Povijest astrobiologije, predmet istraživanja i važnost



astrobiologija ili egzobiologija To je grana biologije koja se bavi podrijetlom, distribucijom i dinamikom života, u kontekstu našeg planeta i cijelog svemira. Mogli bismo tada reći da je astrobiologija kao znanost svemiru, što je biologija planeti Zemlji.

Zbog širokog spektra djelovanja astrobiologije, u njemu se susreću druge znanosti: fizika, kemija, astronomija, molekularna biologija, biofizika, biokemija, kozmologija, geologija, matematika, računarstvo, sociologija, antropologija, arheologija, među ostalima..

Astrobiologija shvaća život kao fenomen koji bi mogao biti "univerzalan". Bavi se njihovim kontekstima ili mogućim scenarijima; vaše zahtjeve i minimalne uvjete; uključeni procesi; njegove ekspanzivne procese; među ostalim temama. Ona nije ograničena na inteligentni život, već istražuje bilo koji mogući tip života.

indeks

  • 1 Povijest astrobiologije
    • 1.1. Aristotelovska vizija
    • 1.2 Kopernikanska vizija
    • 1.3 Prve ideje o izvanzemaljskom životu
  • 2 Predmet izučavanja astrobiologije
  • 3 Mars kao model istraživanja i istraživanja svemira
    • 3.1 Misije pomoraca i promjena paradigme
    • 3.2 Postoji li život na Marsu? Misija Vikinga
    • 3.3 Misije Beagle 2, Mars Polar Lander
    • 3.4 Misija Phoenix
    • 3.5 Istraživanje Marsa se nastavlja
    • 3.6 Na Marsu je bilo vode
    • 3,7 Marsovski meteoriti
    • 3.8 Panspermija, meteoriti i kometi
  • 4 Važnost astrobiologije
    • 4.1 Fermijev paradoks
    • 4.2. Program SETI i potraga za izvanzemaljskom inteligencijom
    • 4.3 Drakeova jednadžba
    • 4.4 Novi scenariji
  • 5 Astrobiologija i istraživanje krajeva Zemlje
  • 6 Perspektive astrobiologije
  • 7 Reference

Povijest astrobiologije

Povijest astrobiologije može se vratiti na početke čovječanstva kao vrste i njezinu sposobnost da se pita o kozmosu i životu na našoj planeti. Odatle se pojavljuju prve vizije i objašnjenja koja su i danas prisutna u mitovima mnogih naroda.

Aristotelova vizija

Aristotelova vizija smatrala je Sunce, Mjesec, ostatak planeta i zvijezda savršenim sferama koje su kružile oko nas, stvarajući koncentrične krugove oko nas.

Ta vizija je predstavljala geocentrični model svemira i bila je koncepcija koja je obilježila čovječanstvo tijekom srednjeg vijeka. Vjerojatno nije mogao imati smisla u to vrijeme, pitanje postojanja "stanovnika" izvan našeg planeta.

Kopernikanski pogled

U srednjem vijeku Nikola Kopernik je predložio svoj heliocentrični model koji je Zemlju postavio kao još jedan planet, koji se okretao oko Sunca..

Taj je pristup duboko utjecao na način na koji gledamo na ostatak svemira, pa čak i na sebe, jer nas je to smjestilo na mjesto koje možda nije bilo "posebno" kao što smo mislili. Otvorila je tada mogućnost postojanja drugih planeta sličnih našem i, s njom, života različitog od onog kojeg poznajemo.

Prve ideje o izvanzemaljskom životu

Francuski pisac i filozof, Bernard le Bovier de Fontenelle, krajem 17. stoljeća već je sugerirao da bi život mogao postojati i na drugim planetima.

Sredinom osamnaestog stoljeća mnogi znanstvenici su se odnosili na rasvjeta, pisali su o izvanzemaljskom životu. Čak i vodeći astronomi tog vremena, kao što su Wright, Kant, Lambert i Herschel, pretpostavili su da se mogu naseliti planeti, mjeseci, pa čak i kometi..

Tako je devetnaesto stoljeće započelo većinom znanstvenika, filozofa i akademskih teologa, dijeleći uvjerenje o postojanju izvanzemaljskog života na gotovo svim planetima. To se smatralo čvrstom pretpostavkom u to vrijeme, na temelju rastućeg znanstvenog razumijevanja kozmosa.

Ogromne razlike između nebeskih tijela Sunčevog sustava (s obzirom na njihov kemijski sastav, atmosferu, gravitaciju, svjetlost i toplinu) su ignorirane.

