planet-ceres-2332-2519.1000e108.ph%20p.php?aid=40545 ("Astrobiology on the dwarf planet Ceres"). Pod powierzchnią może się znajdować ciekła woda. Do tego zaobserwowano wyrzuty pary wodnej, jedna z hipotez proponuje że są one związane z gazem pod dużym ciśnieniem zebranym w podpowierzchniowych zbiornikach. Producentami gazu mogłyby być mikroby. Odnoszę wrażenie, że to bardzo naciągane przypuszczenia, ale cóż :)
-
To napisz pracę a potem książkę Ok? :-) Naprawdę ciekawe rzeczy piszesz i szkoda tego szerzej nie upowszechnić....
-
Rafale czy mozesz napisac cos o swoich studiach? Jakie masz przedmioty i specjalizacje?
-
Rafale czy mozesz napisac cos o swoich studiach? Jakie masz przedmioty i specjalizacje?
Zaoczna biologia na UAM w Poznaniu (pierwszy lepszy wybór - po prostu wygodniej, bo już tam studiowałem i mam 5 km do kampusu). Na poziomie licencjatu nie ma specjalizacji. Na pierwszym roku m.in. anatomia roślin i zwierząt, filogeneza, biochemia, wirusologia, genetyka, cytologia, plus sporo ogólnych typu podstawy chemii, podstawy fizyki, matematyka ze statystyką i inne. Rozważałem też chemię na UAM, ale znam absolwentów tego kierunku i ostatecznie uznaliśmy że chemii organicznej można się nauczyć dodatkowo, a biologii nie za bardzo (a szczególnie mikrobiologii i cytologii, w które wstępnie celuję).
-
W Nicei trwa konferencja astrobiologiczna - dostałem powiadomienie z linkiem do śledzenia ostatniej nocy więc pierwszy dzień mnie ominął :( Ale z kolejnych czterech dni postaram się zdać relację w tym wątku.
Program konferencji: http://exoatmo.sciencesconf.org/program
Śledzenie: https://connect.arc.nasa.gov/tde2015
-
Po dwóch stricte chemicznych wykładach, został wygłoszony astrobiologiczny:
Biosignatures in context (Franck Selsis, Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux)
Zafundował dużą dawkę zdrowego sceptycyzmu:
- przyjmowanie że życie aktualnie gdzieś istnieje poza Ziemią ma więcej wspólnego z wiarą niż z nauką
- poszukiwanie życia poza Ziemią ma długą historię błędnych nienaukowych hipotez
- żadna odkryta anomalia nie może być sama w sobie dowodem na istnienie życia, dotyczy to na przykład analizy składów atmosfer egzoplanet, ponieważ przykładowa duża ilość tlenu wcale nie musi być pochodzenia organicznego
- potrzebne są szerokie obserwacje bez nastawienia na poszukiwanie życia, by najpierw zdobyć próbę danych która jest bardziej reprezentatywna niż 8 planet i 1 życie
-
I wykres który niezwykle przypadł mi do gustu :)
-
Przez obowiązki ominęło mnie pół zapewne intrygującej prezentacji Habitability potential of icy moons around Jupiter and Saturn (Athena Coustenis, Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique). Co wychwyciłem to przede wszystkim sugestię, że powoli odchodzi się od stref przyjaznych dla życia w układach słonecznych (habitable zone). Zamiast tego, powinniśmy o nich mówić per strefy poszukiwane (hunting zone), ponieważ ciekła woda jest obecna pod skorupami wielu lodowych ciał niebieskich w pozostałych rejonach układów.
W drugim załączniku jest bardzo interesujący schemat z proponowanym wnętrzem Enceladusa.
-
W bardzo technicznym wykładzie Molecular chirality in simulated interstellar ices as a probe of photochemically induced asymmetry (Iuliia Myrgorodska, Synchrotron SOLEIL, University of Nice Sophia Antipolis) pojawiły się dwie fajne grafiki listujące aminokwasy wykryte w meteorycie Murchison.
-
Rafale, czy możesz dodać interpretację tych wykresów? Czy ten skład jest nietypowy? A może czegoś tam brakuje?
-
Może ja mógłbym to skomentować w paru słowach. Co prawda oprócz tych dwóch slajdów nie zapoznałem się z resztą, ale pewnie i tak zawierają one właśnie to co najważniejsze w całej prezentacji. Pewne sprawy może trochę uproszczę, ale nie jest to przecież wykład akademicki.
A więc w badaniach sprawdzano zawartość aminokwasów w próbce meteorytu Murchison. Na początek trzeba pamiętać o trzech faktach. Po pierwsze α-aminokwasy mogą występować w konfiguracji D lub konfiguracji L co jest związane z wzajemnym przestrzennym ułożeniem grup funkcyjnych. Po drugie w naturze występuje nadmiar L-aminokwasów. Po trzecie zaś tylko L-aminokwasy występują w białkach stąd bierze się ich powiązanie z rozwojem życia (ten fakt jest istotny w tej analizie).
Próbkę zbadano za pomocą dwuwymiarowej enancjoselektywnej chromatografii gazowej. W porównaniu do standardowej chromatografii gazowej zapewnia ona lepszy rozdział składników (dwuwymiarowa GC) oraz rozdział składników będących różnymi enancjomerami (enancjoselektywna GC). Wykres trójwymiarowy na osiach x i y przedstawia czas wymycia poszczególnych rozdzielonych składników odpowiednio w pierwszym układzie (pierwsza kolumna z danym wypełnieniem i fazą ruchomą) oraz w drugim układzie (druga kolumna z danym wypełnieniem i fazą ruchomą). Oś z jest miarą zawartości danego składnika. W tabeli przedstawiono określony nadmiar enancjomeryczny, który jest miarą przewagi zawartości jednego enancjomeru nad drugim, w tym przypadku przewagi danego aminokwasu w konfiguracji L w stosunku do tego w konfiguracji D. Parametr Rs jest zaś miarą rozdzielczości pików odpowiadających danej parze enancjomerów (jest on mniej istotny). Jak widać w przypadku prawie każdego aminokwasu występuje przewaga konfiguracji L. I tutaj zadawane są pytania „contaminations?” oraz „deracemization?”. Pierwsze związane jest z możliwością ewentualnego zanieczyszczenia próbki, które doprowadziło do wystąpienia nadmiaru L-aminokwasów. Drugie zaś związane jest z możliwością wystąpienia jakiś procesów powodujących, że pierwotna równomolowa mieszanina L- i D-aminokwasów (racemat) uległa przekształceniu, w którym pojawił się nadmiar L-aminokwasów.
Na drugim slajdzie przedstawiono z kolei nowo zidentyfikowane N-alkilowe pochodne aminokwasów (a więc zawierające podstawnik alkilowy przy atomie azotu) oraz iminodikwasy (inne pochodne aminokwasów zawierające z kolei grupy iminowe). To już jest nieco mniej ważne.
-
Dzięki za przystępne objaśnienie! Jak codziennie, od 9:30 trwa konferencja, będzie tak aż do piątku. Dzisiaj zaczęliśmy od prezentacji na temat Tytanicznego życia opartego o metan: Life based on Methane on Saturn's moon Titan? (Eduardo Pacheco, Departamento de Astronomia, Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, Universidade de São Paulo, Brazil - Claudia Lage, Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brazil). Większość wykładu to informacje, które już padły w tym wątku. Wspomniane zostały dane z Cassiniego, który wykrył mniejsze ilości wodoru przy powierzchni niż w górnych częściach atmosfery Tytana - ich interpretacja powinna być bardzo ostrożna, na pewno jest za wcześnie żeby stwierdzić, że te dane pokrywają się z hipotezą mikroorganizmów na Tytanie. Chociażby dlatego, że brakuje acetylenu, który również byłby potrzebny tym organizmom.
-
Kolejna prezentacja podjęła temat życia w lodowych księżycach: Does a Possibility of Emergence of Life in Deep Oceans of Icy Moons Meet the Physicochemical Requirements Inferred for Chemical Self-organization Processes? (Robert Pascal, Institut des Biomolécules Max Mousseron).
- Wymagania życiowe, jak definiujemy 'habitability'? Wymagany jest płyn (rozpuszczalnik), brak równowagi termodynamicznej, możliwość istnienia wiązań kowalencyjnych, możliwość istnienia systemu molekularnego poddającemu się biologicznej ewolucji.
- Sytuacja faworyzująca powstanie życia: jak najniższa temperatura ale nie niższa niż punkt zamarzania, wiązania kowalencyjne, źródło energii równie wydajne co światło słoneczne.
Potem padło sporo szczegółów z dziedziny chemii fizycznej, które ominąłem przez obowiązki i nieznajomość tematu. Końcowy wniosek prezentacji: powstanie życia na księżycach lodowych jest mało prawdopodobne. Zapytałem czy kominy termalne wnoszą coś do tematu, Robert Pascal odpowiedział że w jego opinii są za mało wydajnym źródłem.
-
Dzisiejszy pierwszy wykład był bardzo paleobiologiczny (jak ktoś chce slajdy i abstrakt to zapraszam na PW, temat wątku jest inny). Druga prezentacja dotyczyła analizy atmosfer planet pod kątem poszukiwania życia i była niesamowicie ciekawa! (On detecting biospheres from thermodynamic disequilibrium in planetary atmospheres, Joshua Krissansen-Totton, Department of Earth and Space Sciences)
- European Extremely Large Telescope będzie w stanie badać atmosfery egzoplanet.
- Zmierzony skład gazowy atmosfery można w symulacji sprawdzić czy pozostawiony sam sobie zmieni się. Niewielkie zmiany oznaczają atmosferę w stanie równowagi. Natomiast istotne zmiany świadczą o dużej ilości energii swobodnej (Gibbsa). Zgodnie z popularnymi poglądami i doniesieniami prasowymi, tak zmieniona atmosfera mogłaby być biomarkerem. Czy rzeczywiście?
- Atmosfera Jowisza jest bardzo bliska stanowi równowagi, energia Gibbsa wynosi tylko 0.001 J/mol. Wenus podobnie. Przy Marsie zaczynają się schody: tutaj jest już 136 J/mol w związku z zachodzącymi fotochemicznymi reakcjami.
- Największe zaskoczenie dają obliczenia ziemskie. Atmosfera Ziemi jest niemal w stanie równowagi z energią Gibbsa w okolicach 1.5 J/mol. Ale! jeśli weźmiemy pod uwagę związki chemiczne w ziemskich oceanach, energia Gibbsa wzrasta do 2326 J/mol. Stąd samo odchylenie atmosfery od stanu równowagi nie jest biomarkerem. Co więcej, Joshua Krissansen-Totton proponuje, że atmosfery z większymi ilościami swobodnej energii sugerują martwe planety (właśnie takie jak Mars), ponieważ ta dostępna w atmosferze powinna być w pierwszej kolejności wykorzystana.
- W trakcie dyskusji padło zasadnicze pytanie: w jaki sposób będziemy dokonywać pomiarów oceanów? Trwają nad tym prace m.in. w Virtual Planetary Lab, jednak w przypadku gęstych atmosfer prawdopodobnie to nie będzie możliwe. Tak samo jak przy gazowych gigantach ciężko dotrzeć do ciekłej warstwy, która jak zauważył jeden ze słuchaczy powinna być w obliczeniach podobnie jak ziemski ocean.
