Curiosity rover avastas hiljuti Marsilt metaani, mis võib viidata eluvormide olemasolule seal. Kas see tähendab, et oleme Marsil elu avastamise äärel? Bioloogia ja geneetika professor Gary Ravkan soovib Marsilt DNA-d otsida. Teda köidab mõte, et elu, nagu me teame, on kogu Linnutee jooksul universaalne.
NASA Curiosity rover on juba peaaegu seitse aastat uurinud Marsi pinda. Kaks nädalat tagasi tegi ta jahmatava avastuse suhteliselt suurte metaangaasi kontsentratsioonide osas. Rover tuvastas metaani ka 2013. aastal, kuid sel kuul registreeritud kontsentratsioon - umbes 21 miljardit murdosa - kolmekordistus. See teade sai teadusringkondades suurteks uudisteks seetõttu, et metaan on sageli elumärk; hoolimata asjaolust, et see gaas võib olla mitmesuguste keemiliste reaktsioonide tulemus, toodetakse märkimisväärne osa sellest elusate asjade abil. Kas see tähendab, et oleme Marsil elu avastamise äärel ja kui jah, siis milline see elu võiks olla?
Nende teemade arutamiseks rääkisin telefoni teel Harvardi ülikooli meditsiinikooli molekulaarbioloogi ja geneetikaprofessori Gary Ruvkuniga. Nagu ta ise tunnistab, võtab Ravkan ebatavalise positsiooni küsimuses, mis puudutab elu päritolu ja võimalust tuvastada elumärke kõikjal. Lühidalt, ta seab kahtluse alla tavapärase väite, et meie DNA-l põhinev eluvorm pärines Maalt. Intervjuust, mis algas vestlusega metaani avastuse kohta, kujunes diskussioon selle üle, miks ta soovib saata seadme Marsile, mida nimetatakse DNA sekveneerijaks. (Pärast meie vestlust teatas NASA, et metaani kontsentratsioon on langenud normaalsele tasemele, põhjustades teadlaste segadust veelgi.) Meie vestluse ajal, mida on redigeeritud ja selguse huvides lühendatud,Arutasime ka seda, kuidas teaduslik arutelu elu päritolu üle ristub religioosse aruteluga, põhjused, miks ta võib surmavalt eksida, ja mida tähendab vähemuse arvamuse avaldamine teadusringkondades.
Mis on peamine järeldus, mille me metaani tuvastamise fakti põhjal tegite?
- Metaani otsimine on hea tehnika kaudseks elu otsimiseks. Probleem on selles, et metaani tootmiseks on olemas ka keemilised meetodid. Seda ei saa nimetada elu ideaalseks surrogaatemaks. Seetõttu on NASA kavandatud katsed elu tuvastamiseks, eriti meie eksoplaneetide ajastul, kui tähtede ümber avastati nii palju planeete, suunatud nende atmosfääri spektroskoopilistele uuringutele. Seda seostatakse alati suures koguses kemikaalide, näiteks metaani ja CO2, kasutamisega.
Kas see on teie arvates parim viis selle ülesande täitmiseks? Või arvate, et on parem viis selle uurimistöö tegemiseks?
„See on ainus viis neid sellistes kaugemates kohtades läbi viia. Minu lemmik viis elu leidmiseks on lennata planeedile ja otsida sealt DNA-d. Sellest järeldub, et elu teisel planeedil võib olla täiesti analoogne siinse eluga, kuid enamik astrobiolooge esindab asjade seisu mõnevõrra erinevalt.
Kuidas erineb teie seisukoht selles küsimuses üldiselt aktsepteeritavast?
Reklaamvideo:
- Minu arvates on tees, et elu siin sai alguse, pisut eeldatav. Selle põhjal tundub, et oleme kuidagi täiesti ainulaadsed ja kõik juhtus täpselt siin. Mind köidab esteetiliselt mõte, et elu, nagu me seda teame, on kogu Linnutee jooksul universaalne. Näib, et niipea kui see areneb, hakkab see levima. Ja üks viis selle tõestamiseks on kella edasi, mitte tagasi liikumine. Kui me räägime tõesti Marsi koloniseerimisest, siis esimene samm on bakterite saatmine sinna atmosfääri moodustamiseks. Nii et kui alustate kella miljon aastat ette, saadame arvatavasti baktereid miljoni valgusaasta kaugusel erinevatele planeetidele.