Međutim, kako se snaga teleskopa povećavala, a pojavom spektroskopije, astronomi su mogli početi shvaćati kemiju okolnih planetarnih atmosfera. Stoga se može isključiti da su okolni planeti bili naseljeni organizmima sličnim zemaljskim.

Predmet proučavanja astrobiologije

Astrobiology se usredotočuje na proučavanje sljedećih osnovnih pitanja:

  • Što je život??
  • Kako je došao život na Zemlji?
  • Kako se život razvija i razvija?
  • Postoji li život drugdje u svemiru?
  • Kakva je budućnost života na Zemlji i na drugim mjestima u svemiru, ako postoji?

Iz ovih se pitanja javljaju mnogi drugi koji se odnose na predmet proučavanja astrobiologije.

Mars kao model istraživanja i istraživanja svemira

Crveni planet, Mars, bio je posljednji bastion izvanzemaljskih životnih hipoteza unutar Sunčevog sustava. Ideja o postojanju života na ovom planetu, u početku je proizašla iz zapažanja astronoma s kraja 19. i početka 20. stoljeća.

Oni su tvrdili da su oznake na površini Marsa zapravo kanali koje je izgradila populacija inteligentnih organizama. Ovi se obrasci danas smatraju proizvodom vjetra.

Misije mornar i promjenu paradigme

Svemirske sonde mornar, oni su primjer svemirskog doba koje je započelo krajem pedesetih godina 20. stoljeća.Ovo je razdoblje dopustilo izravno vizualizirati i ispitati planetarne i mjesečeve površine unutar Sunčevog sustava; odbacivanje afirmacija višestaničnih i lako prepoznatljivih izvanzemaljskih oblika života u Sunčevom sustavu.

Godine 1964. misija NASA-e Mariner 4, Poslao je prve bliske slike površine Marsa, pokazujući u biti pustinjski planet.

Međutim, naknadne misije poslane na Mars i na vanjske planete omogućile su detaljan pogled na ta tijela i njihove mjesece, a posebno u slučaju Marsa, djelomično razumijevanje njihove rane povijesti.

U raznim izvanzemaljskim scenarijima, znanstvenici su otkrili okoline koje se ne razlikuju od okoline nastanjene na Zemlji.

Najvažniji zaključak ovih prvih svemirskih misija bila je zamjena spekulativnih pretpostavki za kemijske i biološke dokaze, što omogućuje objektivno proučavanje i analizu..

Postoji li život na Marsu? Misija viking

U prvom redu, rezultati misija mornar podržati hipotezu o nepostojanju života na Marsu. Međutim, moramo uzeti u obzir da je tražio makroskopski život. Kasnije misije dovele su u pitanje odsutnost mikroskopskog života.

Na primjer, od tri eksperimenta osmišljena za otkrivanje života, napravljena od zemaljske sonde misije viking, dva su dala pozitivne rezultate i jedan negativan.

Unatoč tome, većina znanstvenika sudjelovala je u eksperimentima sondi viking Slažem se da nema tragova bakterijskog života na Marsu i rezultati su službeno neuvjerljivi.

misije Beagle 2, Mars Polar Lander

Nakon kontroverznih rezultata koje su bacile misije viking, Europska svemirska agencija (ESA) pokrenula je misiju 2003. godine Mars Express, posebno dizajnirane za exobiološke i geokemijske studije.

Ova misija je uključivala sondu Beagle 2 (istoimena brodu na kojem je putovao Charles Darwin), namijenjen traganju za znakovima života na plitkoj površini Marsa.

Ta je sonda nažalost izgubila kontakt sa Zemljom i nije mogla zadovoljivo razviti svoju misiju. Slična je sudbina imala i NASA sonda "Mars Polar Lander"Godine 1999.

misija Feniks

Nakon tih neuspjelih pokušaja, u svibnju 2008., misija Feniks NASA je došla na Mars, dobivši izvanredne rezultate u samo 5 mjeseci. Glavni ciljevi istraživanja bili su egzobiološki, klimatski i geološki.

Ova istraga može pokazati postojanje:

  • Snijeg u ozračju Marsa.
  • Voda u obliku leda ispod gornjih slojeva ovog planeta.
  • Osnovna tla pH između 8 i 9 (barem u području u blizini spusta).
  • Tekuća voda na površini Marsa u prošlosti

Istraživanje Marsa se nastavlja

Istraživanje Marsa se nastavlja i danas, s visokotehnološkim robotskim instrumentima. Misije Rovers (MER-A i MER-B), pružili su impresivne dokaze da je na Marsu bilo aktivnosti vode.

