Ceļotājs Curiosity nesen uz Marsa atklāja metānu, kas var norādīt uz dzīvības formu klātbūtni tur. Vai tas nozīmē, ka mēs esam uz dzīvības atklāšanas sliekšņa uz Marsa? Bioloģijas un ģenētikas profesors Gerijs Ravkāns vēlas meklēt DNS uz Marsa. Viņu piesaista ideja, ka dzīve, kā mēs to zinām, ir universāla visā Piena Ceļā.
Gandrīz septiņus gadus NASA maršruts Curiosity ir izpētījis Marsa virsmu. Pirms divām nedēļām viņš izdarīja satriecošu atklājumu ar salīdzinoši lielām metāna gāzes koncentrācijām. Rovers arī 2013. gadā atklāja metānu, bet šomēnes reģistrētā koncentrācija - aptuveni 21 miljardā daļa no frakcijas - trīskāršojās. Iemesls, kāpēc šī ziņa kļuva par lielu ziņu zinātnieku aprindās, ir tāpēc, ka metāns bieži ir dzīvības pazīme; neskatoties uz to, ka šī gāze var būt dažādu ķīmisku reakciju rezultāts, ievērojamu tās daļu rada dzīvās lietas. Vai tas nozīmē, ka mēs esam uz dzīvības atklāšanas sliekšņa uz Marsa, un, ja jā, kāda veida dzīve tā varētu būt?
Lai apspriestu šos jautājumus, es runāju pa tālruni ar Geriju Ruvkūnu, molekulāro biologu un Hārvardas Medicīnas skolas ģenētikas profesoru. Ravkāns, kā viņš pats atzīst, ieņem neparastu pozīciju jautājumā par dzīvības izcelsmi un iespēju atklāt dzīvības pazīmes jebkur. Īsāk sakot, viņš apšauba parasto apgalvojumu, ka mūsu uz DNS balstītā dzīvības forma radusies uz Zemes. Intervija, kas sākās ar sarunu par metāna atklāšanu, pārvērtās par diskusiju par to, kāpēc viņš vēlas nosūtīt ierīci uz Marsu, ko sauc par DNS sekvenci. (Pēc mūsu sarunas NASA paziņoja, ka metāna koncentrācija ir samazinājusies līdz normālam līmenim, izraisot zinātnieku vēl lielāku sajukumu.) Mūsu sarunas laikā, kas ir labota un saīsināta skaidrības labad,Mēs arī diskutējām par to, kā zinātniskās debates par dzīves izcelsmi krustojas ar reliģiskām debatēm, par iemesliem, kāpēc viņš var būt fatāli nepareizs, un ko nozīmē mazākumtautības viedokļa paušana zinātnieku aprindās.
Kādu galveno secinājumu izdarījāt no metāna noteikšanas fakta?
- Metāna meklēšana ir labs paņēmiens netiešai dzīves meklējumiem. Problēma ir tā, ka ir arī ķīmiskas metodes metāna iegūšanai. To nevar saukt par ideālu surogātu dzīvei. Tāpēc NASA ierosinātie eksperimenti dzīvības noteikšanai, īpaši mūsu eksoplanetu laikmetā, kad ap zvaigznēm tika atklāts tik daudz planētu, ir vērsti uz to atmosfēras spektroskopiskiem pētījumiem. Tas vienmēr ir saistīts ar lielu daudzumu ķīmisku vielu, piemēram, metāna un CO2, izmantošanu.
Vai jūs domājat, ka tas ir labākais veids, kā izpildīt šo uzdevumu? Vai arī jūs domājat, ka ir labāks veids, kā veikt šo pētījumu?
“Tas ir vienīgais veids, kā vadīt viņus tik attālās vietās. Mans mīļākais dzīves atrašanas veids ir lidot uz planētu un tur meklēt DNS. No tā izriet, ka dzīve uz citas planētas var būt pilnīgi analoga dzīvei šeit, taču vairums astrobiologu situāciju raksturo nedaudz atšķirīgi.
Kā jūsu viedoklis šajā jautājumā atšķiras no vispārpieņemtā?
Reklāmas video:
- Manuprāt, tēze, ka šeit radusies dzīvība, ir nedaudz pārdomāta. Balstoties uz to, šķiet, ka mēs kaut kā esam pilnīgi unikāli un ka viss notika tieši šeit. Mani estētiski piesaista ideja, ka dzīve, kā mēs to zinām, ir universāla visā Piena Ceļā. Liekas, ka tiklīdz tā attīstās, tā sāk izplatīties. Un viens veids, kā to pierādīt, ir palaist pulksteni uz priekšu, nevis atpakaļ. Ja mēs patiešām runājam par Marsa kolonizēšanu, pirmais solis ir nosūtīt baktērijas uz turieni, lai veidotu atmosfēru. Tātad, ja jūs palaidīsit pulksteni miljonu gadu uz priekšu, iespējams, mēs nosūtīsim baktērijas uz dažādām planētām miljona gaismas gadu attālumā.