-
Odkryto markery sugerujące istnienie życia 4.1 miliarda lat temu (http://www.astrobio.net/topic/origins/origin-and-evolution-of-life/life-on-earth-likely-started-earlier-than-thought/). Dość odważny wniosek - czyli start fotosyntetyzującego życia niemal od razu po powstaniu Ziemi - został sformułowany na podstawie odkrycia grafitu w 1 krysztale cyrkonu z 79 badanych kryształów. Jestem sceptyczny w myśl słów Carla Sagana: "Extraordinary claims require extraordinary evidence".
-
Po dwóch latach dyskusji dziesiątek naukowców, NASA ogłosiła program badań astrobiologicznych na najbliższe lata. Opisała go w pięknym 256-stronnicowym dokumencie. Prawdziwa perła dla zainteresowanych astrobiologią: https://astrobiology.nasa.gov/media/medialibrary/2015/10/NASA_Astrobiology_Strategy_2015_151008.pdf
Poniżej zwięzłe opracowanie. Sól tematu! :)
Astrobiologia to szukanie odpowiedzi na trzy podstawowe pytania:
> Jak powstaje i ewoluuje życie? (Skąd jesteśmy?)
> Czy istnieje życie poza ziemskim? (Czy jesteśmy sami?)
> Jaka jest przyszłość ziemskiego życia? (Dokąd zmierzamy?)
Na podstawie dyskusji program podzielono na sześć głównych zagadnień:
1. Identyfikacja abiotycznych źródeł związków organicznych - Pierwsze organizmy powstały z abiotycznych molekuł organicznych. By zrozumieć z jakich, należy dokładnie poznać procesy, które stoją za akumulacją związków organicznych bez udziału życia i odnieść je do pierwotnych warunków na Ziemi. Najlepszy przykład to aminokwasy. Nie wiemy dlaczego cała ziemska biochemia używa tylko 20 głównych aminokwasów (i kilkunastu pośrednich), podczas gdy w samym meteorycie Murchison wykryto 66 różnych aminokwasów. Mogło to wynikać z braku dostępności innych aminokwasów na młodej Ziemi, z przypadkowego użycia określonych aminokwasów które po przekroczeniu pewnego punktu w ewolucji chemicznej już nie mogły być zastąpione innymi, lub też z powodu zalet określonych aminokwasów które dały w środowisku młodej Ziemi dały przewagę używającym ich jednostkom podlegającym ewolucji.
- Jak poszczególne środowiska modyfikują produkcję związków organicznych?
- Czy meteoryty i komety były istotne dla związków organicznych na młodej Ziemi?
- Skąd wzięły się związki które dały początek życiu?
- Które związki są typowe dla poszczególnych źródeł?
- Dlaczego życie bazuje na wąskim zakresie związków organicznych?
2. Synteza i funkcje makromolekuł w kontekście powstawania życia - Życie jest oparte o makromolekuły, a konkretniej o polimery. Tak samo jak w przypadku aminokwasów, biopolimery są dość wąskim wyborem spośród wszystkich dostępnych polimerów. By rozwiązać tą zagadkę, kluczowe jest zbadanie chemicznych cech, dzięki którym funkcjonują ewoluujące systemy polimerów (czyli życie).
- W jaki dokładnie sposób przebiegają reakcje, w których powstają makromolekuły?
- Jak powstaje ewolucja chemiczna i przekazywanie informacji?
- Jakie są chemiczne alternatywy?
- Jaka jest rola środowiska?
- Jak tworzą się fizykochemiczne efekty w makromolekułach?
- Jakie są ostatnie kroki prowadzące do działających makromolekuł?
- Co doprowadziło do złożonych makromolekuł?
3. Pierwsze organizmy i ich rozwój - Historia rozwoju życia na Ziemi jest jedyną jaką znamy. Jej lepsze poznanie bezpośrednio przełoży się na dokładniejsze teorie w astrobiologii. Życie na pozostałych planetach powinno zależeć od środowiska w jakim się rozwinęło, ale w historii Ziemi odnotowano pewne uniwersalne rozwiązania, które wielokrotnie rozwinęły się niezależnie: przede wszystkim wielokomórkowość. Identyfikacja podobnych, niezależnych i uniwersalnych elementów pozwoliłaby na częściowe przewidywanie jakiego życia szukamy i w jaki sposób możemy je znaleźć. Tym razem nie przetłumaczę pytań (bo ich ilość w tym zagadnieniu dochodzi do setki) i podam tylko grupy pytań, po szczegóły odsyłam do niesamowicie ciekawego oryginału.
- Teoretyczne rozważania na temat źródła i dynamiki ewolucji
- Kluczowe rozwiązania, które wprowadziły wczesne organizmy
- Genetyczne, metaboliczne i ekologiczne cechy pierwszych organizmów
- Dynamika rozwoju poszczególnych gałęzi ewolucyjnych
- Typowe cechy organizmów ziemskich
4. Ewolucja organizmów i środowiska - Organizmy wpływają na środowisko i jednocześnie środowisko wpływa na organizmy. Zrozumienie relacji pomiędzy organizmami i środowiskiem powinno być przydatne w szukaniu życia poza Ziemią. Przykładem takich relacji może być wpływ na całą planetę rozwoju fotosyntezy, wielokomórkowości lub inteligencji.
- Zmiany klimatu, skład atmosfery i gleby w sprzężeniu z biosferą w dziejach Ziemi
- Dynamika ewolucji biologicznej w połączeniu z geochemiczną
- Lepsze zrozumienie limitów życia dzięki badaniom nad mikrobami
5. Identyfikacja, szukanie, charakteryzacja środowisk pod kątem przeżycia i markerów biologicznych - Zdolność do utrzymania życia generalnie jest utożsamiana z obecnością wody. Wraz z odkrywaniem coraz większej ilości wodnych środowisk (zarówno w układzie słonecznym jak i poza nim), potrzebne są bardziej precyzyjne cechy. Należy stworzyć narzędzia do oceniania czy dane środowisko może być i czy jest zasiedlone przez życie. W przypadku egzoplanet obecność tlenu w atmosferze jest mało użyteczna, ponieważ znamy już co najmniej 4 scenariusze, w których w atmosferze może być dużo tlenu pochodzenia abiotycznego.
- W jaki sposób możemy oszacować zdolność do podtrzymania życia w skali układu, planety, regionu?
- Jak możemy zwiększyć przydatność markerów życia w układzie słonecznym i poza nim?
- W jaki sposób możemy zidentyfikować potencjalnie żywe rejony w układzie słonecznym?
- Jak możemy rozpoznać egzoplanety zdolne do utrzymania życia?
6. Światy zdolne do utrzymania życia - Mamy tylko jeden przykład świata, na którym rozwinęło się życie. W oparciu o niego powstał model ekosfery, ale jak bliski jest rzeczywistości? Szukamy planet podobnych do Ziemi, jednak ziemskie życie prawdopodobnie rozwinęło się w warunkach znacnie odbiegających od dzisiejszych oceanów i umiarkowanej temperatury.
- Czym są fundamentalne składniki i procesy definiujące potencjalnie żywe środowisko?
- Jaki wpływ na utrzymanie życia mają zewnętrzne czynniki?
- Co Ziemia mówi nam o głównych właściwościach żywego środowiska?
- Jakie procesy na innych typach planet mogą utworzyć potencjalnie żywe nisze?
- Jak zdolność do utrzymania życia zmienia się w czasie?
Na koniec dokument omawia problemy wspólne dla całej astrobiologii: definicja życia, rozpoznanie życia, granica pomiędzy chemią abiotyczną a życiem, rozpoznawanie życia opartego na innych elementach niż ziemskie, rozpoznawanie technologicznych cywilizacji. Świetnie zostało to opisane, ale żeby to zreferować musiałbym tłumaczyć słowo w słowo kilkanaście kartek A4. Zapraszam do zapoznania się z dokumentem, jest niesamowicie ciekawy.
-
Wrześniowe badania nad możliwością podtrzymania życia przez planety orbitujące czerwone karły (The Potential of Planets Orbiting Red Dwarf Stars to Support Oxygenic Photosynthesis and Complex Life, http://news.sciencemag.org/space/2015/10/small-dim-stars-could-still-support-life ) sugerują, że po kilku miliardach lat istnienia czerwonego karła promieniowanie jest porównywalne do tego jakie generuje Słońce. Dodatkowo wyliczenia wskazują, że taka gwiazda zapewnia wystarczającą ilość energii do fotosyntezy. To znacznie zwiększa prawdopodobieństwo znalezienia żywych egzoplanet, według autorów nawet o trzy rzędy wielkości.
-
Ciekawa informacja, aczkolwiek wciąż pozostaje problem flarowania takich czerwonych karłów...
-
http://astrobiology.nasa.gov
Ruszyła nowa strona instytutu astrobiologii przy NASA. Nie tylko świetna estetycznie, ale pojawiło się też bardzo dużo czytelnie ułożonych treści, m.in. miejsca w których prowadzone są badania astrobiologiczne (w Europie to Hiszpania i Włochy), instytuty, poradniki odnośnie kariery badawczej w astrobiologii i wiele innych.
-
Zaproponowano mutację, która doprowadziła do wielokomórkowości u zwierząt. (http://elifesciences.org/content/5/e10147) Badacze skupili się na białku rusztowania, które odpowiada za orientację podziału komórki. Odpowiednia orientacja względem sąsiadujących komórek jest kluczowa dla poprawnego funkcjonowania wielokomórkowego organizmu. Na podstawie eksperymentów molekularnych, odnaleziono białko enzymatyczne, które przez tylko jedną mutację mogło stać się białkiem rusztowania. Jest to kolejna cegiełka sugerująca wysokie prawdopodobieństwo rozwoju życia wielokomórkowego. Zgodnie z aktualnymi badaniami, wielokomórkowość pojawiła się w toku ewolucji wielokrotnie i niezależnie w różnych grupach. Doskonale referuje to świetna grafika poglądowa z pracy http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2991404/ gdzie pełne koła reprezentują grupy wielokomórkowych organizmów, półpełne częściowo wielokomórkowych, puste jednokomórkowych, natomiast samo drzewo zostało przedstawione tak by pokazać najbliższych krewnych dla wielokomórkowców.
-
Wyjątkowo o astrobiologicznym niusie można poczytać po polsku: Grzyby i porosty przetrwały w warunkach kosmicznych (http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,408232,grzyby-i-porosty-przetrwaly-w-warunkach-kosmicznych.html)
Oryginał (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26684504) nie jest już tak optymistyczny i sensacyjny medialnie. Przez 18 miesięcy organizmy z Antarktydy były wystawione na działanie warunków zbliżonych do marsjańskich na ISS. Przeżyło mniej niż 10% próbek. Według analiz DNA, względnie nieuszkodzony genotyp zachowało 60% komórek. Wyniki potwierdzają poprzednie eksperymenty (1 (http://aem.asm.org/content/76/8/2377.full.pdf+html), 2 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15815164), 3 (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103510004306), 4 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14649627)), czyli powierzchnia Marsa jest wysterylizowana przynajmniej z ewentualnych ziemskich odpowiedników życia, natomiast można na niej znaleźć ewentualne biologiczne pozostałości.
-
Sposoby poszukiwania życia na Marsie zaczynają sę się na Ziemi :
In a harsh environment with very little water and intense ultraviolet radiation, most life in the extreme Atacama Desert in Chile exists as microbial colonies underground or inside rocks.