Oota, ma tahan sellest lihtsalt aru saada. Nii et ütlete, et peate romantiliseks või atraktiivseks mõelda, et teised eluvormid on meiega võrreldavad?
- Jah. See, et elu ei pärinenud siit. Ta maandus just meie planeedil. Et see pärines kuskilt mujalt. Ja paljud inimesed kurdavad selle üle. Nad ütlevad: "Noh, te lihtsalt kannate elu päritolu probleemi teise kohta." Ja nii see on.
Kirjeldasite oma e-kirjas oma seisukohti kui “mitte eriti standardset mikrobioloogia valdkonnas”. Ja see on osaliselt tingitud asjaolust, et soovite saata DNA sekveneeri Marsile, eks?
- Siin Maa peal, kui lähete kuskile järve äärde ja soovite teada, kes seal elab, kasutatakse sellele küsimusele vastuse leidmiseks järgmist meetodit: võetakse mustus, tehakse DNA analüüs ja määratakse kõik selle DNA sees olevad genoomsed ühendid. See annab teile päris hea ülevaate sellest, kes selles kohas eksisteerib. Muidugi on mullas ja sarnastes ainetes palju erinevaid baktereid.
Ja kui kirjandust vaadata, on kümneid tuhandeid uuringuid, mis sellel põhinevad, ja kui esimest korda seda tehti, siis arvan, et 20 aastat tagasi, siis kasutati DNA-d sõrmejäljena olemasolevate organismide tuvastamiseks. Ja me võime öelda: "Võite teha sama Marsil ja analüüsida DNA järjestust." Ja siis küsiksite: "Noh, kas seal on keegi selline nagu meie nõbu?" See, mis me leiame, ei tohiks olla meie vend. Seda saab meiega ühendada kaugemate sidemetega kui näiteks vennaga näiteks nõbu, mis tähendab, et see võib pärineda samast elupuust. Kui olete selle juba teinud, võite öelda: "Noh, elu Maal ja Marsil on sarnased ja see on selline kõige vähem huvitav idee, sest Maa ja Marss on väga lähedal." Nii et see on peaaegu ilmneet neil võib olla sama eluvorm, sest toimub vahetus. Aga mis siis, kui kogu Linnuteel on üks ja sama eluvorm?
Mida ütleksid sellele vastuseks inimesed, kes on teie mõtete suhtes skeptilised?
“Nad ütleksid, et see on jama. [Naerab] Kuna nad ütlevad: “Noh, see pidi kuskilt algama, miks te siis ei arva, et see siin alguse sai? Miks esitasite hüpoteesi, et oleme elu alustanud, ega saa selle arengu allikaks? " Sest meie genoomides on elu kohta selgeid tõendeid. Seda nimetatakse RNA-maailmaks, mis oli kõige varasem eluvorm ja on meie genoomides endiselt olemas. Me näeme seda seal, seega saame evolutsiooni varases staadiumis tuvastada vaid ühe moodsa genoomi analüüsiga. Õpikutes ja õigeusu teaduses oli RNA-maailm - omamoodi DNA-maailma eelkäija - Maal neli miljardit aastat tagasi. Ja ma pakun, et ei, see eksisteeris tõenäoliselt kümme miljardit aastat tagasi kuskil Linnutee teisel pool ja levis kogu galaktikas.
Selgub, et ühegi hüpoteesi kohta - ei umbes neli miljardit aastat ega kümme miljardit aastat - pole teaduslikku põhjendust? Kas see on see, mida sa mõtled?