Tātad, pagaidiet, es tikai gribu to saprast. Tātad jūs sakāt, ka jums šķiet romantiski vai pievilcīgi domāt, ka citas dzīves formas būs salīdzināmas ar mums?
- Jā. Fakts, ka dzīvība šeit nav cēlies. Viņa vienkārši nolaidās uz mūsu planētas. Ka tas radies kaut kur citur. Un daudzi cilvēki par to sūdzas. Viņi saka: "Nu, jūs vienkārši pārvietojat dzīves izcelsmes problēmu uz citu vietu." Un tā arī ir.
E-pastā jūs aprakstījāt savus uzskatus kā “ne pārāk standarta mikrobioloģijas jomā”. Un tas daļēji ir saistīts ar faktu, ka vēlaties nosūtīt DNS sekvenci uz Marsu, vai ne?
- Šeit uz Zemes, ja jūs ejat kaut kur pie ezera un vēlaties uzzināt, kas tur dzīvo, tad, lai atrastu atbildi uz šo jautājumu, tiek izmantota šāda metode: tiek ņemti netīrumi, tiek veikta DNS analīze un tiek noteikti visi šīs DNS iekšienē esošie genoma savienojumi. Tas dod diezgan labu momentuzņēmumu par to, kas pastāv šajā vietā. Protams, ir daudz dažādu baktēriju veidu, kas dzīvo augsnēs un līdzīgās vielās.
Un, ja paskatās literatūrā, ir desmitiem tūkstošu pētījumu, kas ir balstīti uz to, un pirmo reizi tas tika veikts, manuprāt, pirms 20 gadiem, tad DNS kā pirkstu nospiedumu izmantoja esošo organismu noteikšanai. Un mēs varam teikt: "Jūs varat vienkārši darīt to pašu uz Marsa un analizēt DNS secību." Un tad jūs jautātu: "Nu, vai tur ir kāds, piemēram, mūsu brālēns?" Tam, ko mēs atrodam, nevajadzētu būt mūsu brālim. To ar mums var saistīt attālākas saites nekā brāli, piemēram, kā brālēnu, kas nozīmē, ka tas var nākt no tā paša dzīvības koka. Kad esat to izdarījis, varat pateikt: "Nu, dzīve uz Zemes un Marsa ir līdzīga, un tā ir vismazāk interesanta ideja, jo Zeme un Marss ir ļoti tuvu." Tātad tas ir gandrīz acīmredzamska viņiem var būt tāda pati dzīves forma, jo notiek apmaiņa. Bet kā būtu, ja visā Piena ceļā ir viena un tā pati dzīvības forma?
Ko cilvēki, kuri skeptiski vērtē jūsu domas, teiktu, reaģējot uz šo?
“Viņi teiktu, ka tas ir absurds. [Smejas] Tā kā viņi saka: “Nu, tam vajadzēja kaut kur sākties, tad kāpēc jūs nedomājat, ka tas sākās šeit? Kāpēc jūs izvirzāt hipotēzi, ka mēs esam pārņēmuši dzīvi, un nevis kļūt par tās attīstības avotu? " Jo ir skaidri pierādījumi par dzīves attīstību mūsu genomos. To sauc par RNS pasauli, kas bija agrākā dzīves forma un joprojām atrodas mūsu genomos. To mēs tur varam redzēt, tāpēc mēs varam identificēt evolūcijas sākumposmus tikai ar vienu mūsdienu genomu analīzi. Grāmatās un ortodoksālajā zinātnē RNS pasaule - sava veida DNS pasaules priekštece - atradās uz Zemes pirms četriem miljardiem gadu. Un es ierosinātu, ka nē, tas, iespējams, pastāvēja pirms desmit miljardiem gadu kaut kur Piena ceļa otrā pusē un izplatījās visā galaktikā.
Izrādās, ka nevienai no hipotēzēm - ne apmēram četriem miljardiem gadu, ne apmēram desmit miljardiem gadu - nav zinātniska pamatojuma? Vai tas ir tas, ko tu domā?