Na primjer, pronađeni su dokazi o postojanju slatke vode, vrelih izvora, guste atmosfere i aktivnog ciklusa vode.

Na Marsu su dobiveni dokazi da su neke stijene oblikovane u prisutnosti tekuće vode, kao što je Jarosite, otkrivena lutalica MER-B (prilika), koja je bila aktivna od 2004. do 2018. godine.

lutalica MER-A (znatiželja), mjerio je sezonske fluktuacije metana, koji su uvijek bili povezani s biološkom aktivnošću (podaci objavljeni 2018. u časopisu Science). Također su pronašli organske molekule kao što su tiofen, benzen, toluen, propan i butan.

Na Marsu je bilo vode

Iako je površina Marsa trenutno negostoljubiva, postoje jasni dokazi da je u dalekoj prošlosti, Marsova klima dopuštala da se tekuća voda, bitan sastojak za život kakvog poznajemo, akumulira na površini.

Podaci od lutalica MER-A (znatiželja, otkrivaju da su milijarde godina, jezero unutar kratera Gale, sadržavalo sve potrebne sastojke za život, uključujući kemijske komponente i izvore energije.

Marsovski meteoriti

Neki istraživači smatraju da su marsovski meteoriti dobri izvori informacija o planetu, tako daleko da tvrde da sadrže prirodne organske molekule, pa čak i mikrofosile bakterija. Ti su pristupi predmet znanstvene rasprave.

Ovi meteoriti s Marsa vrlo su rijetki i predstavljaju jedini uzorak koji se može analizirati izravno s crvenog planeta.

Panpermija, meteoriti i kometi

Jedna od hipoteza koja favorizira proučavanje meteorita (i kometa), nazvana je panspermia. Ovo se sastoji od pretpostavke da je u prošlosti došlo do kolonizacije Zemlje mikroorganizmima koji su došli unutar tih meteorita.

Danas postoje i hipoteze koje tvrde da je kopnena voda došla iz kometa koji su bombardirali naš planet u prošlosti. Osim toga, vjeruje se da su ti kometi mogli donijeti sa sobom prvobitne molekule, što je omogućilo razvoj života ili čak već razvijenog života smještenog u njima.

Nedavno, u rujnu 2017., Europska svemirska agencija (ESA) uspješno je završila misiju Rosseta, Ova misija se sastojala u istraživanju kometa 67P / Churyumov-Gerasimenko sa sondom Philae koje su dosegle i kružile, a zatim se spustile. Rezultati ove misije još uvijek se proučavaju.

Važnost astrobiologije

Fermijev paradoks

Može se reći da je izvorno pitanje koje motivira proučavanje Aastrobiologije: Jesmo li sami u svemiru??

Samo u Mliječnoj stazi ima stotine milijardi zvjezdanih sustava. Ova činjenica, zajedno s dobi svemira, navodi nas da mislimo da bi život trebao biti uobičajena pojava u našoj galaksiji.

Oko tog pitanja, poznato je pitanje koje je postavio nobelovac Enrico Fermi: "Gdje su svi?", Što je formulirao u kontekstu ručka, gdje se raspravljalo o činjenici da galaksija treba biti puna. života.

Pitanje je na kraju dalo povoda paradoksu koji nosi njegovo ime i koji se izgovara na sljedeći način:

"Vjerovanje da svemir sadrži mnoge tehnološki napredne civilizacije, u kombinaciji s našim nedostatkom dokaza koji podržavaju tu viziju, nedosljedno je."

Program SETI i potraga za izvanzemaljskom inteligencijom

Mogući odgovor na Fermijev paradoks mogao bi biti da civilizacije o kojima razmišljamo, zapravo ako su tamo, ali nismo ih tražili..

Godine 1960. Frank Drake i drugi astronomi pokrenuli su program pretraživanja izvanzemaljske inteligencije (SETI)..

Ovaj program je zajednički pokušao s NASA-om, u potrazi za znakovima izvanzemaljskog života, kao što su radio signali i mikrovalovi. Pitanja o tome kako i gdje tražiti te signale dovela su do velikog napretka u mnogim granama znanosti.

Američki Kongres je 1993. otkazao financiranje NASA-i u tu svrhu, kao rezultat pogrešnih shvaćanja o značenju onoga što pretraživanje podrazumijeva. Danas se SETI projekt financira privatnim sredstvima.

