Rover Curiosity nedavno je na Marsu otkrio metan, što može ukazivati na prisutnost životnih oblika tamo. Znači li to da smo na pragu otkrivanja života na Marsu? Profesor biologije i genetike Gary Ravkan želi potražiti DNK na Marsu. Privlači ga ideja da je život kakav poznajemo univerzalan kroz Mliječni put.
Gotovo sedam godina NASA-in rover Curiosity istraživao je površinu Marsa. Prije dva tjedna napravio je zapanjujuće otkriće s relativno velikim koncentracijama plina metana. Rover je također otkrio metan 2013. godine, ali koncentracija zabilježena ovog mjeseca - oko 21 milijarde djelića - utrostručena je. Razlog zbog kojeg je ova poruka postala velika vijest u znanstvenoj zajednici je taj što je metan često znak života; unatoč činjenici da taj plin može biti posljedica različitih kemijskih reakcija, značajan dio ga proizvodi živim bićima. Znači li to da smo na pragu otkrivanja života na Marsu i, ako jest, kakav bi to život mogao biti?
Kako bih razgovarao o tim pitanjima, razgovarao sam telefonom s Garyjem Ruvkunom, molekularnim biologom i profesorom genetike na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Harvard. Ravkan, kako i sam priznaje, zauzima neobično stajalište u pitanju podrijetla života i mogućnosti otkrivanja znakova života bilo gdje. Ukratko, on dovodi u pitanje uobičajenu tvrdnju da je naš životni oblik temeljen na DNK nastao na Zemlji. Intervju, koji je započeo razgovorom o otkriću metana, pretvorio se u raspravu o tome zašto želi poslati uređaj na Mars koji se zove DNK sekvence. (Nakon našeg razgovora, NASA je objavila da se koncentracija metana spustila na normalnu razinu, zbog čega su znanstvenici još više zbunjeni.) Tijekom našeg razgovora, koji je uređen i skraćen radi jasnoće,Također smo razgovarali o tome kako se znanstvena rasprava o podrijetlu života presijeca s vjerskom raspravom, razlozima zbog kojih on može biti kobno pogrešan i što znači izražavanje mišljenja manjina u znanstvenoj zajednici.
Koji je glavni zaključak iz činjenice otkrivanja metana?
- Pretraživanje metana dobra je tehnika za neizravno traženje života. Problem je što postoje i kemijske metode za proizvodnju metana. Ne može se nazvati idealnim surogatom za život. Stoga su NASA-in predloženi eksperimenti za otkrivanje života, posebno u naše doba egzoplaneta, kada je toliko planeta otkriveno oko zvijezda, usmjereni na spektroskopske studije njihove atmosfere. To je uvijek povezano s upotrebom velikih količina kemikalija poput metana i CO2.
Mislite li da je to najbolji način da se ovaj zadatak ostvari? Ili mislite da postoji bolji način za istraživanje?
To je jedini način da se provede na tako udaljenim mjestima. Moj omiljeni način pronalaska života je letjeti na planetu i tamo tražiti DNK. Iz toga slijedi da je život na drugom planetu možda potpuno analogan životu ovdje, ali većina astrobiologa stanje stvari predstavlja nekako drugačije.
Kako se vaše stajalište o ovom pitanju razlikuje od opće prihvaćenog?
Promotivni video:
- Po mom mišljenju, teza da je život nastao ovdje je pomalo pretpostavljena. Na temelju njega čini se da smo nekako potpuno jedinstveni i da se sve dogodilo upravo ovdje. Estetski me privlači ideja da je život kakav znamo kako je univerzalan kroz Mliječni put. Čini se da čim se razvija, počinje se širiti. A jedan od načina da se to dokaže jest trčanje sata naprijed, a ne unatrag. Ako stvarno govorimo o koloniziranju Marsa, prvi korak je slanje bakterija tamo kako bi stvorili atmosferu. Dakle, ako pokrenete sat milijun godina unaprijed, vjerojatno ćemo poslati bakterije na različite planete udaljene milijun svjetlosnih godina.
Pa, čekaj, želim to samo razumjeti. Dakle, kažete da vam se čini romantičnim ili privlačnim pomisliti da će i drugi životni oblici biti usporedivi s nama?
- Da. Činjenica da život nije nastao ovdje. Upravo je sletio na naš planet. Da potječe negdje drugdje. I mnogi se žale zbog toga. Kažu: "Pa, samo prebaciš problem porijekla života na drugo mjesto." I tako je to.
U svojoj e-pošti opisali ste svoje stavove kao "ne baš standardne u području mikrobiologije". A to je dijelom i zbog činjenice da želite poslati Mars sekvence na Mars, zar ne?
