Η αναζήτηση εξωγήινης ζωής αποτελούσε ανέκαθεν βασικό κίνητρο για την εξερεύνηση του Διαστήματος. Αλλά αν ψάξουμε στον Άρη, τον Τιτάνα ή τους υπόγειους ωκεανούς της Ευρώπης ή του Εγκέλαδου, φαίνεται ότι το μόνο που μπορούμε να ελπίζουμε να βρούμε είναι ακραιόφιλα μικρόβια μήκους και πλάτους μόλις μερικών μικρομέτρων. Αυτά, μάλιστα, θα είναι δύσκολο να εντοπιστούν αν βασιστούμε σε ρομπότ που εργάζονται με περιορισμένη ανθρώπινη επίβλεψη και χωρίς όλα τα φανταχτερά μηχανήματα ανίχνευσης ζωής που διαθέτουμε εδώ στη Γη.
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, μια ομάδα Γερμανών ερευνητών του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Βερολίνου σκέφτηκε ότι, αντί να βάζει ένα ρομπότ να ψάχνει για μικρόβια, θα ήταν ευκολότερο και φθηνότερο να κάνει τα μικρόβια να έρθουν στο ρομπότ. Το μόνο συστατικό που τους έλειπε ήταν το κατάλληλο δόλωμα και φαίνεται ότι το βρήκαν!
Οι περισσότερες ιδέες που έχουμε για την ανίχνευση ζωής σε διαστημικές αποστολές βασίζονται στην αναζήτηση χημικών ιχνών ζωής, όπως διάφοροι μεταβολίτες. Οι πιο πρόσφατες αποστολές, συμπεριλαμβανομένου του Perseverance rover, δεν ήταν εξοπλισμένες με εξειδικευμένα όργανα ανίχνευσης ζωής. «Στον Άρη, η εστίαση ήταν στην αναζήτηση ενδείξεων πιθανών απολιθωμάτων αρχαίας ζωής ή άλλων ιχνών μικροβίων», αναφέρει ο Max Riekeles, αστροβιολόγος στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου. «Οι τελευταίες πραγματικές αποστολές επί τόπου ανίχνευσης ζωής πραγματοποιήθηκαν από τις προσεδαφίσεις Viking στον Άρη πριν από 40+ χρόνια».
Στην πιο πρόσφατη αποστολή δεν τοποθετήθηκαν πιο προηγμένα όργανα που θα μπορούσαν να εξετάσουν αξιόπιστα τις χημικές βιοϋπογραφές των μικροβίων που ζουν στον Άρη, επειδή τα όργανα αυτά θα προσέθεταν πολύ μεγάλη μάζα, θα αύξαναν την κατανάλωση ενέργειας και θα απαιτούσαν πρόσθετη υπολογιστική ισχύ. Έτσι, ο Riekeles και οι συνάδελφοί του πρότειναν ένα πολύ απλούστερο και ελαφρύτερο σύστημα ανίχνευσης που θα βασιζόταν στο πιο προφανές βιοσημάδι από όλα: την κίνηση. Όταν βλέπουμε κάτι να κινείται από μόνο του, πιθανότατα είναι ζωντανό!
Διαβάστε επίσης
Ωστόσο, πώς μπορείς να κάνεις ένα εξωγήινο μικρόβιο να κινηθεί; Από προηγούμενες έρευνες, ο Riekeles γνώριζε ότι τα περισσότερα μικρόβια, ακόμη και αυτά που ζουν σε ακραία περιβάλλοντα, έλκονται από την L-σερίνη, ένα αμινοξύ που χρησιμοποιείται από τους οργανισμούς στη Γη για τη δημιουργία πρωτεϊνών. Τα μικρόβια αντιλαμβάνονται την παρουσία της L-σερίνης στο περιβάλλον τους και κινούνται προς αυτήν, μια συμπεριφορά γνωστή ως χημειοταξία. «Επίσης, φαίνεται να υπάρχουν ενδείξεις ότι η L-σερίνη βρέθηκε εκτός της Γης και ήταν παρούσα στο περιβάλλον του Άρη», δήλωσε ο Riekeles.