Researchers at NASA hypothesize that the same may be true if life exists on Mars.
The cold and dry conditions on Mars open the possibility that evidence for life may be found below the surface where negative effects of radiation are mitigated, in the form of organic molecules known as biomarkers. But until humans set foot on the Red Planet, obtaining samples from below the surface of Mars will require the ability to identify a location of high probability for current or ancient life, place a drill, and control the operation robotically.
http://www.nasa.gov/feature/ames/nasa-tests-life-detection-drill-in-earth-s-driest-place
http://www.pulskosmosu.pl/2016/02/29/nasa-testuje-wiertlo-do-wykrywania-zycia/
-
Występowanie egzoksiężyców może wskazywać na istnienie życia:
Exomoons might have Earth-like environments
Overall, as we continue to hunt for another Earth somewhere out there, it seems likely that a twin of Earth, but without a moon accompanying it, would not look familiar. Finding exomoons is a key part of finding somewhere like here.
Meanwhile, we shouldn't be discouraged by the fact that most exoplanets found so far are bloated gaseous beasts, with hostile environments unlikely to support life as we know it. What we don't know yet, crucially, is whether these exoplanets have moons. This prospect is exciting, because exomoons are expected to be smaller rocky or icy bodies, possibly hosting oceans and atmospheres.
http://www.spacedaily.com/reports/Eying_exomoons_in_the_search_for_E_T__999.html
-
Pojawił się pomysł zawężenie poszukiwań inteligentnych cywilizacji do wycinka nieba , skąd potencjalni tamtejsi rozumni mogliby obserwować tranzyt Ziemi na tle tarczy Słońca.
According to the researchers, the probability that extraterrestrials are already deliberately sending us signals is much higher in this part of the sky. This strategy reduces the region that needs to be searched to about two thousandths of the sky, drastically reducing the amount of data to be analyzed.
They suggest that future searches focus on that part of the sky in which distant observers can notice the yearly transit of the Earth in front of the Sun. Observers in this zone could have discovered Earth with the same techniques that are used by terrestrial astronomers to discover and characterize exoplanets.
http://www.spacedaily.com/reports/Searching_for_Extraterrestrials_Who_Might_Have_Found_Us_First_999.html
http://www.spacedaily.com/reports/What_if_extraterrestrial_observers_called_but_nobody_heard_999.html
-
Obecność tlenu na egzoplanetach niekoniecznie musi świadczyć o występowaniu tam życia
Previous research from the Virtual Planetary Laboratory has found that some worlds can create oxygen "abiotically," or by nonliving means. This is more likely in the case of planets orbiting low-mass stars, which are smaller and dimmer than our sun and the most common in the universe.
The first abiotic method they identified results when the star's ultraviolet light splits apart carbon dioxide (CO2) molecules, freeing some of the oxygen atoms to form into O2, the kind of oxygen present in Earth's atmosphere.
The giveaway that this particular oxygen biosignature might not indicate life came when the researchers, through computer modeling, found that the process produces not only oxygen but also significant and potentially detectable amounts of carbon monoxide. "So if we saw carbon dioxide and carbon monoxide together in the atmosphere of a rocky planet, we would know to be very suspicious that future oxygen detections would mean life," Schwieterman said.
The team also found an indicator for abiotic oxygen resulting from starlight similarly breaking down atmospheric water, H2O, allowing hydrogen to escape and leaving vast quantities of oxygen - far more than the Earth has ever had in its atmosphere.
http://www.spacedaily.com/reports/Is_it_life_or_merely_the_illusion_of_life_999.html
-
Słynny genetyk prof. Craig Venter stworzył najmniejszy organizm świata, ma 473 genomy ( media ogłosiły: sztuczne życie w wersji 3.0 ).
http://whatnext.pl/maly-moze-byc-genom-powstal-nowy-rekordzista/
-
Nowe dane z narzędzi badawczych pozwalają dokładniej szacować prawdopodobieństwo istnienie cywilizacji we Wszechświecie.
Using this approach, Frank and Sullivan calculate how unlikely advanced life must be if there has never been another example among the universe's ten billion trillion stars, or even among our own Milky Way galaxy's hundred billion.
The result? By applying the new exoplanet data to the universe's 2 x 10 to the 22nd power stars, Frank and Sullivan find that human civilization is likely to be unique in the cosmos only if the odds of a civilization developing on a habitable planet are less than about one in 10 billion trillion, or one part in 10 to the 22th power.
"One in 10 billion trillion is incredibly small," says Frank. "To me, this implies that other intelligent, technology producing species very likely have evolved before us. Think of it this way. Before our result you'd be considered a pessimist if you imagined the probability of evolving a civilization on a habitable planet were, say, one in a trillion. But even that guess, one chance in a trillion, implies that what has happened here on Earth with humanity has in fact happened about a 10 billion other times over cosmic history!"
https://www.sciencedaily.com/releases/2016/04/160428095339.htm
-
"One in 10 billion trillion is incredibly small," says Frank. "To me, this implies that other intelligent, technology producing species very likely have evolved before us. Think of it this way. Before our result you'd be considered a pessimist if you imagined the probability of evolving a civilization on a habitable planet were, say, one in a trillion. But even that guess, one chance in a trillion, implies that what has happened here on Earth with humanity has in fact happened about a 10 billion other times over cosmic history!"
No tak, tylko że nawet gdyby wszystkie te cywilizacje zdarzyły się w obserwowalnym wycinku Wszechświata (~91G ly średnicy), średnia odległość między nimi wynosiłaby jakieś 35 milionów lat świetlnych. To trzy razy więcej niż średnica Grupy Lokalnej (https://pl.wikipedia.org/wiki/Grupa_Lokalna_Galaktyk).
-
http://online.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2015.1404
Pierwsze rozsądniejsze podejście do tematu biosygnatur w atmosferach egzoplanet. Badacze proponują listę wszystkich stabilnych lotnych molekuł, które prawdopodobnie będą wykrywane na innych światach. W oparciu o hipotezę: jakikolwiek gaz może być potencjalnie produkowany przez nieznane formy życia, ale można stwierdzić które nie powinny być produkowane abiogenicznie.
-
http://www.seti.org/seti-institute/identifying-regions-mars-past-life-signs
W artykule same oczywistości, ale jest całkiem fajna grafika z hipotetyczną historią biologiczno-geologiczną Marsa. Poszukiwania źródła zawiodły mnie do konferencyjnego streszczenia (http://www.hou.usra.edu/meetings/abscicon2015/pdf/7056.pdf), w którym jest opis:
Zakładając wczesną kolonizację lądu, biosfera przetrwałaby na pustyni w postaci populacji glebowych dostosowanych do temperatury, zasolenia, promieniowania i źródeł wody takich jak deszcz czy śnieg. Wraz z ubytkiem wody biosfera zmniejszałaby się. Przeżycie organizmów w mniejszym stopniu zależałoby od fizjologii, a w większym stopniu od wyboru środowiska i dostępności przezroczystych skał, porowatych kamieni i higroskopijnych soli.
-
Ewolucja biologiczna była poprzedzona długą fazą ewolucji chemicznej. Proste cząstki organiczne, które mogłyby być dostępne na młodej Ziemi mogły być dostarczone przez komety czy meteoryty, na których zresztą zostały wykryte.
Chemik Thomas Carell i członkowie jego grupy badawczej stwierdzili, że w warunkach, jakie panowały na młodej Ziemi, te proste cząsteczki mogły być prekursorami do syntezy jednej klasy cząsteczek, które są integralną częścią wszystkich form życia na Ziemi.
Został też potwierdzony wiarygodny mechanizm reakcji do wytwarzania tych związków.
O odkryciu poinformowało czasopismo Science.
Before self-replicating systems could be assembled, prebiotic chemistry must first have given rise to the subunits that form the basis for the complex biopolymers found in all modern organisms – the proteins and the nucleic acids that specify their structures. Unfortunately, little is known about the range of small organic compounds that was present on the young Earth.
Najnowsze odkrycia dokonane przez sondę Rosetta pozwalają więcej powiedzieć na temat obecności na komecie 67 / P / Churyumov-Gerasimenko składników organicznych.
Kurz wzniesiony przez uderzenie lądownika Philae w powierzchnię 67P został przechwycony przez spektrometr masowy sondy Rosetta.
Późniejsze analizy pozwoliły na zidentyfikowanie 16 prostych składników organicznych w próbce. Oprócz wody i tlenku węgla, katalog zawiera szereg związków zawierających azot, takich jak formamid i cyjanowodór.
„Teraz musimy szukać odpowiedzi, w jaki sposób te bardzo proste substancje mogły tworzyć złożone organiczne cząstki do budowania bloków życia w warunkach podobnych do tych, które , jak uważa się, istniały na młodej Ziemi. W szczególności, byliśmy zainteresowani syntezą kluczowych składników RNA " - Carell wyjaśnia.
Pochodzenie RNA jest kluczowa dla zrozumienia chemii prebiotyku.
Więcej na: https://www.en.uni-muenchen.de/news/newsarchiv/2016/carell_chemische-evolution.html
http://science.sciencemag.org/content/352/6287/833
O składnikach sprzyjających życiu na 67P:
http://www.pulskosmosu.pl/2016/05/27/kometa-67p-posiada-skladniki-niezbedne-do-powstania-zycia/
-
Witam
Ja z kolei po przeczytaniu książki "Pytanie o życie. Energia, ewolucja i pochodzenie życia" Nick Lane nie jestem już taki przekonany że składniki życia musiały być przyniesione z kosmosu.
W książce tej opisane są kominy alkaiczne które potrafią wytwarzać i zagęszczać (zagęszczać nawet tysiące razy) w swej porowatej strukturze różne cząstki organiczne. Dodatkowo komin alkaliczny zapewnia naturalny gradient protonowy będący podstawą działania archeonów i bakterii.
Oczywiście to tak w dużym skrócie.
Natomiast co to składników organicznych z kosmosu to autor twierdzi że jest pewien duży problem. Jeśli cząstki były dostarczane przez komety to i tak w rezultacie były zbyt rozrzedzone w wodach oceanu.
Autor wspomina również o tym że o ile powstanie archeonów i bakterii może być powszechne o tyle powstanie komórek eukariotycznych będących endosymbiozą archeonów i bakterii (mitochondria) może być o wiele rzadsze ze względu złożone zależności miedzy gospodarzem a endosymbiontem.
-
Ewentualne życie na Tytanie nie powinno się opierać na wodzie, która w tamtejszych ekstremalnie niskich temperaturach nie jest przydatna dla procesów biologicznych.
Analiza danych przesłanych przez lądownik Huygens wskazuje, że na powierzchni Tytana znajdują się osady zawierające cyjanowodór, którego źródło leży w deszczach metanowych i etanowych.
Te związki posłużyły do symulacji, mającej sprawdzić czy te związki mogą stanowić podstawę do reakcji, które mogą prowadzić do powstania polimerów takich jak poliimin, który – jak zauważają badacze – mogą prowadzić do reakcji prebiotycznych, które mogą leżeć u podstaw pewnych form życia. Symulacje wskazują, że faktycznie tego typu reakcje są możliwe, a powstałe w ich wyniku struktury były w stanie pochłaniać promieniowanie słoneczne na długościach fali obserwowanych na powierzchni Tytana.