- Ovdje na Zemlji, ako odete negdje do jezera i želite znati tko tamo živi, tada se koristi sljedeća metoda za pronalaženje odgovora na ovo pitanje: uzima se prljavština, provodi se DNK analiza i određuju svi genski spojevi unutar ove DNK. To vam daje prilično dobar snimak onoga tko postoji na tom mjestu. Naravno, postoji mnogo različitih vrsta bakterija koje žive na tlima i sličnim tvarima.
Ako pogledate u literaturu, postoje desetine tisuća studija koje se temelje na tome, a prvi put je to učinjeno, po mom mišljenju, prije 20 godina, tada je DNK korišten kao otisak prsta za otkrivanje postojećih organizama. A mi možemo reći, "Možete jednostavno učiniti isto na Marsu i analizirati slijed DNK." A onda biste pitali: "Pa, postoji li netko poput našeg rođaka?" Ono što nađemo ne bi trebao biti naš brat. Može biti povezan s nama udaljenijim vezama nego brat, na primjer, kao rođak, što znači da može potjecati s istog životnog stabla. Jednom kada to učinite, možete reći: "Pa, život na Zemlji i na Marsu je sličan, i to je nekako najmanje zanimljiva ideja, jer su Zemlja i Mars vrlo blizu." Dakle, gotovo je očitoda mogu imati isti oblik života, jer postoji razmjena. Ali što ako postoji jedan te isti životni oblik na cijelom Mliječnom putu?
Što bi rekli ljudi koji su skeptični prema vašim mislima odgovoriti na ovo?
"Rekli bi da je to glupost. (Smijeh) Jer kažu: „Pa, negdje je moralo početi, pa zašto ne misliš da je počelo ovdje? Zašto izlažete hipotezu da smo preuzeli život, a ne da smo postali izvor njegovog razvoja? " Jer postoje jasni dokazi za razvoj života u našim genima. To se naziva RNA Svijet, koji je bio najraniji oblik života i još uvijek je prisutan u našim genima. To možemo vidjeti tako da možemo prepoznati rane faze evolucije samo jednom analizom modernih genoma. U udžbenicima i ortodoksnim znanostima svijet RNA - svojevrsni prethodnik DNK svijeta - bio je na Zemlji prije četiri milijarde godina. I sugerirao bih da, ne, to je vjerojatno postojalo prije deset milijardi godina negdje s druge strane Mliječnog puta i proširilo se diljem galaksije.
Ispada da za bilo koju od hipoteza - niti o četiri milijarde godina, niti o deset milijardi godina - ne postoji znanstveno opravdanje? Je li to ono što mislite?
- Ne ne ne. Zemlja postoji već 4,5 milijardi godina. A svemir, barem ako se računa od Velikog praska, star je oko 14 milijardi godina. Stoga, ako je život nastao negdje drugdje, imate vremensku rezervu od deset milijardi godina. Ali ja bih radije da ovaj rezervat bude stotinu milijardi ili tisuću milijardi godina. Bilo bi puno ljepše.
A zašto bi bilo toliko ljepše?
- Pa, jer na taj način imaš više vremena. Vidite li, poanta je u tome što ako pogledate zapis fosila, gdje možete pronaći prve dokaze života? Naravno, pronaći ćete dokaze o bakterijama, kako izgledaju bakterije, što se naziva stromatolitima, tim zelenkasto-plavkastim bakterijama koje postoje u kolonijama. Svi oni čine dobre fosile i mogu se vidjeti prije 3,5 milijardi godina. Odnosno, život se već nakon hlađenja Zemlje razvio do faze formiranja prilično složenih bakterija.
I, znate, većina ljudi izvan znanstvene zajednice reći će: "Pa, da, bakterije su prilično jednostavni organizmi." Ali bakterije nisu jednostavni organizmi. Bakterije su nevjerojatno složene. Bakterije su samoobnavajući roboti o kojima sanjaju inženjeri elektrotehnike. Oni mogu stvoriti kopiju sebe u 20 minuta s četiri tisuće dijelova.
Pa, kakav zaključak možete izvući iz vaše priče o bakterijama?
„Bili su na nevjerojatno visokom nivou evolucije i mislim da su stigli čim se Zemlja ohladila i tek počela rasti. Oni su se proširili po Mliječnom putu i vjerojatno po cijelom svemiru. Na primjer, jeste li čuli za SETI projekt? Traže li inteligentan život?
Da. [Zapravo nisam.]
- U pravilu, to su matematičari, a očekuju da će im pametni iz neke druge galaksije poslati broj Pi ili, znate, neki drugi matematički signal. Zapravo, oni će poslati samo DNK sekvence.