- Ei ei ei. Maa on eksisteerinud 4,5 miljardit aastat. Ja universum, vähemalt kui arvestada Suure Pauguga, on umbes 14 miljardit aastat vana. Seega, kui elu pärines kusagilt mujalt, on teil ajareserv kümme miljardit aastat. Kuid ma eelistaksin, et see varu oleks sada miljardit aastat või tuhat miljardit aastat. See oleks palju toredam.
Ja miks see oleks nii palju toredam?
- Noh, sest nii on teil rohkem aega. Kas näete, mõte on selles, et kui vaadata fossiilide andmeid, siis kust leida esimesi tõendeid elu kohta? Muidugi leiate tõendusmaterjali bakterite kohta, mis näeb välja nagu bakterid, nn stromatoliidid, need kolooniates esinevad rohekas-sinakasbakterid. Need kõik moodustavad häid fossiile ja neid võib näha 3,5 miljardit aastat tagasi. See tähendab, et pärast Maa jahutamist on elu juba väga kiiresti arenenud üsna keerukate bakterite moodustumise staadiumisse.
Ja teate, enamik inimesi väljaspool teadusringkondi ütleb: "Noh, jah, bakterid on üsna lihtsad organismid." Kuid bakterid pole lihtsad organismid. Bakterid on uskumatult keerulised. Bakterid on isereplitseeruvad robotid, millest elektriinsenerid unistavad. Nad saavad ise luua 20 minutiga neljatuhande osaga koopia.
Noh, mis järelduse saab teha teie loost bakterite kohta?
„Nad olid uskumatult kõrgel evolutsioonitasemel ja ma arvan, et nad jõudsid siia kohe, kui Maa jahtus ja alles hakkas kasvama. Nad levivad kogu Linnuteel ja võib-olla kogu universumis. Kas olete näiteks kuulnud projektist SETI? Kas nad otsivad intelligentset elu?
Jah. [Tegelikult ma pole seda teinud.]
- Reeglina on tegemist matemaatikutega ja nad eeldavad, et mõne teise galaktika targad inimesed saadavad neile pi või, teate, mõne muu matemaatilise signaali. Tegelikult saadavad nad ainult DNA järjestusi.
See tähendab, et ütlete, et elu sattus siia, kuna see levis kõikjale. Seega, kui saadame DNA sekveneerija kosmosesse ja saame teada, et selle kogutud andmete põhjal levis see kõik edasi ja lendas siis Maale ning me pole sugugi kõige eellased …
- Täpselt.
Nii et teised inimesed, kellel on selles küsimuses erinev arvamus, usuvad: "Ei, meie eluvorm pärineb siit ja muud eluvormid võivad olla ka teistel planeetidel ja me saame sellest aru tänu metaanile" või midagi selles sisalduvat see vaim? Seetõttu peame otsima midagi metaani sarnast, sest nii võime leida täiesti erinevaid eluvorme
- Täpselt. See astrobioloogia valdkond on inimeste eluala, kes mõtleb teistele planeetidele. Ja arvatavasti on tuhandeid kuni viis tuhat inimest, kes kutsuvad end astrobioloogideks, ja NASA on selle valdkonna arendamiseks palju vaeva näinud. Ja kui te küsiksite tuhandelt astrobioloogilt, kas nad usuvad, et elu on levinud või arenenud iseseisvalt, siis ütleksin, et 1% oleks valmis leppima mõttega levitada elu sellisel kujul, nagu ma võin öelda, seda edendada.
Niisiis, kui 99% teadlastest usub globaalsesse soojenemisse ja tähtsusetu vähemus väidab, et see pole seotud inimtegevusega või et seda lihtsalt ei eksisteeri, võtame siis silmad kinni ja ütleme: „Noh, see pole eriti midagi teaduslikku. " Need inimesed on fossiilkütuste tööstuses ja sellega seotud valdkondades hammasrattad. Olete kõrgelt hinnatud teadlane, keda ei peeta ekstsentriks. Kas teil on sisemisi kahtlusi?