Źródło: https://www.pulskosmosu.pl/2016/07/06/symulacje-zycie-tytanie-bez-udzialu-wody-mozliwe/
http://phys.org/news/2016-07-simulation-non-water-based-life-saturn.html
-
Właśnie tego wątku nie mogłem znaleźć, żeby zapodać moje pytanie odnośnie życia na Jowiszu. W związku z tym proszę moderatora o wklejenie mojego postu z wątku: ,,Jowisz" tutaj.
A wracając do Tytana, to można sobie wyobrazić egzotyczny scenariusz: życie nie oparte na wodzie na powierzchni Pomarańczowego Księżyca, oraz życie wykorzystujące wodę do swych procesów życiowych w podpowierzchniowym oceanie, analogicznym do innych oceanów występujących w lodowych księżycach. 8)
-
Cały tekst omawianej publikacji jest dostępny tutaj: http://www.pnas.org/content/early/2016/06/29/1606634113.full
Badania dokładają kolejną cegiełkę do niezwykle fascynującego problemu konieczności wody do życia. Często chemiczni laicy obruszają się na słowo "konieczność", ale przy założeniu tych samych praw fizykochemicznych w całym wszechświecie (a tak zakłada cała astronomia), nie ma substancji która byłaby w stanie zastąpić wodę w jej kluczowych zadaniach. Jedną z najważniejszych biologicznych funkcji wody jest odpychanie niektórych cząsteczek (hydrofobowych) dzięki czemu mamy błony komórkowe i rozdzielanie środowisk konieczne do zachodzenia w zasadzie wszystkie cykli reakcji biochemicznych. To podstawowa cecha życia - nie jest zupą, ale właśnie fachowo ujmując kompartmentami i, co znamienne, im więcej kompartmentów tym reakcje są wydajniejsze, formy życiowe bardziej skomplikowane i większe.
W rzeczonej pracy zostały zbadane właściwości fizykochemiczne cząsteczek, które prawdopodobnie występują na Tytanie i na podstawie tego pada hipoteza, że te cząsteczki poliimin mogą tworzyć pojedyncze błony nierozpuszczalne w alkoholu (a więc propozycja alkoholowego środowiska zamiast wodnego). Autorzy w przeciwieństwie do dziennikarzy słusznie nie mieli odwagi napisać, że może być o nie oparte hipotetyczne życie - sugerują raczej że mogą powstać "protokomórki" lub "przedbiologiczne" struktury, które miejscami prowadzą niektóre reakcje. Trzeba pamiętać, że życie potrzebuje podwójnych i asymetrycznych błon - zewnętrzna i wewnętrzna warstwa mają różny skład i częściowo funkcje.
-
Przez dziesięciolecia uważano, że kluczowym czynnikiem przy określaniu, czy dana planeta może być przyjazna życiu była jej odległość od lokalnej gwiazdy.
Jednak wyniki badań opublikowane 19 sierpnia w Science Advances sugerują , że dodatkowo planeta musi posiadać wnętrze o odpowiedniej temperaturze.
http://phys.org/news/2016-08-goldilocks-habitable-planets.html
-
Tym razem nie nowe badanie, lecz przypomnienie wielu dawnych badań. Fajne przybliżenie podstaw biologii aplikowanych do astrobiologii i tego czego możemy się spodziewać na egzoplanetach: http://phys.org/news/2016-08-aliens-clue-evolution.html. W artykule fakty brzmią momentami jak nowe odkrycia... i zapewne są nowe dla fizyków forsujących termin "life as we know it" ;)
-
Breakthrough Listen – pierwsze wyniki
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 24 KWIETNIA 2017
(...) Program Breakthrough Initiatives ma trwać dziesięć lat. Łącznie w ramach Breakthrough Listen prawdopodobnie zostanie zebranych przynajmniej kilkaset sygnałów wyraźnie silniejszych od poziomu szumu. Oczywiście, jest bardzo mało prawdopodobne, by którykolwiek z tych sygnałów pochodził od innej cywilizacji, jednakże taka możliwość rozpala wyobraźnię naukowców na całym świecie i jest jedną z przyczyn realizacji programu.
http://kosmonauta.net/2017/04/breakthrough-listen-pierwsze-wyniki/
-
Earth as hybrid planet: New classification scheme places Anthropocene era in astrobiological context
September 6, 2017 Peter Kelley UW News
For decades, as astronomers have imagined advanced extraterrestrial civilizations, they categorized such worlds by the amount of energy their inhabitants might conceivably be able to harness and use.
They sorted the hypothetical worlds into three types according to a scheme named in 1964 for Soviet astronomer Nikolai Kardashev. A Type 1 civilization could manipulate all the energy resources of its home planet (a distant goal yet for Earth) and Type 2 all the energy in its star/planetary system. A super-advanced Type 3 civilization would command the energy of its whole home galaxy. The Kardashev Scale has since become a sort of gold standard for dreaming about possible civilizations beyond Earth.
Now, a team of researchers including Marina Alberti of the University of Washington has devised a new classification scheme for the evolutionary stages of worlds based on “non-equilibrium thermodynamics” — a planet’s energy flow being out of synch, as the presence of life could cause. The categories range from imagined planets with no atmosphere whatsoever to those with an “agency-dominated biosphere” or even a “technosphere,” reflecting the achievements of a vastly advanced, “energy-intensive technological species.”
Their paper, “Earth as a Hybrid Planet: The Anthropocene in an Evolutionary Astrobiological Context,” was published Sept. 6 in the journal Anthropocene. Lead author is Adam Frank, professor of physics and astronomy at the University of Rochester. Alberti is a professor of urban design and planning in the UW College of Built Environments, and director of the college’s Urban Ecology Research Lab.
The new classification system, the researchers say, is a way of thinking about sustainability on a planetary scale in what is being recognized as the Anthropocene epoch — the geological period of humanity’s significant impact on Earth and its ecosystems. Alberti contends in her research that humans and the urban areas we create are having a strong, planetwide effect on evolution.
“Our premise is that Earth’s entry into the Anthropocene represents what might, from an astrobiological perspective, be a predictable planetary transition,” they write. “We explore this problem from the perspective of our own solar system and exoplanet studies.
“In our perspective, the beginning of the Anthropocene can be seen as the onset of the hybridization of the planet — a transitional stage from one class of planetary systems to another.”
That would be, in their scheme, Earth’s possible transition from Class IV — marked by a thick biosphere and life having some effect on the planet — to the final Class V, where a planet is profoundly affected by the activity of an advanced, energy-intensive species.
The classification scheme, the researchers write, is based on “the magnitude by which different planetary processes — abiotic, biotic and technologic — generate free energy, i.e. energy that can perform work within the system.”
- Class I represents worlds with no atmosphere at all, such as the planet Mercury and the Earth’s moon.
- Class II planets have a thin atmosphere containing greenhouse gases, but no current life, such as the current states of planets Mars and Venus.
- Class III planets have perhaps a thin biosphere and some biotic activity, but much too little to “affect planetary drivers and alter the evolutionary state of the planet as a whole.” No current examples exist in the solar system, but early Earth may have represented such a world — and possibly early Mars, if life ever flickered there in the distant past.
- Class IV planets have a thick biosphere sustained by photosynthetic activity and life has begun strongly affecting the planetary energy flow.
Alberti said, “The discovery of seven new exoplanets orbiting the relatively close star TRAPPIST-1 forces us to rethink life on Earth. It opens the possibility to broaden our understanding of coupled system dynamics and lay the foundations to explore a path to long-term sustainability by entering into a cooperative ecological-evolutionary dynamic with the coupled planetary systems.”
The researchers write, “Our thesis is that the development of long-term sustainable, versions of an energy-intensive civilization must be seen on a continuum of interactions between life and its host planet.”
The classifications lay the groundwork, they say, for future research on the “co-evolution” of planets along that continuum.
“Any world hosting a long-lived energy-intensive civilization must share at least some similarities in terms of the thermodynamic properties of the planetary system,” they write. “Understanding these properties, even in the broadest outlines, can help us understand which direction we must aim our efforts in developing a sustainable human civilization.”
In other words, they added, “If one does not know where one is going, it’s hard to get there.”
Co-author on the paper is Axel Kleidon of the Max Planck Institute for Biogeochemistry in Jena, Germany.
http://www.washington.edu/news/2017/09/06/earth-as-hybrid-planet-new-classification-scheme-places-anthropocene-era-in-astrobiological-context/
-
Pojawiła się nowa koncepcja naukowców na temat miejsc gdzie możemy spodziewać się pojawiania życia w kosmosie.
Najpierw (co już znamy ze znanych eksperymentów i badań obiektów w US) wiele dość złożonych cząstek powstaje w kosmosie w fazie przed "urośnięciem" planet.
Najogólniej powstanie życia ma polegać na tym, że w lądowych zbiornikach okresowo wysychających, podgrzewanych zjawiskami wulkanicznymi (tak zwane "gorące źródła") podczas schnięcia naturalne tam proste polimery wnikały w drobne pory skał gdzie tworzyły kwasy tłuszczowe - które są prekursorami błon komórkowych
(co dobrze wiadomo - samoistne powstawanie takich kulistych sfer, dzielących się i znowu rosnących, jest zresztą znane z eksperymentów chemicznych sprzed kilku lat - gdzieś czytałem wtedy o tym).
Ślady rychłego następstwa takich wydarzeń - działalności mikroorganizmów sprzed 3.5 miliarda lat - odnaleziono nawet (a może to nic dziwnego) na Ziemi - w Australii - w formacji Dressera.
Są to osady pokryte jakby zmarszczkami, z białymi i pomarańczowymi warstwami zwanymi gejzerytami. Można tam dostrzec ślady bąbli powstające z uwięzienia gazów w kleistej substancji wytworzonej przez mikroorganizmy.
Z tej okazji przypomniano prorocze najprawdopodobniej słowa Karola Darwina który w 1871 roku napisał, że najprostsze mikroorganizmy mogły pojawić się w jakiejś gorącej kałuży.
Naukowcy zauważają że cykle wysuszenia, nawodnienia oraz pośredni (faza żelowa) realizowały bardzo szybko, "mimowolnie" selekcję trwalszych protokomórek.
Wszystko to byłoby trudniejsze w klasycznie rozpatrywanych miejscach. Ocean lub kominy hydrotermalne na dnie oceanu.
Może jeszcze coś tu dopiszę bo są w tej hipotezie zaprezentowane liczne detale.
News jest mocny! :)
Inspiracja
Świat Nauki Wrzesień 2017 strona 22 (Kranendonk, Deamer, Djokic)
Pozdrawiam
p.s.
załączam obrazek w formacie jpg - by był niewielki, więc mam nadzieję, że to nie problem dla portalu kosmonauta.net.
-
Przeniosłem post ekologa do odpowiedniego wątku. :)
-
Czy nowa technika detekcji pozostałości śladów życia zostanie zastosowana w misji Mars 2020 ?
Hope to discover sure signs of life on Mars? New research says look for the element vanadium
Thu, 09/21/2017 University of Kansas
(...) "We applied a new technique called X-ray fluorescence microscopy—it looks at elemental composition," said Marshall. "Vanadium is an element in the periodic table, a transition metal. It's been shown it can substitute into biological compounds. If you can't unambiguously assign if something is biology or not with morphology and Raman spectroscopy in tandem—maybe we could look for a known biological element, like vanadium. Then, if the material that looked like a microfossil, and looked carbonaceous with Raman spectroscopy—and had vanadium—that's a new way forward for finding out if something really was biology." (...)