Odnosno, kažete da je život došao ovdje onako kako se proširio svuda. Dakle, ako pošaljemo DNK sekvence u svemir i saznamo da se na temelju podataka koje je prikupio, sve to proširilo, a zatim odletjelo na Zemlju, a mi uopće nismo potomci svega …
- Točno.
Dakle, i drugi ljudi, oni koji imaju drugačije mišljenje o ovom pitanju, vjeruju: "Ne, naš oblik života je nastao ovdje, a drugi oblici života mogu biti i na drugim planetima, i to možemo razumjeti zahvaljujući metanu" ili nešto slično ovaj duh? Stoga trebamo tražiti nešto poput metana, jer na taj način možemo pronaći potpuno različite oblike života
- Točno. Ovo područje astrobiologije je područje ljudi koji razmišljaju o životu na drugim planetima. I vjerojatno, ne znam, između tisuću i pet tisuća ljudi koji se nazivaju astrobiolozima, a NASA je uložila mnogo napora u razvoj ovog područja. A ako biste pitali tisuću astrobiologa vjeruju li da se život širi ili razvija neovisno, rekao bih da bi 1% bilo spremno prihvatiti ideju o širenju života u obliku u kojem mogu reći, promovirati ga.
Dakle, ako 99% znanstvenika vjeruje u globalno zagrijavanje, a beznačajna manjina kaže da ono nije povezano s ljudskim aktivnostima ili da jednostavno ne postoji, bilo da je to, molim vas, zavrćemo očima i kažemo: "Pa, to nije baš nešto znanstveno. " Ti su ljudi zupci u industriji fosilnih goriva i srodnim područjima. Vi ste vrlo cijenjeni znanstvenik koji se ne smatra ekscentričnim ekscentrikom. Imate li unutarnje sumnje?
Da sam racionalna osoba, vjerojatno biste bili u pravu. (Smijeh se.) Ali ne znam zašto. To samo ima smisla. U stvari, svaki udžbenik kaže da se život dogodio na Zemlji, a ovo je mala improvizacija - reći: znate i mi smo letjeli ovdje. Da li razumiješ? To, na neki način, ne pruža zadovoljstvo, jer problem negdje drugdje prenosi u drugu sferu. Da li razumiješ? Ali svejedno, moralo je započeti negdje drugdje.
Mislim da imam ideju da je tako lako prijeći iz vreće kemikalija u punopravnu bakteriju i da bi se to moglo dogoditi za nekoliko stotina milijuna godina na Zemlji. Važno je i razumjeti da s obzirom na tektoniku ploča na Zemlji, naš planet vrlo, vrlo brzo briše svoju povijest kako se kontinenti mijenjaju, a Zemljina površina se obnavlja. Vrlo je teško pronaći uzorke stare više od tri milijarde godina. Na Zemlji ih nema mnogo. Stoga je ovdje prilično teško tražiti najstarije fosile. I tu dolazimo do jedne od prednosti Marsa - nema tektonike ploča. Stoga, ako želite potražiti neke drevne fosile na Marsu, tada nije postojalo trajno ukopavanje prošlosti, za razliku od Zemlje.
Koje otkriće na Marsu može ukazivati na ispravnost ili pogrešnost vaše teorije?
- Pa, mislim, opet, ako bi se tu vršilo sekvenciranje DNK, što je vrlo osjetljiv proces, zar ne? Stoga bi se na Marsu mogli naći izuzetno rijetki organizmi. A ako ste ih pronašli, istovremeno otkrivši da nije lako, perut ili akne od nekoga iz odjela za montažu svemirske letjelice, da je to nešto s dubokim korijenima - to je povezano s životom na Zemlji, ali otprilike na isti način kao što je klokan životinja, ali istovremeno očito različita od svega što ste vidjeli u Starom svijetu, tada biste ustanovili da ste otkrili nešto novo, zar ne? A isto se može reći i za bakterije.
Ili ako su ljudi iz SETI projekta jednog dana primili signal od četiri znaka, poput DNK sekvence, i pokupili ste šifru za dešifriranje i rekli: "O, moj Bože, ovo liči na jedan od gena koji prepoznajemo", to bi bio dokaz da genomika negdje vani na drugom planetu postoji razmjena.
Koje otkriće bi vas moglo uvjeriti da griješite ili da nije slučajno što ste se našli u manjini?
- Pa, ako bi netko otkrio potpuno novi oblik života koji nije izgrađen na DNK, mislim da bi to bilo dobro pobijanje ove ideje o Panspermiji.
Ostavit ću vas vrlo brzo, ali što ako život ipak nastane ovdje, a zatim se širi dalje? I tako smo na Marsu pronašli neki DNK, ali tamo je završio jer se širio sa Zemlje. Je li moguće?
