Извънземният живот може да не прилича на нищо, което някога сме виждали на Земята
Имаме само един пример за формиране на биология във Вселената – животът на Земята. Но какво би било, ако предположим, че животът може да се образува по други начини? Как ще търсите извънземен живот, когато не знаете как може да изглежда извънземният живот?
Тези въпроси отдавна занимават астробиолозите. Астробиологията създава универсални правила, които управляват появата на сложни физически и биологични системи както на Земята, така и извън нея.
Най-разпространената форма на извънземен живот вероятно е микробна, тъй като простите клетки могат да се образуват по-лесно от организмите.
Откриване на извънземен живот
От първото откритие на екзопланета през 1995 г. са открити над 5000 екзопланети или планети, обикалящи около други звезди.
Много от тези екзопланети са малки и скалисти, като Земята и са в обитаемите зони на техните звезди. Обитаемата зона е диапазонът от разстояния между планетата и звездата, около която обикаля, което би позволило на планетата да има вода в течно състояние и по този начин да поддържа живот, такъв какъвто го познаваме на Земята.
Извадката от открити досега екзопланети проектира 300 милиона потенциални биологични експеримента в нашата галактика – или 300 милиона места, включително екзопланети и други тела като луни, с подходящи условия за възникване на биология.
Несигурността за изследователите започва с определението за живот. Определянето на живота би трябвало да е лесно, тъй като познаваме живота, независимо дали е летяща птица или микроб. Но учените не са съгласни с това определение и смятат, че точната класификация на живота може да не е възможна.
НАСА определя живота като „самоподдържаща се химическа реакция, способна на Дарвинова еволюция“. Това означава организми със сложна химическа система, които се развиват чрез адаптиране към околната среда. Дарвиновата еволюция казва, че оцеляването на един организъм зависи от неговата адаптация в околната среда.
Еволюцията на живота на Земята се е развивала в продължение на милиарди години от едноклетъчни организми до големи животни и други видове, включително хора.
Екзопланетите са отдалечени и стотици милиони пъти по-незабележими от своите звезди, така че изучаването им е предизвикателство. Астрономите могат да проверяват атмосферите и повърхностите на подобни на Земята екзопланети, използвайки метод, наречен спектроскопия, за да търсят химически маркери на живота .
Спектроскопията може да открие следи от кислород в атмосферата на планетата (за Земята е известно, че кислородът до голяма степен се генерира от фотосинтезата на водораслите) или следи от хлорофил, което предполага наличието на растения.
Дефиницията на НАСА за живота води до някои важни, но без отговор въпроси. Универсална ли е еволюцията на Дарвин? Какви химически реакции могат да доведат до биология извън Земята?
Еволюция и сложност
Целият живот на Земята, от гъбична спора до син кит, еволюира от микробен общ прародител преди около 4 милиарда години.
Същите химични процеси се наблюдават във всички живи организми на Земята и тези процеси може да са универсални. Но могат да бъдат коренно различни другаде.
През октомври 2024 г. група учени се опитаха да излязат от рамката на еволюцията. Те искаха да проучат какъв вид процеси са създали реда във Вселената – биологичен или не – за да разберат как да изследват появата на живот, напълно различен от живота на Земята.
Двама от учените твърдят, че сложни системи от химикали или минерали, които са в среда, позволяваща на някои конфигурации да се запазят по-добре от други, се развиват и съхраняват по-големи количества информация. С течение на времето системите ще стават все по-разнообразни и сложни, придобивайки функциите, необходими за оцеляване, чрез един вид естествен подбор .
Екипът заяви, че може да има закон, който да описва еволюцията на голямо разнообразие от физически системи. Биологичната еволюция чрез естествен подбор би била само един пример за това по-ширно правило.
В биологичните единици информацията се отнася до инструкциите, съхранени в последователността от нуклеотиди на ДНК молекула, които заедно изграждат генома на организма и определят как изглежда организмът и как функционира.
Ако дефинирате сложността от гледна точка на теорията на информацията, естественият подбор ще накара генома да стане по-сложен, тъй като съхранява повече информация за околната среда.
Сложността може да бъде полезна при определяне на границата между живот и неживот.
Погрешно е обаче заключението, че организмите са по-сложни от микробите. Биологичната информация се увеличава с размера на генома, но плътността на еволюционната информация намалява. Плътността на еволюционната информация е частта от функционалните гени в генома или частта от общия генетичен материал, който изразява адаптация към околната среда.
Организмите, които хората смятат за примитивни, като бактериите, имат геноми с висока информационна плътност и затова изглеждат по-добре проектирани от геномите на растенията или животните.
Универсална теория за живота все още е невъзможна. Такава теория би включвала понятията за сложност и съхранение на информация, но няма да е обвързана с ДНК или видовете клетки, които откриваме в земната биология.
Стратегии за търсене на извънземен живот
Изследвани са алтернативи на земната биохимия. Всички известни живи организми, от бактерии до хора, съдържат вода и тя е средата, която е от съществено значение за живота на Земята. Течната среда улеснява химичните реакции, от които може да възникне живот. Но животът потенциално може да възникне и в друга среда.
Астробиолозите Уилам Бейнс и Сара Сийгър са изследвали хиляди молекули, които може да са свързани с живота. Вероятните среди са сярна киселина, амоняк, течен въглероден диоксид и дори течна сяра.
Извънземният живот може да не се основава на въглерод, който формира гръбнака на всички основни молекули на живота тук, на Земята. Може дори да не се нуждае от планета, за да съществува.
Напредналите форми на живот на извънземни планети може да са толкова странни, че да са неузнаваеми за нас. Докато астробиолозите се опитват да открият живот извън Земята, ще трябва да бъдат креативни.
Една от стратегиите е да се идентифицират минерални отпечатъци в скалите на екзопланети, тъй като минералното разнообразие определя биологична еволюция. В развитието си животът на Земята използва и създава минерали от екзоскелети и местообитания. Стоте минерала, които са съществували при формирането на живота, днес са нараснали до около 5000.
Например цирконите са прости, силикатни кристали, които датират от времето преди началото на живота. Циркон, открит в Австралия, е най-стария фрагмент от земната кора. Други минерали, като апатит, сложен калциев фосфатен минерал, са създадени от биологични организми. Апатитът е основна съставка в костите, зъбите и рибените люспи.
Друга стратегия за намиране на живот, различен от този на Земята, откриването на доказателства за развита цивилизация, е намирането на маркери за азотен диоксид в атмосферата. Тези маркери, наречени техносигнатури, предполагат наличието на интелигентен живот.
Не е ясно как, кога и къде ще се случи първото откриване на живот извън Земята. Може да е в рамките на Слънчевата система, може да е чрез проучване на атмосфери на екзопланети или чрез откриване на изкуствени радиосигнали от далечна цивилизация.
Търсенето на извънземен живот е криволичеща, а не права пътека. И това е за живота, какъвто го познаваме. А за живота, какъвто не го познаваме, всички теории са възможни.
Тази статия е публикувана в The Conversation и е възпроизведена тук под лиценз Creative Commons. Щракнете тук, за да прочетете оригиналната версия (на английски език).
Още по темата
БЮЛЕТИН Абонирайте се за бюлетина на Актуално за жената, за да получавате актуалните публикации.