Αφού ταξινομήθηκε το δόλωμα, η ομάδα επέλεξε τα πειραματόζωα της και οι μικροοργανισμοί που επιλέχθηκαν να παίξουν το ρόλο των εξωγήινων ήταν ακραιόφιλα βακτήρια. Διάλεξαν αρκετά, μεταξύ των οποίων το Bacillus subtilis, το οποίο μπορεί να επιβιώσει σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους 100° C, και το Pseudoalteromonas haloplanktis, το οποίο ζούσε στα κρύα νερά της Ανταρκτικής. Ο τρίτος οργανισμός που χρησιμοποίησαν ήταν το Haloferax volcanii, ένα αρχέγονο που κατοικεί σε εξαιρετικά αλατούχα περιβάλλοντα όπως η Νεκρά Θάλασσα. «Αυτός ο οργανισμός παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για εμάς επειδή γνωρίζουμε από φασματικά στοιχεία ότι φαίνεται να υπάρχει πολύ αλάτι στον Άρη», εξηγεί ο Riekeles.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γυάλινα δοχεία χωρισμένα σε δύο θαλάμους που χωρίζονται από ένα φράγμα. Τα δείγματα με τα μικρόβια κατέληγαν στον ένα θάλαμο, η L-σερίνη στον άλλο και το φράγμα, που σχηματίστηκε με τη χρήση ενός τζελ, διαμορφώθηκε έτσι ώστε να είναι διαπερατό από τα μικρόβια αλλά αδιαπέραστο από τα αβιοτικά σωματίδια. Στη συνέχεια, ο Riekeles και οι συνεργάτες του παρακολουθούσαν τα δοχεία χρησιμοποιώντας ένα μάλλον απλό μικροσκόπιο, αναζητώντας σταγόνες μικροβίων που σχηματίζονταν στον θάλαμο της L-σερίνης. Οι σταγόνες παρατηρήθηκαν σε πειράματα και με τα τρία μικρόβια, τα οποία μετακόμισαν στους θαλάμους L-σερίνης μέσα σε μιάμιση ώρα περίπου. Εντοπίστηκε κίνηση, επιβεβαιώθηκε η ζωή!
Διαβάστε επίσης
Το πρόβλημα είναι ότι ένα τέτοιο σύστημα ανίχνευσης ζωής θα πρέπει να λειτουργεί καλά, υπό την προϋπόθεση ότι τα πιθανά εξωγήινα μικρόβια μοιάζουν με τα μικρόβια στη Γη. Αλλά τι γίνεται αν η εξωγήινη ζωή αποδειχθεί λίγο πιο παράξενη;
Σε πρώτη ανάγνωση, η ιδέα του Riekeles να ποντάρει στην κινητικότητα ως βιοσημάδι φαίνεται αρκετά στιβαρή απέναντι σε πιθανές διαφορετικές χημικές ιδιότητες και φύσεις της εξωγήινης ζωής. «Μπορείτε να φανταστείτε ζωή που δεν είναι παρόμοια με τη δική μας, αλλά παρόλα αυτά εξέλιξε την κινητικότητα ακριβώς επειδή η κινητικότητα είναι εξαιρετικά χρήσιμη από την άποψη της εξέλιξης», λέει ο Reikeles.
Αλλά οι περιορισμοί αρχίζουν να εμφανίζονται όταν βυθίζεσαι περισσότερο στις λεπτομέρειες. Ο πιο προφανής περιορισμός είναι ότι μόνο το 40% περίπου των προκαρυωτών στη Γη μπορεί να κινηθεί. Αν αυτό το ποσοστό ισχύει και για τους εξωγήινους κόσμους, θα χάσουμε πάνω από τα μισά πιθανά εξωγήινα μικρόβια από την αρχή. Και ακόμη και τα μικρόβια που μπορούν να κινηθούν μπορεί να αποδειχθούν λίγο παράξενα.