"Da, ali to nas stavlja u središte svemira, a čitava snaga povijesti nalazi se u apelu:" Ne smijemo pretpostaviti da smo mi centar svega. Mi smo beznačajni."
Koji su ovdje religiozni razlozi? Vidite li bilo kakav vjerski aspekt u ovoj raspravi?
- Jesam li vam poslao vezu ili vas zamolio da tražite video? [Ravkan mi je preporučio da gledam video na YouTubeu u kojem iznosi svoje stajalište o "životu izvan Zemlje".]
Da, gledao sam ovaj video
- U ovom videu učinila sam nešto čega sam se malo bojala: referirala sam se na divan motor ATP sintaze. To je jedan od najnevjerojatnijih malih mehanizama koje bakterije stvaraju energijom crpanjem protona preko membrana. U osnovi, oni imaju molekulski motor koji ga uključuje, ne znam, pri tisuću okretaja u minuti ili tako nešto.
Stoga pristaše inteligentne teorije - gotovo se bojim to reći jer posljednje što bih želio da svoje javne izjave tumače pristaše inteligentne teorije - oni koriste sintezu ATP-a kao osnovu za svoju teoriju.
Što je sinteza ATP-a?
Ovo je mali rotacijski hidraulički motor koji generira ATP protonskim pumpama. Ovo je savršeno čudo evolucije. I želim naglasiti da mislim da je to evolucija, ali religiozni fanatici to koriste kako bi dokazali da evolucija to ne bi mogla učiniti jer je tako lijepo zamišljeno.
I kako se to odnosi na ove dvije teorije …
"Pa, postoje religiozni fanatici koji slijede isti primjer kao i ja. Koristim ovaj primjer da kažem: "Ovo je vrhunac evolucije." Vidite, prije tri ili četiri milijarde godina to više nije primitivni oblik života. Ovo je visoko evoluiran život. Već je dostigla visoku razinu evolucije.
Čisto. I tvrde da to dokazuje jedinstvenost ljudi jer ih je Bog stvorio?
- Da. A ja kažem: "Ne, jer je prošlo puno više vremena nego četiri milijarde godina."
Mislio sam da ćete reći suprotno o vjerskoj dimenziji, da vaša teorija Zemlju ne smatra centrom svega, stoga religiozni ljudi ne vjeruju u nju. Ali položaj drugih znanstvenika barem je bliži nekim vjerskim uvjerenjima, jer oni Zemlju smatraju početkom
- Da. Ne mislim - dobro, možda je ortodoksni pogled na podrijetlo života na Zemlji ukorijenjen u Adamu i Evi. Ne znam. Možda u čitavom životu nisam imao niti jednu religioznu misao.
Šok je. Koliko je teško poslati takav sekvence na Mars? A može li se to dogoditi u skoroj budućnosti?
- NASA nas podržava. Maria Zuber, strastvena planetarna znanstvenica, i na tome sam radila gotovo 20 godina, a NASA podržava naš rad. Ovo je visoko rizično poduzeće u koje su spremni uložiti nešto novca, ali let još nisu odobrili. Nisu još stigli do toga. S druge strane, gledanje kako se NASA organizira organizira prilično je zanimljivo. Svakih deset godina provode ono što se naziva Dekadom istraživanja, kada hodaju i razgovaraju sa planetarnim znanstvenicima u SAD-u, Europi i svijetu i pitaju ih: "Koji je tvoj projekt najvažniji?" Tada se sve izlije u dokument od 200 stranica, a ako pogledate njihove prioritete, ono što im je kao svemirska organizacija važno,onda je potraga za životom na drugim planetima prioritet broj jedan.
Igra li visoka koncentracija metana neku ulogu u ovoj raspravi?
"Većina astrobiologa bi rekla:" Pa, možda tamo postoje bakterije koje proizvode metan. " Te bakterije, koje apsorbiraju ugljični dioksid, koriste vodik iz tla i stvaraju metan. To je metabolizam. A većina astrobiologa bi rekla: "Usput, metan se može povezati s mikrobovima." I tako, da, mislim da će se većini ljudi svidjeti ideja o stvaranju metana na Marsu.
I vjerojatno će mnogi od njih reći: "Da, ideja o povezanosti s bakterijama koje proizvode metan na Zemlji možda nije tako luda."
Dakle, sumirajmo radi jasnoće. Iz ovog razgovora donio sam slijedeće zaključke: vjerujete u teoriju inteligentnog početka, ne vjerujete u globalno zagrijavanje i držite se ludih teorija o životu na drugim planetima
- Čekaj čekaj. (Smijeh se.) O, ne, nemoj. Moguće je odustati od karijere.
Isaac Chotiner