In the new paper, Marshall and his co-authors offer a path toward ironclad verification that microfossils once were alive. According to the researchers, the proposed technique could be possible to perform with instrumentation already planned for the NASA 2020 rover mission to explore areas of Mars where the ancient environment could have fostered microbial life.
http://news.ku.edu/2017/09/19/hope-discover-sure-signs-life-mars-new-research-says-look-element-vanadium
-
Kosmiczne rośliny i kwiaty mogą być czarne
22.04.2011
Na planetach krążących wokół gwiazd będących czerwonymi karłami, rośliny mogą być barwy czarnej lub szarej. Takie są wyniki badań brytyjskiego naukowca - poinformowała BBC.
Jak wynika z badań Jacka O'Malley-Jamesa, doktoranta astrobiologii na St. Andrews University, przedstawionych na National Astronomy Meeting w Llandudno (Walia) czarna barwa umożliwi im absorpcję większej ilości promieniowania świetlnego do fotosyntezy i przekształcenia dwutlenku węgla w związki organiczne.
O'Malley-James stworzył modele najczęściej spotykanych Kosmosie systemów gwiezdnych, z dwoma-trzema gwiazdami w różnych wariantach. Wymodelowane przez niego systemy zawierały gwiazdy zbliżone do Słońca i czerwone karły oraz planety orbitujące wokół jednej lub dwóch gwiazd. Badania określiły iż życie na planetach powinno rozwijać się w "strefie sprzyjającej życiu" wokół gwiazd. Życie roślinne na tych planetach powinno także przypominać znane z Ziemi, gdzie rośliny używają energii słonecznej do zamiany dwutlenku węgla i wody w tlen i związki organiczne, takie jak cukry. Jednak flora na tych planetach, aby zachować proces fotosyntezy, ulegnie adaptacji do różnych warunków oświetlenia.
Jak twierdzi O'Malley-James, jeśli planeta znajduje się w systemie zawierającym dwie lub więcej gwiazd, istnieje wiele potencjalnych źródeł energii napędzających fotosyntezę. Ponieważ temperatura gwiazd determinuje ich kolor i barwę światła używaną do fotosyntezy, w zależności od koloru gwiazd różny będzie typ ewolucji roślin.
Jak dodaje, w systemie potrojnym Gliese 667 zawierającym planety przypuszczalnie zbliżone masą do Ziemi, na planetach gdzie głównym źródłem światła są czerwone karły, możliwe życie roślinne będzie barwy czarnej lub szarej.
Jednak bardziej oryginalne będzie życie roślinne na planetach oświetlanych przez daleką gwiazdę zbliżoną do Słońca i bliskiego czerwonego karła. Mogą tam bowiem istnieć dwa rodzaje roślin. Rośliny używające światła pochodzącego od dalekiej gwiazdy zbliżonej do Słońca będą miały jasną barwę. Rośliny pobierające światło od czerwonego karła będą barwy ciemnej - czarnej lub szarej. Jak wyjaśnia O'Malley-James taki kolor roślin będzie konieczny dla zaabsorbowania całego dostępnego promieniowania bliskiej czerwonej gwiazdy.
Według naukowca możliwe jest także iż rośliny będą używały promieniowania podczerwonego bądź nadfioletowego do napędzania fotosyntezy. O'Malley-James twierdzi także iż w przypadku planet orbitujących wokół dwóch gwiazd przypominających Słońce, promieniowanie pochodzące od wybuchów na nich, może spowodować, że rośliny wytworzą same mechanizmy blokujące promieniowanie UV.
MMEJ PAP - Nauka w Polsce
http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,381551,kosmiczne-rosliny-i-kwiaty-moga-byc-czarne.html
https://arxiv.org/abs/1110.3728
-
Okazuje się, że pył kosmiczny może brać decydujący udział w panspermii międzyplanetarnej:
Fast-moving dust could theoretically knock microbes floating high up in a world's atmosphere out into space, potentially sending the bugs on a trip to another planet — perhaps even one orbiting a different star, according to a new study.
"The proposition that space-dust collisions could propel organisms over enormous distances between planets raises some exciting prospects of how life and the atmospheres of planets originated," study author Arjun Berera, a professor in the School of Physics and Astronomy at the University of Edinburgh in Scotland, said in a statement.
"The streaming of fast space dust is found throughout planetary systems and could be a common factor in proliferating life," Berera added.
Berera isn't the first person to propose that organisms could hop from world to world throughout the cosmos. That basic idea, known as panspermia, has been around for thousands of years. It has received renewed interest recently, however, as scientists have demonstrated that some organisms — such as certain bacteria, and micro-animals known as tardigrades — can survive for extended periods in space.
https://www.space.com/38846-space-dust-panspermia-alien-life.html
Ciekawe czy można to zbadać doświadczalnie. A poza tym, jeśli powyższe wywody to prawda to w erze kosmicznej podczas lotów na ziemskie orbity i nie tylko proces ,,wywiewania" propagul ziemskich organizmów np. bakterii, archeanów czy grzybów powinien się bardzo nasilić. Przecież podczas wynoszenia ładunków na jakąkolwiek orbitę oprócz np. docelowego satelity dostaje się tam masa bakterii, grzybów itp. W związku z tym era kosmiczna znacznie nasiliłaby panspermię ziemskiego życia w przestrzeń międzyplanetarną a nawet międzygwiezdną (patrz misje Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 i 2 oraz New Horizons).
-
Hmm, raczej bym widział, że taka wywiana bakteria by trafiła na powierzchnię jakiegoś kamyczka, a potem (np wskutek delikatnej kolizji?) by schowała się głębiej, aby przetrzymać warunki przestrzeni kosmicznej i promieniowania?
Swego czasu pisałem o bakteriach zawleczonych na Enceladusa:
http://kosmonauta.net/2014/02/2014-02-08-panspermia/
Czyli taki proces może występować także "naturalnie".
-
Hmm, raczej bym widział, że taka wywiana bakteria by trafiła na powierzchnię jakiegoś kamyczka, a potem (np wskutek delikatnej kolizji?) by schowała się głębiej, aby przetrzymać warunki przestrzeni kosmicznej i promieniowania?
Swego czasu pisałem o bakteriach zawleczonych na Enceladusa:
http://kosmonauta.net/2014/02/2014-02-08-panspermia/
Czyli taki proces może występować także "naturalnie".
Można też pomyśleć o inwazji meteorytowych Europian i Enceladusian na planety wewnętrznego Układu Słonecznego :)
Tylko, że w arcie mowa o przenoszeniu nie za pomocą meteorytów a właściwie meteoroidów ale poprzez pył międzyplanetarny a potem wiatr słoneczny. Autorzy arta zapomnieli, że jednak w przestrzeni międzyplanetarnej spory mikrobów spotkałyby się z niezwykle zabójczym środowiskiem, zwłaszcza wskutek wszechobecnego promieniowania słonecznego jak i galaktycznego, które mogą zabijać spory mikrobów. Przecież DNA bombardowany promieniowaniem kosmicznym po pewnym czasie ulegnie zniszczeniu. Inna sprawa przetrwanie sporów mikrobów w meteorytach pochodzenia ziemskiego, zwłaszcza tych większych, gdzie materia meteoroidowa stanowiłaby lepszą lub gorszą osłonę przed promieniowaniem kosmicznym.
Poza tym w związku z Twoim powyższym postem Kanarku przyszło mi do głowy pytanie czy w najbliższych dekadach będziemy mogli zidentyfikować materię - meteoroidy przylatujące do nas z lodowych księżyców planet zewnętrznych? Na Ziemi toto chyba nie wyląduje a raczej wcześniej w atmosferze wyparuje. Tylko jak takie lodowe meteoroidy można by zidentyfikować a następnie złapać podczas lotu w kosmicznym otoczeniu Ziemi?
-
Hmm, rozumiem, że chciałbyś się dowiedzieć ile lodowych meteorytów z Enceladusa mogła napotkać Ziemia na swej drodze? Ciekawe pytanie! Chyba nie było na ten temat publikacji!
-
Hmm, rozumiem, że chciałbyś się dowiedzieć ile lodowych meteorytów z Enceladusa mogła napotkać Ziemia na swej drodze? Ciekawe pytanie! Chyba nie było na ten temat publikacji!
Mnie bardziej interesuje polowanie na taki lodowy meteoroid pochodzący z lodowych księżyców, zwłaszcza Europy i Enceladusa a może i Tytana 8) Chciałbym żeby coś takiego było złapane, sprowadzone na Ziemię i gruntownie przebadane w tym pod kątem egzobiologicznym 8)
-
Rosjanie się chwalą, że znaleźli bakterie na zewnętrznej powierzchni modułów ISS
Scientists have detected living bacteria "from outer space" in samples collected from the exterior of the International Space Station (ISS) during spacewalks, cosmonaut Anton Shkaplerov told Russia's state-owned TASS news agency.
These spacewalks were conducted by cosmonauts, who collected material from the Russian part of the ISS using cotton swabs, which were sent to Earth for analysis, Shkaplerov said.
Warto też przypomnieć odkryje naszych braci Słowian z 2014 r
And terrestrial organisms may have accidentally made their way to the ISS before, if a controversial 2014 claim by Russian space officials is to be believed. Back then, space station official Vladimir Solovyov announced, also via TASS, that sea plankton and other microorganisms had been spotted in cosmonauts' spacewalk samples.
The sea-plankton claim, and that of Shkaplerov, are based on Russian research, so NASA doesn't have much to say about them. Indeed, a NASA spokesman referred questions about Shkaplerov's space bacteria to Roscosmos, the Russian federal space agency.
https://www.space.com/38922-extraterrestrial-bacteria-international-space-station.html
A teraz się zastanawiam. Jeżeli wiadomości o tych bakteriach i innych mikrobach na powierzchni ISS są prawdziwe i nie uległy próbki skażeniu podczas powrotu na Ziemię czy w laboratorium, to skąd te mikroby się tam wzięły? Czy zostały zawleczone podczas załogowych misji statków dokujących do ISS, spacerów kosmicznych? Czy może jest to skutek wywiewania mikrobów z atmosfery w przestrzeń pozaziemską dzięki działaniu kosmicznego pyłu o czym wyżej, kilka postów wcześniej mowa?
Może warto by było zbadać powierzchnię innych ziemskich satelitów, zwłaszcza tych bezzałogowych. Czy podczas napraw Teleskopu Hubble'a było pobierane próbki jego powierzchni pod kątem biologicznym? Chyba nie, skoro o tym nic nie usłyszeliśmy......
-
Na poniższym dobrze znanym pamiętnym medialnie kolorowym zdjęciu:
Historyczne/pamiętne medialnie kolorowe zdjęcie zółtawo/brązowej powierzchni Marsa które zostało wykonane w czasie pamiętnej/historycznej misji badawczej Pathfinder latem 1997 roku. Źródło: NASA.
(http://www.urania.edu.pl/pliki/field/image/mars_pathfinder.jpg)
(http://coryneforms.weebly.com/uploads/2/4/6/6/24666870/6607841_orig.jpg)
(https://www.astronomy.com/wp-content/uploads/2023/02/SEM_of_Arthrobacter_chlorophenolicus.jpg)
Licznie wysyłane badawcze misje marsjańskie wciąż bezowocnie szukają potencjalnego marsjańskiego życia na Czerwonej Planecie już od wielu lat.