- Nē nē nē. Zeme pastāv 4,5 miljardus gadu. Un Visums, vismaz ja skaitās no Lielā sprādziena, ir aptuveni 14 miljardus gadu vecs. Tāpēc, ja dzīvība radusies kaut kur citur, jums laika rezerve ir desmit miljardi gadu. Bet es gribētu, lai šī rezerve būtu simts miljardu gadu vai tūkstoš miljardu gadu. Tas būtu daudz jaukāk.
Un kāpēc tas būtu tik jauki?
- Nu, jo tādā veidā jums ir vairāk laika. Vai jūs redzat, jēga ir tāda, ka, ja jūs skatāties fosilijas reģistru, kur jūs varat atrast pirmos pierādījumus par dzīvību? Protams, jūs atradīsit pierādījumus baktērijām, kā izskatās baktērijas, ko sauc par stromatolītiem, šīm zaļgani zilganajām baktērijām, kas pastāv kolonijās. Tās visas veido labas fosilijas, un tās var redzēt pirms 3,5 miljardiem gadu. Tas ir, dzīve jau ir ļoti ātri attīstījusies līdz diezgan sarežģītu baktēriju veidošanās stadijai pēc Zemes atdzišanas.
Un, jūs zināt, lielākā daļa cilvēku ārpus zinātnes aprindām teiks: "Jā, jā, baktērijas ir diezgan vienkārši organismi." Bet baktērijas nav vienkārši organismi. Baktērijas ir neticami sarežģītas. Baktērijas ir pašreplicējoši roboti, par kuriem sapņo elektromehāniķi. Viņi var izveidot sevis kopiju 20 minūtēs ar četriem tūkstošiem daļu.
Tātad, kādu secinājumu var izdarīt no jūsu stāsta par baktērijām?
“Viņi bija neticami augstā evolūcijas līmenī, un es domāju, ka viņi nokļuva šeit, tiklīdz Zeme atdzisa un tikai sāka augt. Viņi izplatījās visā Piena Ceļā un, iespējams, visā Visumā. Piemēram, vai esat dzirdējuši par SETI projektu? Vai viņi meklē saprātīgu dzīvi?
Jā. [Patiesībā es tā neesmu.]
“Parasti šie ir matemātiķi, un viņi sagaida, ka gudri cilvēki kādā citā galaktikā nosūtīs viņiem pi vai, jūs zināt, kādu citu matemātisku signālu. Patiesībā viņi nosūtīs tikai DNS sekvences.
Tas ir, jūs sakāt, ka dzīve šeit nokļuva, jo tā izplatījās visur. Tādējādi, ja mēs nosūtām DNS sekvenci kosmosā un uzzinām, ka, balstoties uz savāktajiem datiem, tas viss izplatījās un pēc tam lidoja uz Zemi, un mēs nemaz neesam visa priekšteči …
- Tieši tā.
Tātad citi cilvēki, kuriem ir atšķirīgs viedoklis par šo lietu, uzskata: "Nē, mūsu dzīves forma radās šeit, un citas dzīvības formas var atrasties uz citām planētām, un mēs to varam saprast, pateicoties metānam" vai kaut kas tajā šis gars? Tāpēc mums jāmeklē kaut kas līdzīgs metānam, jo šādā veidā mēs varam atrast pilnīgi atšķirīgas dzīvības formas
- Tieši tā. Šī astrobioloģijas joma ir joma, kurā cilvēki domā par dzīvi uz citām planētām. Un droši vien ir, es nezinu, no tūkstoš līdz pieciem tūkstošiem cilvēku, kas sevi dēvē par astrobiologiem, un NASA ir pielicis daudz pūļu, lai attīstītu šo jomu. Un, ja jūs pajautātu tūkstoš astrobiologu, ja viņi uzskata, ka dzīve ir izplatījusies vai attīstījusies patstāvīgi, es teiktu, ka 1% būtu gatavi pieņemt ideju par dzīves izplatīšanu tādā formā, kādā es varu teikt, to popularizēt.
Tātad, ja 99% zinātnieku tic globālajai sasilšanai un nenozīmīga minoritāte saka, ka tā nav saistīta ar cilvēku darbībām vai tā vienkārši neeksistē, lai arī kā būtu, mēs piemetam acis un sakām: “Nu, tas nav ļoti kaut kas zinātnisks. " Šie cilvēki ir zobrati fosilā kurināmā rūpniecībā un ar to saistītajās jomās. Jūs esat ļoti cienīts zinātnieks, kurš netiek uzskatīts par ekscentrisku ekscentriku. Vai jums ir kādas iekšējas šaubas?