“Kui ma oleksin ratsionaalne inimene, siis oleks teil tõenäoliselt õigus. [Naerab.] Aga ma ei tea miks. See on lihtsalt loogiline. Tegelikult ütleb iga õpik, et elu juhtus Maal, ja see on väike improvisatsioon - öelda: teate, ja me lendasime siia. Kas sa saad aru? See ei anna teatud mõttes mingit rahulolu, sest see kannab probleemi kusagilt mujalt üle teise sfääri. Kas sa saad aru? Kuid kõik pidi see algama kuskilt mujalt.
Arvan, et sain idee, et kemikaalikotist on täieõiguslikuks bakteriks liikumine nii lihtne ja et see võib juhtuda Maal mõnesaja miljoni aasta pärast. Samuti on oluline mõista, et arvestades plaaditektoonikat Maal, kustutas meie planeet oma ajaloo väga-väga kiiresti, kuna mandrid muutuvad ja Maa pind taastub. Üle kolme miljardi aasta vanuseid proove on väga keeruline leida. Neid pole Maal palju. Seetõttu on siin üsna iidseid fossiile otsida üsna keeruline. Ja siin jõuamegi ühe Marsi eelise juurde - puudub plaaditektoonika. Seetõttu, kui soovite otsida Marsil mõnda iidsetest fossiilidest, siis erinevalt Maast polnud mineviku alalist matmist.
Milline avastus Marsil võib näidata teie teooria õigsust või ekslikkust?
- Noh, ma mõtlen jälle, kui DNA sekveneerimine viidi läbi seal, mis on väga tundlik protsess, eks? Seetõttu võis Marsilt leida äärmiselt haruldasi organisme. Ja kui te leidsite need ja avastasite samal ajal, et see pole lihtne, siis teate, et kosmosesõiduki montaažiosakonnast on pärit mõni kõõm või akne, et see on midagi sügavate juurtega - see tähendab, et see on seotud eluga Maal, kuid umbes samamoodi nagu känguru on loom, kuid samal ajal üsna ilmselgelt erinev kõigest, mida vanas maailmas nägite, siis saaksite kindlaks teha, et olete avastanud midagi uut, eks? Ja sama võib öelda ka bakterite kohta.
Või kui SETI projekti inimesed said ühel päeval nelja tähemärgi signaali, näiteks DNA-järjestuse, ja kui te võtsite välja dekrüpteerimiskoodi ja ütlesite: "Oh jumal, see näeb välja nagu üks geenidest, mida me ära tunneme," oleks tõestus, et genoomikas kuskil teisel planeedil toimub vahetus.
Milline avastus võiks veenda teid selles, et olete eksinud või pole juhus, et leidsite end vähemuses?
- Noh, kui keegi avastaks täiesti uue eluvormi, mis ei oleks rajatud DNA-le, siis ma arvan, et see oleks Panspermia idee hea ümberlükkamine.
Ma lasen teid varsti minna, kuid mis juhtuks, kui elu ikkagi pärineks siit ja leviks siis edasi? Ja nii leidsime Marsilt mingi DNA, kuid see sattus sinna, kuna levis Maalt. Kas see on võimalik?
“Jah, kuid see asetab meid universumi keskmesse ja kogu ajaloo jõud peitub pöördumises:“Me ei tohi eeldada, et oleme kõige keskpunkt. Me oleme tähtsusetud."
Mis on siin usulistel põhjustel? Kas näete selles arutelus mingit usulist aspekti?
- Kas ma saatsin teile lingi või palusin teil otsida videot? [Ravkan soovitas mul vaadata YouTube'is videot, kus ta väljendab oma seisukohta "elu väljaspool Maad".]
Jah, ma vaatasin seda videot
- Selles videos tegin midagi, mida ma natuke kartsin: viitasin ATP süntaasi imelisele mootorile. See on üks hämmastavamaid väikseid mehhanisme, mida bakterid energia tootmiseks prootonite membraanide kaudu pumpamiseks omavad. Ja sisuliselt on neil molekulmootor, mis lülitab selle sisse, ma ei tea, umbes tuhande pöörde juures minutis.