Najważniejsze pytanie czy na Marsie mogło kiedyś rozwinąć się ichniejsze marsjańskie życie automatycznie pociąga za sobą inne na które naukowcy wciąż poszukują naukowej odpowiedzi.
Jednym z takich wielu naukowych pytań jest problem ekstremalnych warunków które panują obecnie na Marsie i czy potencjalne organizmy marsjańskie mogłyby w nich przetrwać aż do naszych czasów?
Najnowsze badania dowodzą że tak.
Ostatnie badania oficjalnie opublikowane w czasopiśmie Extremophiles dowodzą że zamarznięte ziemskie mikroorganizmy mogłyby przetrwać surowe warunki panujące na Marsie przez miliony lat.
Grupa naukowców z Lomonosov Moscow State University przeprowadziła badania które skupiły się na naturalnie występujących ziemskich bakteriach w skałach osadowych wiecznej zmarzliny Arktyki.
Ten obszar jest jednym z najlepszych odpowiedników marsjańskiego regolitu jakie obecnie występują na Ziemi.
W ramach przeprowadzonego eksperymentu ziemskie mikroorganizmy poddano podobnym warunkom, jakie obecnie panują na Marsie, czyli między innymi intensywnemu promieniowaniu gamma (100 kGy), bardzo niskim temperaturom (wynoszącym minus 50 stopni Celsjusza poniżej zera) i ciśnieniu (133 Pa) oraz dodatkowemu odwodnieniu.
Wyniki były zaskakujące.
Duża liczba ziemskich bakterii niespodziewanie przetrwała symulowany marsjański klimat co w znacznym stopniu poprawia szanse na odnalezienie potencjalnych obcych mikrobów na Marsie, które również przetrwały dotąd w ichniejszym lodowym regolicie.
Vladimir S. Cheptsov z Lomonosov Moscow State University autor tych swoich badań, podkreśla, że bardzo ważnym aspektem tego eksperymentu było wykorzystanie naturalnie występujących grup bakterii, przeciwnie do większości badań, które są oparte na analizie pojedynczych kultur.
Pozwoli to na lepsze porównanie wyników z warunkami naturalnymi.
Po ekspozycji na działanie promieniowania całościowa liczba komórek prokariotycznych i aktywnych metabolicznie pozostała taka sama, mimo zmiany bakterii dominujących w badanej próbce.
Dominującym rodzajem został Arthrobacter co sugeruje że takie bakterie mogą być bardziej odporne na ekstremalne warunki którym zostały one poddane.
Wyniki które uzyskał Cheptsov są o tyle niezwykłe o ile żadne dotychczasowe wcześniejsze eksperymenty nie wykazały żeby takie mikroby mogły przetrwać ilości promieniowania przekraczające 80 kGy czyli wartości nawet niższe niż te wykorzystane w badaniach Cheptsova.
Naukowcy sugerują że ten zadziwiający fakt można przypisać naturalnej bioróżnorodności próbki będącej podstawą ich badania.
Badanie Cheptsova może odnosić się nie tylko do samego marsjańskiego środowiska Marsa.
Naukowcy poszukujący możliwych miejsc do rozwoju potencjalnego obcego życia w naszym Układzie Słonecznym skupiają się głównie na wielu naturalnych wodno-lodowych księżycach takich jak chociażby saturnowy Enceladus czy jowiszowa Europa.
Według Cheptsova wyniki jego badań mogą również odnosić się do środowisk “innych obiektów w Układzie Słonecznym i wnętrz małych ciał w dalszej przestrzeni kosmicznej”.
https://www.astronomy.com/science/is-there-frozen-life-on-mars/ (https://www.astronomy.com/science/is-there-frozen-life-on-mars/)
https://link.springer.com/article/10.1007/s00792-017-0966-7 (https://link.springer.com/article/10.1007/s00792-017-0966-7)
http://www.urania.edu.pl/wiadomosci/czy-na-marsie-moglo-przetrwac-zycie-3779.html (http://www.urania.edu.pl/wiadomosci/czy-na-marsie-moglo-przetrwac-zycie-3779.html)
-
Żeby tu chodziło o czas rzędu pojedynczych milionów lat to rozumiem. Tylko, że na Marsie warunki niesprzyjające życiu istnieją, nie od kilku, kilkunastu czy kilkuset milionów lat ale kilku miliardów lat, gdy atmosfera Czerwonej Planety ulotniła się w przestrzeń kosmiczną. Wątpię, żeby od tego czasu jakiekolwiek mikroorganizmy przetrwały w wierzchniej warstwie regolitu planety. Chyba, że rozważamy tu organizmy posiadające egzotyczny dla nas metabolizm np. pomagający przeżyć w okresowo pojawiających się mokrych solankach podczas zimnych nocy w okolicach równika np. u Curiosity lub w okolicach podbiegunowych.
Inna sprawa to istnienie mikroorganizmów marsjańskich w głębokich warstwach gruntu, np. w sąsiedztwie drzemiącego wulkanu albo pokładów lodu wodnego lub ciekłej wody. Tam to mogą istnieć nisze w których ewentualne autochtoniczne życie mogło się schronić i trwa już od miliardów lat. Na Ziemi na głębokości kilometrów też odkrywamy różne mikroby żyjące nawet we wnętrzu skał np. granitów 8)
-
Sygnaturą życia może być jednoczesne występowanie metanu i CO2 przy braku tlenku węgla.
A new ‘atmospheric disequilibrium’ could help detect life on other planets
January 24, 2018Hannah Hickey UW News
(https://www.washington.edu/news/files/2018/01/AtmosphereDisequilibrium.jpg)
Future telescopes like the James Webb Space Telescope (right) will observe the atmospheres of distant planets to seek evidence of life. Earth (top left) has several gases in its atmosphere that reveal the presence of life, primarily oxygen and ozone. The new study finds that for the early Earth (bottom left), the combination of abundant methane and carbon dioxide would provide an alternative sign of life.NASA/Wikimedia Commons/Joshua Krissansen-Totton
(...) The new study looks at the history of life on Earth, the one inhabited planet we know, to find times where the planet’s atmosphere contained a mixture of gases that are out of equilibrium and could exist only in the presence of living organisms — anything from pond scum to giant redwoods. In fact, life’s ability to make large amounts of oxygen has only occurred in the past one-eighth of Earth’s history.
By taking a longer view, the researchers identified a new combination of gases that would provide evidence of life: methane plus carbon dioxide, minus carbon monoxide.
“We need to look for fairly abundant methane and carbon dioxide on a world that has liquid water at its surface, and find an absence of carbon monoxide,” said co-author David Catling, a UW professor of Earth and space sciences. “Our study shows that this combination would be a compelling sign of life. What’s exciting is that our suggestion is doable, and may lead to the historic discovery of an extraterrestrial biosphere in the not-too-distant future.” (...)
https://www.washington.edu/news/2018/01/24/a-new-atmospheric-disequilibrium-could-help-detect-life-on-other-planets/
-
Niemiecko-austriacki zespół naukowy poinformował na łamach Nature Communications, że najbliższe pozaziemskie życie może istnieć na Enceladusie, księżycu Saturna. Zdaniem uczonych mogą na nim panować idealne warunki dla archeanów (archeobakterii). Te jednokomórkowe organizmy są znajdowane w najbardziej ekstremalnych środowiskach na Ziemi. Uczeni z Austrii i Niemiec symulowali w laboratorium warunki, jakie mogą istnieć na Enceladusie i okazało się, że produkujący metan archean Methanothermococcus okinawensis świetnie sobie w tych warunkach radzi.
http://kopalniawiedzy.pl/archean-zycie-Enceladus,27830
A tutaj oryginał artykułu:
https://www.nature.com/articles/s41467-018-02876-y
8)
Enceladus bije na głowę Europę jeśli chodzi o egzobiologię a NASA uparła się wysyłać misję do najmniejszego księżyca galileuszowego Jowisza ::) Skoro ESA wysyła już EJSMO to Amerykanie niech lecą do Enceladusa swoim Clipperem by badać ten księżyc 8)
I jeszcze artykuł z space.com:
https://www.space.com/39819-saturn-moon-enceladus-methane-microbes.html
-
Biorąc pod uwagę ekspozycję zarodników pleśni na promieniowanie rentgenowskie, to mogą one przetrzymać 200-krotnie większą dawkę niż organizm człowieka, czyli np. na zewnątrz ISS mogłyby przetrwać.
W przyszłości dokładniej zostanie zbadany jednoczesny wpływ wielu ekstremalnych czynników na zarodniki pleśni.
SPACE STATION MOLD SURVIVES HIGH DOSES OF IONIZING RADIATION
27 June 2019
(...) New research being presented here finds mold spores may also survive on the outside walls of spacecraft.
Spores of the two most common types of mold on the ISS, Aspergillus and Pennicillium, survive X-ray exposure at 200 times the dose that would kill a human, according to Marta Cortesão, a microbiologist at the German Aerospace Center (DLR) in Cologne, who will present the new research Friday at the 2019 Astrobiology Science Conference (AbSciCon 2019). (...)
Cortesão simulated space radiation in the laboratory, hitting fungal spores with ionizing radiation from X-rays, heavy ions and a type of high-frequency ultraviolet light that doesn’t reach Earth’s surface but is present in space. Ionizing radiation kills cells by damaging their DNA and other essential cellular infrastructure. Earth’s magnetic field protects spacecraft in low Earth orbit, like the ISS, from the heavy radiation out in interplanetary space. But spacecraft going to the Moon or Mars would be exposed.
The spores survived exposure to X-rays up to 1000 gray, exposure to heavy ions at 500 gray and exposure to ultraviolet light up to 3000 joules per meter squared. Gray is a measure of absorbed dose of ionizing radiation, or joules of radiation energy per kilogram of tissue. Five gray is enough to kill a person. Half a gray is the threshold for radiation sickness.
A 180-day voyage to Mars is expected to expose spacecraft and their passengers to a cumulative dose of about 0.7 gray. Aspergillus spores would be expected to easily survive this bombardment. The new research did not address their ability to withstand the combination of radiation, vacuum, cold, and low gravity in space. Experiments designed to test fungal growth in microgravity are set to launch in late 2019.
https://news.agu.org/press-release/space-station-mold-survives-high-doses-of-ionizing-radiation/
http://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=3452.msg133729#msg133729
http://www.forum.kosmonauta.net/index.php?topic=3272.msg134117#msg134117
-
Hej, może ktoś wie: czy są w tej chwili planowane, przygotowywane lub realizowane programy mające na celu bezpośrednią obserwację egzoplanet, w tym obserwację pod kątem wykrywania sygnatur życia (typu ziemskiego)?
-
Jeszcze długo na odległość pod tym względem będą prowadzone badania.
Sporo nadzieje wiąże się z JWST.