“Ja es būtu racionāla persona, jums droši vien būtu taisnība. [Smejas.] Bet es nezinu, kāpēc. Tam ir tikai jēga. Faktiski katrā mācību grāmatā teikts, ka dzīve notika uz Zemes, un tā ir neliela improvizācija - jāsaka: zini, un mēs te lidojām. Vai tu saproti? Tas savā ziņā nesniedz nekādu gandarījumu, jo tas pārnes problēmu kaut kur citur uz citu sfēru. Vai tu saproti? Bet tas pats, tas bija jāsāk kaut kur citur.
Es domāju, ka man radās ideja, ka no ķimikāliju maisa ir tik viegli pāriet uz pilnvērtīgu baktēriju, un tas varētu notikt pāris simtu miljonu gadu laikā uz Zemes. Ir arī svarīgi saprast, ka, ņemot vērā plāksnes tektoniku uz Zemes, mūsu planēta ļoti, ļoti ātri izdzēš savu vēsturi, jo kontinenti mainās un Zemes virsma atjaunojas. Ir ļoti grūti atrast paraugus, kuru vecums pārsniedz trīs miljardus gadu. Uz Zemes to nav daudz. Tāpēc šeit ir diezgan grūti meklēt senākās fosilijas. Un šeit mēs nonākam pie vienas no Marsa priekšrocībām - nav plākšņu tektonikas. Tāpēc, ja vēlaties meklēt kādas senas fosilijas uz Marsa, tad atšķirībā no Zemes nebija pagātnes apbedījumu.
Kāds atklājums uz Marsa var norādīt uz jūsu teorijas pareizību vai kļūdainību?
- Nu, es domāju vēlreiz, ja tur tika veikta DNS sekvenēšana, kas ir ļoti jutīgs process, vai ne? Tāpēc Marsā varēja atrast ārkārtīgi reti sastopamus organismus. Un, ja jūs tos atradāt, vienlaikus atklājot, ka tas nav viegli, jūs zināt, kāda veida blaugznas vai pūtītes no kāda no kosmosa kuģa montāžas nodaļas, ka tas ir kaut kas ar dziļām saknēm - tas ir, tas ir saistīts ar dzīvi uz Zemes, bet apmēram tāpat kā ķengurs ir dzīvnieks, bet tajā pašā laikā tas diezgan skaidri atšķiras no visa, ko jūs redzējāt Vecajā pasaulē, tad jūs pierādītu, ka esat atklājis kaut ko jaunu, vai ne? Un to pašu var teikt par baktērijām.
Vai arī, ja cilvēki no SETI projekta kādu dienu saņēma četru zīmju signālu, piemēram, DNS sekvenci, un jūs paņēmāt atšifrēšanas kodu un sakāt: "Ak, mans Dievs, tas izskatās kā viens no gēniem, kurus mēs atpazīstam", būtu pierādījums, ka genomikā kaut kur tur uz citas planētas notiek apmaiņa.
Kāds atklājums varētu pārliecināt, ka maldāties vai arī tā nav nejaušība, ka nonācāt mazākumā?
- Nu, ja kāds atklātu pilnīgi jaunu dzīves veidu, kas nav veidots uz DNS pamata, es domāju, ka tas būtu labs šīs Panspermijas idejas atspēkojums.
Es jūs ļoti drīz atlaidīšu, bet kas notiks, ja dzīvība tomēr šeit radās, un pēc tam izplatīsies tālāk? Un tā mēs uz Marsa atradām kādu DNS, bet tas tur beidzās, jo izplatījās no Zemes. Vai tas ir iespējams?
“Jā, bet tas mūs nostāda Visuma centrā, un viss vēstures spēks slēpjas pievilcībā:“Mēs nedrīkstam pieņemt, ka mēs esam visa centrs. Mēs esam nenozīmīgi."
Kādi šeit ir reliģiozi iemesli? Vai jūs redzat kaut kādu reliģisku aspektu šajā diskusijā?
- Vai es jums nosūtīju saiti vai prasīju, lai jūs meklējat videoklipu? [Ravkāns ieteica man noskatīties videoklipu vietnē YouTube, kur viņš pauž savu nostāju par “dzīvi ārpus Zemes”.]
Jā, es noskatījos šo video
- Šajā video es izdarīju kaut ko tādu, par ko es mazliet baidījos: es atsaucos uz brīnišķīgo ATP sintāzes motoru. Tas ir viens no pārsteidzošākajiem mazajiem mehānismiem, kas baktērijām ir enerģijas ražošanai, sūknējot protonus pāri membrānām. Un būtībā viņiem ir molekulārais motors, kas to ieslēdz, es nezinu, ar apmēram tūkstoš apgriezieniem minūtē.