Seetõttu aruka teooria järgijad - ma peaaegu kardan seda öelda, sest viimane asi, mida ma tahaksin, et intelligentse teooria toetajad tõlgendaksid minu avalikke avaldusi -, kasutavad nad oma teooria alusena ATP sünteesi.
Mis on ATP süntees?
“See on väike pöörlev hüdrauliline mootor, mis genereerib ATP prootonpumpade kaudu. See on evolutsiooni täiuslik ime. Ja ma tahan rõhutada, et minu arvates on see evolutsioon, kuid usufanaatikud kasutavad seda tõestamaks, et evolutsioon ei saaks seda teha, kuna see on nii ilusti läbi mõeldud.
Ja kuidas see nende kahe teooriaga seotud on …
“Noh, on usufanaatikuid, kes järgivad sama eeskuju kui mina. Selle näite abil ütlen: "See on evolutsiooni tipp." Näete, kolm või neli miljardit aastat tagasi, pole see enam elu ürgne vorm. See on väga arenenud elu. Ta on juba jõudnud kõrgele evolutsioonitasemele.
Selge. Ja nad väidavad, et see tõestab inimeste ainulaadsust, sest Jumal lõi nad?
- Jah. Ja ma ütlen: "Ei, sest aega on möödunud palju rohkem kui neli miljardit aastat."
Arvasin, et ütlete religioosse mõõtme kohta vastupidist, et teie teooria ei pea Maad kõige keskpunktiks, seetõttu ei usu usuinimesed sellesse. Kuid teiste teadlaste positsioon on vähemalt mõnele usulisele veendumusele lähemal, sest nad peavad Maa alguseks
- Jah. Ma ei usu - võib-olla on maakera elu päritolu õigeusu vaade juurdunud Aadamas ja Eevas. Ma ei tea. Võib-olla pole mul kogu oma elus olnud ühtki religioosset mõtet.
See on šokk. Kui keeruline on sellist sekvenssi Marsile saata? Ja kas see võib juhtuda lähitulevikus?
- NASA toetab meid. Kirglik planeediteadlane Maria Zuber ja mina oleme selle kallal töötanud juba ligi 20 aastat ning NASA on meie tööd toetanud. See on kõrge riskiga ettevõte, millesse nad on valmis raha viskama, kuid nad pole lendu veel heaks kiitnud. Nad pole veel selleni jõudnud. Teisalt on vaadata, kuidas NASA end korraldab, päris huvitav. Iga kümne aasta tagant korraldavad nad USA-s, Euroopas ja mujal maailmas planeediteadlastega kõndides ja aastakümnete uuringuks kutsutavaid küsitlusi: "Milline projekt on teie arvates kõige olulisem?" Siis saab see kõik 200-leheküljeliseks dokumendiks ja kui vaadata nende prioriteete, siis mis on neile kui kosmoseorganisatsioonile oluline,siis on elu otsimine teistel planeetidel prioriteet number üks.
Kas metaani kõrge kontsentratsioon mängib selles arutelus mingit rolli?
"Enamik astrobiolooge ütleks:" Noh, võib-olla leidub seal metaani tootvaid baktereid. " Need bakterid, mis absorbeerivad süsinikdioksiidi, kasutavad pinnasest vesinikku ja tekitavad metaani. See on ainevahetus. Ja enamik astrobiolooge ütleks: "Muide, metaani võib seostada mikroobidega." Ja jah, ma arvan, et enamikule inimestele meeldib mõte Marsil metaani tootvate bakterite kohta.
Ja arvatavasti ütlevad paljud neist: "Jah, mõte omada sidet metaani tootvate bakteritega Maal ei pruugi nii hull olla."
tehke selguse huvides kokkuvõte. Sellest vestlusest tegin järgmised järeldused: usute aruka alguse teooriasse, te ei usu globaalsesse soojenemisse ja peate kinni hullumeelsetest teooriatest elu kohta teistel planeetidel
- Oota oota. [Naerab.] Oh ei, ära tee. Minu karjäärist on võimalik loobuda.
Isaac Chotiner