(...) NASA's $8.8 billion James Webb Space Telescope (JWST), which should launch in 2018, will be able to perform atmospheric studies of the rocky worlds found by TESS. Indeed, TESS should discover dozens of "super-Earths" — planets slightly bigger than Earth — whose atmospheres JWST can probe, NASA officials have said. So, if life is common and widespread throughout the Milky Way galaxy, the TESS-JWST pair should give researchers a decent shot at detecting it. (...)
https://www.space.com/31519-alien-life-hunt-biosignatures-exoplanet-atmospheres.html
O kwestiach teoretycznych związanych z biosygnaturami na egzoplanetach https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2017.1737
O planowanych misjach: https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2017.1733
-
Mówiąc o bezpośredniej obserwacji, nie miałem na myśli misji międzygwiezdnych ;)
-
Wątek jest dość cichy jak na kilkuletni staż i setki badań naukowych, które zostały opublikowane w tym czasie. Sam niestety szybko porzuciłem jego aktualizowanie z powodu niemałego rozczarowania astrobiologią, ale liczyłem, że to się zmieni w przyszłości. Na razie - nie zmieniło się, więc zapraszam do wyjaśnienia z perspektywy insajdera.
Naukowy problem z astrobiologią jest jasny - mamy tylko jeden przykład życia. Życie na Ziemi ma bardzo dużo cech wspólnych i wszystko wskazuje na to, że powstało tylko raz, a to co teraz obserwujemy jest efektem "zamrożonego wypadku". Trudno więc z biologii wyjść do astrobiologii, tak jak z fizyki wychodzi się do astrofizyki. Usłyszałem świetne porównanie, że to bardziej tak, jakby próbować wyjść z kosmologii do astrokosmologii, z poszukiwań multiwersów zrobić osobną dziedzinę nauki.
Technicznie od astrobiologii również bije sztuczność. Dziedzina została utworzona przez NASA, nadal jest w całości tam skumulowana i promowana, natomiast środowiska naukowe w zasadzie zapomniałyby o tym określeniu z dnia na dzień, gdyby NASA przestała rozdawać granty z naklejką "astrobiologia". Jest parę osób, które określają się astrobiologiami, ale praktycznie zawsze to osoby nie posiadające ekspertyzy w astronomii ani biologii, za to np. geolodzy czy fizycy teoretyczni. Nie mówię o tym by przerzucać się etykietami, tylko by zaznaczyć, że w związku z tym te osoby często nie mają pojęcia chociażby o funkcjonowaniu ewolucji, czyli absolutnie elementarnej (i uniwersalnej) wiedzy dla każdego biologa. Nie da się pozbyć wrażenia, że hasło astrobiologia pełni głównie rolę naukowej przepustki do dywagacji na temat życia przez osoby, które nie mają nic wspólnego z badaniami na temat życia.
I tutaj dochodzimy już do aspektu praktycznego, czyli treści badań naukowych w dziedzinie astrobiologii. Przede wszystkim są one oczywiście hipotetyczno-teoretyczne, bez żadnych aspektów eksperymentalnych. To nic złego jeśli stoją za nimi ludzie z dużą wiedzą, ale niestety, jak już opisałem, są to często wywody na poziomie liceum, które z niewiadomych powodów przeszły peer review (pewnie dlatego, że oceniali je inni ludzie na podobnym poziomie, również parający się astrobiologią). Rzutuje to niestety na eksperymentalne badania astrobiologiczne, ze słynnymi już wpadkami jak chociażby geolog, która stwierdziła odkrycie organizmów żywiących się arsenikiem, które to odkrycie zostało szybko podważone. Same eksperymentalne granty astrobiologiczne sprowadzają dziedzinę do badań ekstremofili, które oczywiście są wdzięcznym tematem badań naukowych, jednak nie ma większego związku z powstaniem życia ani z życiem na obcych planetach (ekstremofile są niezwykle skomplikowane, a swój sukces zawdzięczają miliardom lat ewolucji - po takim czasie życie wielokomórkowe przyćmi adaptacje jednokomórkowców, vide nasz ziemski niesporczak).
Podsumowując: astrobiologia jest zaskakująco daleko nie tylko od naturalnej, ale nawet od rzetelnej dziedziny naukowej. Natomiast moje osobiste rozczarowanie wynika z tego jak niewiele biologii jest w astrobiologii, zupełnie jakby astrofizyka była dziedziną praktykowaną bez uwzględnienia praw fizycznych.
-
Czy są planety “lepsze” od Ziemi?
BY KRZYSZTOF KANAWKA ON 4 PAŹDZIERNIKA 2019
(...) Wspomniana praca skupia się na ocenie możliwości powstania i utrzymania życia na skalistych planetach. Jednym z parametrów wziętych pod uwagę jest orbita planety, która oczywiście powinna znajdować się wewnątrz ekosfery swojej gwiazdy. Według najczęściej stosowanych wyliczeń ekosfery nasza Ziemia krąży bliżej wewnętrznej granicy tej strefy niż jej środka. Dla długoterminowego zapewnienia życia na planecie bardziej optymalne by było, gdyby planeta krążyła bliżej środkowej części ekosfery niż którejkolwiek z jej krawędzi.
Ponadto, Heller i Armstrong uważają, że ani czerwone karły ani też gwiazdy podobne do Słońca to najlepsze gwiazdy dla planet typu Ziemia. Najlepszymi mogą być gwiazdy typu K, gdyż będą one świecić stabilnie nawet przez kilkadziesiąt miliardów lat. (...)
https://kosmonauta.net/2019/10/czy-sa-planety-lepsze-od-ziemi/
-
W przeszłości astronauci przechodzili kwarantannę na Ziemi po powrocie z Księżyca. Można zatem powiedzieć, że Księżyc jest już przetestowany pod względem niewystępowania tam drobnoustrojów.
Ciekawe , czy wobec istnienia ryzyka zakażenia Ziemian próbkami gruntu z innych globów pojawią się projekty przeniesienia ich badań np. na Srebrny Glob ?
Coronavirus Could Preview What Will Happen When Alien Life Reaches Earth
BY JEFFREY KLUGER MARCH 2, 2020
(https://api.time.com/wp-content/uploads/2020/02/464422main_S69-21365_full.jpg?w=800&quality=85)
President Nixon talking to the Apollo 11 crew members (left to right: Neil A. Armstrong, Michael Collins, and Buzz Aldrin Jr.) while the astronauts were in quarantine after returning to Earth from their trip to the moon. NASA
COVID-19 is an entirely terrestrial problem, one that has not a lick to do with space, and yet consider that even as the virus rages, NASA is poised to launch a new rover to Mars in July that will look for microbial life and gather up some rock and soil samples, which will be brought back to Earth—potentially containing that microbial life—on a later mission. So: how do you think that’s going to work out? (...)
The odds of finding life on Mars are unknown and unknowable. The odds of being able to scoop it up and bring it back to Earth intact add a further degree of uncertainty. And the risk of a pathogen escaping and a pandemic ensuing, while not impossible, feels far more the stuff of a screenplay than a journal paper.
Still, the risk exists. Even in Level 4 labs—the strictest kind of bio-containment facilities—there is always a non-zero chance that something could escape. So, imagine it did and people did become infected. Put aside for a moment the impact on their health, would they not merely be racialized, but extraterrestrialized—as somehow not even fully human anymore? (...)
https://time.com/5793520/coronavirus-alien-life/
-
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.
http://www.youtube.com/watch?v=086N-X1Bd2o
https://www.youtube.com/watch?v=086N-X1Bd2o&feature=emb_title
(...)
https://kosmonauta.net/2020/09/oceaniczne-swiaty-gdzie-moze-skrywac-sie-zycie/
-
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
-
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 :)
-
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.
https://www.youtube.com/watch?v=O_ZD-uXvlMk
http://www.youtube.com/watch?v=O_ZD-uXvlMk
Tu chyba to badanie: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.02050/full
-
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/
https://www.youtube.com/watch?v=esLmVJLuXLM
-
Gryzonie w kosmosie.
Tam gdzie są ludzie tam przeważnie lub zawsze są także i myszy.
Nie inaczej jest także w przypadku badań biologicznych prowadzonych w kosmosie.
Mus musculus (mysz domowa) jest organizmem powszechnie wykorzystywanym w badaniach biologicznych.
Naukowcy wybierają właśnie ten gatunek gryzoni ze względu na ich mały rozmiar, szybki cykl życiowy, niskie koszty i łatwość ich utrzymania oraz dodatkowo na ich materiał genetyczny który jest łudząco podobny do ludzkiego materiału genetycznego.
(http://www.youtube.com/watch?v=ryCHUtHZZ0E)
Życie myszy w kosmosie w trakcie ich pierwszej biologicznej misji w 2014 roku. Źródło: NASA.
Uczeni cały czas starają się zrozumieć to jak mikrograwitacja czy promieniowanie kosmiczne wpłynie na organizmy astronautów w trakcie długotrwałych misji kosmicznych zarówno na Księżyc i na znacznie dalszego Marsa.
W tym celu przeprowadzane są przeróżne badania nie tylko na Ziemi z udziałem organizmów podobnych do ludzkich pod względem ich biologii układów po to żeby zidentyfikować skutki misji kosmicznych.
Siedlisko tych gryzoni w przestrzeni kosmicznej.
W 2014 roku swój debiut miał zupełnie nowy system sprzętowy do biologicznych badań nad tymi gryzoniami wysłany na stację ISS w ramach programu badawczego Rodent Research (RR).
Badania tego projektu badawczego skupiały się głównie wokół wpływu mikrograwitacji i przebywania w przestrzeni kosmicznej na różne układy czy na różne mechanizmy w ich organizmie oraz miały one 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 tutaj na Ziemi.
Innym celem do realizacji wyznaczonym przez naukowców był test tego sprzętu który się powiódł.
System ten składa się z trzech modułów a pierwszy z nich stanowi transporter w którym te myszy zostały przetransportowane na Międzynarodową Stację Kosmiczną ISS.
Po ich przybyciu do celu te gryzonie zostały potem przeniesione do modułu drugiego będącego ich siedliskiem w którym spędziły one całą tą misję.
Część trzecia stanowiła jednostkę wykorzystywaną do bezpiecznego przenoszenia tych biologicznie badanych zwierząt z transportera do ich siedliska.
(https://astronet.pl/wp-content/uploads/2023/03/rr_hardware_system_acd13-0108-056_0_1_0-2-750x420.jpg)
System sprzętowy do biologicznych badań nad tymi biologicznie badanymi gryzoniami składający się z trzech modułów:
Transportowego, pośredniego i z ich siedliska.
Ten program nie zakończył się tylko na tej jednej pierwszej debiutanckiej misji.
Po zaobserwowaniu że te myszy zangażowały się we wszystkie typowe dla ich gatunku aktywności ci ciekawi naukowcy zapragnęli wiedzieć jeszcze więcej.
W związku z tym przeprowadzono szereg nowych misji w ramach tego programu które miały pomóc nam odpowiedzieć na nurtujące nas odwieczne pytania.
Rodent Research ciąg dalszy.
Nic już nie stało na przeszkodzie do jak najszybszego zaczęcia 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.
(https://astronet.pl/wp-content/uploads/2023/03/anne-RR2.jpg)
Anne McClain podczas misji badawczej RR-2.
Przeprowadzone badania dawały realną nadzieję na zbliżenie się do odkryć które sprawią że będziemy mogli profilaktycznie zapobiegać negatywnym skutkom zdrowotnym lotów kosmicznych.
A od dawna dobrze jest wiadome to że zawsze lepiej jest czemuś profilaktycznie zapobiegać niż to potem leczyć ale trzeba również jest wiedzieć jak coś leczyć.
Wiemy już że za długie przebywanie w przestrzeni kosmicznej czyli w warunkach mikrograwitacji zawsze powoduje stopniowe osłabienie układu kostno-stawowego i stopniowy zanik mięśni.