Tāpēc inteliģentās teorijas piekritēji - es gandrīz baidos to sacīt, jo pēdējais, ko es gribētu, lai manus publiskos paziņojumus interpretētu viedās teorijas atbalstītāji - viņi par savas teorijas pamatu izmanto ATP sintēzi.
Kas ir ATP sintēze?
“Šis ir mazs rotējošs hidrauliskais motors, kas ģenerē ATP caur protonu sūkņiem. Tas ir ideāls evolūcijas brīnums. Un es gribu uzsvērt, ka es to uzskatu par evolūciju, bet reliģiskie fanātiķi to izmanto, lai pierādītu, ka evolūcija to nevarēja izdarīt, jo tā ir tik skaisti pārdomāta.
Un kā tas attiecas uz šīm divām teorijām …
“Nu, ir reliģiski fanātiķi, kas seko tam pašam piemēram, kā es. Es izmantoju šo piemēru, sakot: "Šī ir evolūcijas virsotne." Redzi, pirms trim vai četriem miljardiem gadu šī vairs nav primitīva dzīves forma. Šī ir ļoti attīstīta dzīve. Viņa jau ir sasniegusi augstu evolūcijas līmeni.
Skaidrs. Un viņi apgalvo, ka tas pierāda cilvēku unikalitāti, jo Dievs viņus radījis?
- Jā. Un es saku: "Nē, jo ir pagājis daudz vairāk laika nekā četri miljardi gadu."
Es domāju, ka jūs sakāt pretējo par reliģisko dimensiju, ka jūsu teorija neuzskata zemi par visa centrā, tāpēc reliģiski cilvēki tam netic. Bet citu zinātnieku nostāja vismaz ir tuvāk dažiem reliģiskiem uzskatiem, jo viņi par sākumu uzskata Zemi
- Jā. Es nedomāju - labi, iespējams, ortodoksālais uzskats par dzīvības izcelsmi uz Zemes sakņojas Ādamā un Ievā. ES nezinu. Varbūt manā mūžā man nav bijusi neviena reliģiska doma.
Tas ir šoks. Cik grūti ir nosūtīt šādu sekvenci uz Marsu? Un vai tas var notikt tuvākajā nākotnē?
- NASA mūs atbalsta. Marija Zubere, kaislīga planētu zinātniece, un es kopā ar to esam strādājuši gandrīz 20 gadus, un NASA ir atbalstījusi mūsu darbu. Šis ir augsta riska uzņēmums, kurā viņi ir gatavi iemest naudu, bet viņi vēl nav apstiprinājuši lidojumu. Viņi to vēl nav ieguvuši. No otras puses, skatīties, kā NASA pati rīkojas, ir diezgan interesanti. Reizi desmit gados viņi veic tā dēvēto desmitgades pētījumu, kad staigā un runā ar planētu zinātniekiem ASV, Eiropā un pasaulē un viņiem jautā: "Kāds projekts, jūsuprāt, ir vissvarīgākais?" Tad tas viss nonāk 200 lappušu dokumentā, un, ja paskatās uz viņu prioritātēm, kas viņiem kā kosmosa organizācijai ir svarīgs,tad dzīvības meklēšana uz citām planētām ir prioritāte numur viens.
Vai augstajai metāna koncentrācijai ir kāda loma šajā diskusijā?
"Lielākā daļa astrobiologu teiktu:" Nu, varbūt tur ir metānu ražojošas baktērijas. " Šīs baktērijas, kas absorbē oglekļa dioksīdu, no augsnes izmanto ūdeņradi un rada metānu. Tas ir metabolisms. Un vairums astrobiologu teiktu: "Starp citu, metānu var saistīt ar mikrobiem." Un tā, jā, es domāju, ka lielākajai daļai cilvēku patiks ideja par metānu ražojošām baktērijām uz Marsa.
Un, iespējams, daudzi no viņiem sacīs: "Jā, ideja par savienojumu ar metānu ražojošajām baktērijām uz Zemes var nebūt tik traka."
Tātad, apkoposim skaidrības labad. No šīs sarunas es izdarīju šādus secinājumus: jūs ticat inteliģenta sākuma teorijai, neticat globālajai sasilšanai un stingri ievērojat ārprātīgas teorijas par dzīvi uz citām planētām
- Pagaidi, pagaidi. [Smejas.] Ak nē, nevajag. Būs iespējams atteikties no manas karjeras.
Īzaks Chotiner