Διαβάστε επίσης
Το δεύτερο ζήτημα είναι το άγνωστο μέγεθος των εξωγήινων μικροβίων. Ο Riekeles και οι συνάδελφοί του γνώριζαν εκ των προτέρων πόσο μεγάλοι ήταν οι οργανισμοί που μελέτησαν, οπότε η διαπερατότητα των μεμβρανών που διαχωρίζουν τους θαλάμους ήταν ρυθμισμένη ώστε να αφήνει αυτά τα μικρόβια να περνούν. Τι θα γινόταν όμως αν οι εξωγήινοι αποδεικνύονταν λίγο μεγαλύτεροι από ό,τι αναμενόταν;
«Σε αυτό το σημείο δεν είμαστε σίγουροι για το είδος της μεμβράνης που θα ήταν καλύτερο για τις αποστολές στον Άρη. Επίσης, δεν γνωρίζουμε πώς θα λειτουργούσαν οι μεμβράνες μας στις θερμοκρασίες και την ατμόσφαιρα του Άρη. Ο σχεδιασμός μιας πιο καθολικής μεμβράνης θα είναι ένα ξεχωριστό ερευνητικό έργο», παραδέχεται ο Riekeles.
Ακόμα και αν το θέμα των μεμβρανών διευθετηθεί, παραμένει το ζήτημα της πιθανής διαφορετικής χημείας της εξωγήινης ζωής, ξεκινώντας από την αριστερόστροφη χειρομορφία. Η ζωή στη Γη βασίζεται σε αριστερόστροφα αμινοξέα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Riekeles χρησιμοποίησε L-σερίνη, αντί για R-σερίνη στα πειράματά του. Τι γίνεται όμως αν η ζωή σε εξωγήινους κόσμους εξελίχθηκε και επέλεξε τη δεξιόστροφη εκδοχή; Θα πρέπει να συμπεριλάβουμε και την R-σερίνη όταν στέλνουμε αποστολές στον Άρη ή αλλού, για παν ενδεχόμενο;
Διαβάστε επίσης
Και πώς θα δελεάσουμε τη ζωή που είναι εντελώς και όχι μόνο ελαφρώς εξωγήινη; Τι θα γίνει αν υποθέσουμε, μετά τα πειράματα μοριακής προσομοίωσης που έγιναν στο Πανεπιστήμιο Cornell το 2015, ότι κυτταρικές μεμβράνες από κυανιούχο βινύλιο θα μπορούσαν να σχηματιστούν στο υγρό μεθάνιο που βρέθηκε στον δορυφόρο Τιτάνα του Κρόνου; Οι απαντήσεις βρίσκονται στον τελικό σχεδιασμό του οργάνου ανίχνευσης ζωής που έχει κατά νου ο Riekeles.
«Ο βέλτιστος τρόπος για μια αποστολή στον Άρη θα ήταν να δημιουργηθεί ένα σύστημα όπου ένα δείγμα βρίσκεται στη μέση, περιτριγυρισμένο από μια ποικιλία αμινοξέων με διαφορετική χειρομορφία», αναφέρει ο Riekeles. Εκτιμά ότι θα πρέπει να είναι εφικτό να καταλήξουμε σε δολώματα για ζωή με διαφορετική βιοχημεία με βάση το μεθάνιο. «Αλλά δεν το έχουμε εξερευνήσει αυτό ακόμα. Πρέπει να δοκιμάσουμε πολύ περισσότερους οργανισμούς και να δούμε ποιες ουσίες λειτουργούν για τους περισσότερους από αυτούς. Δυστυχώς, δεν υπάρχει μια λύση που να ταιριάζει σε όλους», υπογραμμίζει ο ίδιος.
Το επόμενο βήμα για το σύστημα ανίχνευσης ζωής του Riekeles θα είναι η δοκιμή του σε έναν θάλαμο προσομοίωσης του Άρη που αναπαράγει τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, τη θερμοκρασία, την ακτινοβολία και τις ιδιότητες του ρεγκόλιθου που υπάρχουν στον Κόκκινο Πλανήτη.
*Η κεντρική εικόνα αποτελεί δημιουργία του Imagen 3 για το Techgear.gr
[via]