Sprawia to że przestrzeń kosmiczna ze swoją całkowitą nieważkością jest miejscem idealnym do badawczego wystawienia wszystkich mięśni na warunki powodujące ich atrofię (zanik mięśni) w celach badawczych.
Nieskorzystanie z możliwości przeprowadzenia takich eksperymentów w tych warunkach 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 tej współpracy była ocena nowego potencjalnego leczenia zaniku i osłabienia układu mięśniowego.
Udało się ocenić zdolności do zapobiegania chorobom u myszy narażonych na ich długotrwałe przebywanie w przestrzeni kosmicznej.
Naukowcy wciąż nie poddają się szukając odpowiedzi.
Kolejne badania opierały się na zidentyfikowaniu kolejnych negatywnych skutków długotrwałych misji kosmicznych na układ kostny, mięśniowy, krwionośny, pokarmowy, odpornościowy czy nawet nerwowy a w tym także 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 każdego 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 ci naukowcy postanowili dokładnie się przyjrzeć jak radzą sobie te mikroorganizmy w warunkach mikrograwitacji oraz jaki wpływ będzie to miało na funkcjonowanie ich organizmu w którym się znajdują.
Ciężko jest wyobrazić sobie nieuniknione i kłopotliwe problemy jelitowe będąc aż 10 km od domu a co dopiero hen daleko na innej dalekiej planecie.
Patrząc na ten opisany wyżej problem szybko można zmienić pochobne 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 jak na razie zostaje nam tylko zapobieganie.
Wyniki tych 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 negatywnych skutków ubocznych pozostają tylko marzeniem ale zawsze pozostaje nam nadzieja na jakiś przełom w nauce. Taką nadzieję dają nam te gryzonie.
(https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/iss041e051099_0.jpg)
https://www.youtube.com/watch?v=ryCHUtHZZ0E&t=65s (https://www.youtube.com/watch?v=ryCHUtHZZ0E&t=65s)
https://www.issnationallab.org/publication-highlights-results-from-first-rodent-research-mission/ (https://www.issnationallab.org/publication-highlights-results-from-first-rodent-research-mission/)
https://www.nasa.gov/ames/rodent-research (https://www.nasa.gov/ames/rodent-research)
https://www.nasa.gov/feature/ames/studying-behavior-in-space-shows-mice-adapt-to-microgravity (https://www.nasa.gov/feature/ames/studying-behavior-in-space-shows-mice-adapt-to-microgravity)
-
Egzoplanety typu „Hycean” mogą jednak nie być w stanie biologicznie podtrzymać ich życia.
Czy potencjalne życie poza Ziemią istnieje?
Od wielu lat astrobiolodzy szukają odpowiedzi na to ciekawe pytanie.
Wspaniałym uczuciem byłoby kiedyś usłyszeć w telewizji czy w radiu miłą informację o tym że ci 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 błędnie 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 ichniejsze życie.
Z jakiego powodu dotychczas błędnie sądzono że na tych egzoplanetach mogłoby potencjalnie występować potencjalne ichniejsze życie?
Nie od dziś wiadomo że woda H2O jest niezbędna życiu.
Prawdopodobnie także to w niej powstało oryginalne pierwsze 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 jest jedyna tego przyczyna.
Posiadają one również swoją dodatkową gęstą atmosferę wodorową.
Ten czynnik sprawia zaś że takie planety są w stanie długo utrzymać te swoje oceany.
Dodatkowo znana jest także specyficzna grupa mikroorganizmów które są w stanie przeżyć a nawet rozwijać się w środowiskach bogatych w wodór H2 na tej Ziemi.
Wszystko to może wskazywać na to że na tych egzoplanetach potencjalnie panują warunki wręcz idealne dla przetrwania ichniejszego życia.
Dlaczego ci naukowcy jednak zwątpili w potencjał planet z idealnymi warunkami środowiskowymi?
Atmosfera wodorowa jednak wcale nie jest aż taka idealna jak dotychczas błędnie przypuszczano.
Mimo faktu że to własnie dzięki niej taka planeta mogłaby utrzymać swoje oceany posiada ona także właściwości które wykluczają planety „Hycean” z kategorii potencjalnych światów na których mogłoby istnieć potencjalne życie.
Powodem tego stanu rzeczy jest odmienna absorpcja światła przez ichniejszą atmosferę.
Ziemska atmosfera absorbuje światło o określonej długości fali jednakże wodorowa atmosfera pochłania fale odmiennej długości i dodatkowo 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 ciśnienie ziemskie to jest cecha charakterystyczna dla tego typu planet.
Przy takim ciśnieniu ich wodorowej atmosfery na takiej planecie typu „Hycean” umieszczonej w identycznej odległości od swojej macierzystej gwiazdy centralnej jak Ziemia od Słońca jej temperatura wzrosłaby do takiego stopnia że jej oceany stałyby się „nadkrytyczne”.
Oznacza to tyle że w wyniku tego zjawiska ichniejsze oceany niestety zaczęłyby parować.
Takim sposobem wodorowa atmosfera która miałaby sprawić że na takiej planecie będą panować warunki idealne powoduje że jej potencjalne życie na niej jednak nie mogłoby istnieć.
(https://astronet.pl/wp-content/uploads/2023/05/GrbSZEepPjJCdbqR5TRzqP-970-80.jpg-750x422.webp)
Artystyczna ilustracja widoku z mórz na egzoplanetę typu „Hycean”.
Z ostatnich badań wynika że szukanie światów typu „Hycean” w odległości 1 AU od ich gwiazdy macierzystej nie ma sensu ponieważ i tak jako ludzkość nie znajdziemy na nich żadnego ichniejszego życia.
Granice w których naukowcy mogliby szukać takich światów zostały znacznie przesunięte aż do dystansu 3,85 AU czyli do prawie 4 odległości Ziemi od Słońca!
Niestety znacząco ogranicza to zakres występowania takich hipotetycznych światów.
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://bigthink.com/wp-content/uploads/2021/09/27375118.jpg?fit=1200,675)
https://www.space.com/hycean-exoplanets-may-not-support-life (https://www.space.com/hycean-exoplanets-may-not-support-life)
https://arxiv.org/abs/2304.02698 (https://arxiv.org/abs/2304.02698)
https://bigthink.com/hard-science/hycean-worlds-habitable-exoplanets/ (https://bigthink.com/hard-science/hycean-worlds-habitable-exoplanets/)
-
Ta niezwykła ziemska roślina pustynna mogłaby rosnąć na Marsie!
Na ilustracji:
Ziemski mech pustynny syntrichia caninervis.
Źródło: Sheri Hagwood, USDA-NRCS PLANTS Database
(https://www.urania.edu.pl/sites/default/files/styles/max_1300x800/public/2024-07/Syntrichia-caninervis-scaled.jpg?itok=qwuq22Mh)
Mech pustynny Syntrichia caninervis może być kluczem do kolonizacji Marsa ze względu na swoją zdolność do jego 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 on jest 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 ich wcześniejsze odwodnienie wydawało się zwiększać zdolność tego 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 ci 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.
(https://www.urania.edu.pl/sites/default/files/inline-images/gr1_lrg.jpg)
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 jest pospolity gatunek mchu o szerokim zasięgu globalnym.
Rośnie w ekstremalnych środowiskach pustynnych w tym w Tybecie, Antarktydzie i w 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 ci naukowcy postanowili przetestować jego granice w laboratorium.
Żeby przetestować tolerancję tego mchu na zimno ci naukowcy przechowywali rośliny w temperaturze -80°C (w zamrażarce ultrazimnej) przez 3 i 5 lat oraz w temperaturze -196°C (w zbiorniku z kriogenicznym ciekłym azotem LN) przez 15 i 30 dni.
We wszystkich przypadkach te 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 zwykle doświadczają silnych drgawek i śmierci po ich narażeniu na błyskawicznie otrzymaną dawkę około 50 Gy.
Nasze wyniki wskazują że S. caninervis należy do najbardziej odpornych na promieniowanie organizmów żywych - piszą ci naukowcy.
(https://www.urania.edu.pl/sites/default/files/inline-images/gr3_lrg.jpg)
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 kriogenicznym ciekłym azotem) przez 15 lub 30 dni.
Następnie te rośliny przeniesiono na wysterylizowany piasek w celu ich regeneracji w cyklu 16 godzin światła/8 godzin ciemności przy temperaturze dnia/nocy wynoszącej odpowiednio: 20°C/8°C.
Te badane rośliny podlewano co 3 dni.
(B) Zmiany morfologiczne w okresie ich 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 ich 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 dobrze pokazują te zregenerowane gałęzie.
(F i G) Liczba zregenerowanych gałęzi na pojedynczych roślinach (F) i wskaźniki regeneracji (G) po ich utrzymywaniu w temperaturze -196°C przez 15 lub 30 dni.
Źródło: DOI: 10.1016/j.xinn.2024.100657
Symulacja środowiska marskańskiego.
Na koniec ci naukowcy przetestowali zdolność mchu do przetrwania warunków podobnych do marsjańskich korzystając z Planetary Atmospheres Simulation Facility Chińskiej Akademii Nauk.
Warunki marsjańskie tego symulatora obejmowały powietrze składające się w 95% z CO2 temperaturę wahającą się od -60°C do plus 20°C wysoki poziom promieniowania UV i dodatkowo niskie ciśnienienie atmosferyczne.
Wysuszone rośliny mchu osiągnęły pełny 100% wskaźnik ich regeneracji w ciągu 30 dni po ich poddaniu symulowanym warunkom marsjańskim przez odpowiednio: 1, 2, 3 i 7 dni.
Nawodnione rośliny które poddano działaniu symulatora tylko przez jeden dzień również przeżyły chociaż zregenerowały się wolniej niż ich wysuszone odpowiedniki.
Chociaż wciąż jest za daleka droga do stworzenia samowystarczalnych siedlisk na innych planetach wykazaliśmy ogromny potencjał S. caninervis jako rośliny pionierskiej do wzrostu na Marsie - piszą ci naukowcy.
Patrząc w przyszłość spodziewamy się że ten obiecujący mech mógłby zostać przywieziony na Marsa lub na Księżyc żeby dalej testować możliwość kolonizacji i wzrostu tych roślin w przestrzeni kosmicznej.
(https://www.urania.edu.pl/sites/default/files/inline-images/gr5_lrg.jpg)
Testy tolerancji w komorze eksperymentalnej imitującej to 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 tego eksperymentu.
Promieniowanie emitowane UV z lampy rtęciowej o mocy 500 W jest skupiane na filtrze szklanym i jest 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.
Ta wkładka pokazuje w jaki sposób te próbki były wystawiane na promieniowanie UV za pośrednictwem reflektora. (C)
Profil środowiskowy imitujący Marsa dobrze 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 tej badanej rośliny w symulowanych warunkach marsjańskich.
Czerwone groty strzałek dobrze pokazują te 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.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 (https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/ta-niezwykla-roslina-pustynna-moglaby-rosnac-na-marsie)
-
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.
-
Polecam ekstra podcast o potencjalnym życiu na Wenus, biosygnaturach i innych zagadnieniach związanych z życiem, nie tylko na Wenus.
https://www.youtube.com/watch?v=bZZS-Et6Iy4&si=ADDOWwQMoXxHTZmk