SETI projekt je čak potaknuo i holivudske filmove, kao što su kontakt, glumi glumicu Jodie Foster i inspirirana istoimenim romanom koji je napisao svjetski poznati astronom Carl Sagan.

Drakeova jednadžba

Frank Drake je procijenio broj civilizacija s komunikativnim kapacitetom izrazom koji nosi njegovo ime:

N = R * x fp x ni x fl x fja x fc x L

Gdje N predstavlja broj civilizacija sa sposobnošću komuniciranja sa Zemljom i izražen je kao funkcija drugih varijabli kao što su:

  • R *: stopa formiranja zvijezda slična našem suncu
  • Fp: udio tih zvjezdanih sustava s planetima
  • ni: broj planeta sličnih Zemlji pomoću planetarnog sustava
  • Fl: dio spomenutih planeta na kojima se život razvija
  • Fja: frakcija u kojoj inteligencija izlazi
  • Fc: udio planeta za komunikaciju
  • L: očekivanje "života" tih civilizacija.

Drake je formulirao ovu jednadžbu kao sredstvo za "određivanje" problema, a ne kao element za konkretne procjene, budući da je mnoge njegove pojmove izuzetno teško procijeniti. Međutim, postoji konsenzus da je broj koji je sklon bacanju velik.

Novi scenariji

Treba napomenuti da je, kada je formulirana Drakeova jednadžba, bilo vrlo malo dokaza o planetima i mjesecima izvan našeg Sunčevog sustava (egzoplanete). U desetljeću devedesetih pojavili su se prvi dokazi o egzoplanetima.

Na primjer, misija Kepler NASA-e, otkrio je 3538 kandidata za egzoplanete, od kojih se najmanje 1000 smatra da su u "naseljivoj zoni" razmatranog sustava (udaljenost koja dopušta postojanje tekuće vode).

Astrobiologija i istraživanje krajeva Zemlje

Jedna od zasluga astrobiologije je u tome što je inspirirala, u dobroj mjeri, želju za istraživanjem vlastitog planeta. To s nadom u razumijevanju analogije funkcioniranja života u drugim scenarijima.

Primjerice, proučavanje hidrotermalnih izvora u oceanskom dnu omogućilo nam je da prvi put promatramo život koji nije povezan s fotosintezom. Naime, ove studije su nam pokazale da postoje sustavi u kojima život ne ovisi o sunčevoj svjetlosti, što se oduvijek smatralo neophodnim zahtjevom..

To nam omogućuje da pretpostavimo moguće scenarije za život na planetima na kojima se može dobiti tekuća voda, ali pod debelim slojevima leda, što bi spriječilo dolazak svjetlosti u organizme..

Drugi primjer je proučavanje suhih dolina Antarktike. Preživjele su fotosintetske bakterije koje su bile zaštićene unutar stijena (endolitske bakterije).

U ovom slučaju, stijena služi i kao potpora i zaštita od nepovoljnih uvjeta mjesta. Ova strategija je također otkrivena u solanama i toplim izvorima.

Perspektive astrobiologije

Znanstvena potraga za izvanzemaljskim životom do sada nije bila uspješna. Ali ona postaje sve sofisticiranija, jer astrobiološka istraživanja stvaraju nova znanja. Sljedeće desetljeće astrobiološkog istraživanja bit će svjedok:

  • Veći napori za istraživanje Marsa i ledenih mjeseca Jupitera i Saturna.
  • Sposobnost bez presedana da promatra i analizira ekstrasolarne planete.
  • Veći potencijal za dizajniranje i proučavanje jednostavnijih oblika života u laboratoriju.

Svi ovi napreci nesumnjivo će povećati našu vjerojatnost pronalaženja života na planetima sličnim Zemlji. Ali možda, izvanzemaljski život ne postoji ili je tako raspršen po cijeloj galaksiji, da gotovo nemamo šanse pronaći ga.

Čak i ako je ovaj posljednji scenarij istinit, istraživanja u astrobiologiji sve više šire našu perspektivu života na Zemlji i njezino mjesto u svemiru.

reference

  1. Chela-Flores, J. (1985). Evolucija kao kolektivni fenomen. Journal of Theoretical Biology, 117 (1), 107-118. doi: 10.1016 / s0022-5193 (85) 80166-1
  2. Eigenbrode, J.L., Summons, R.E., Steele, A., Freissinet, C., Millan, M., Navarro-Gonzalez, R., ... Coll, P. (2018). Organska tvar je sačuvana u 3 milijardi godina starim mudstonesima na krateru Gale, Mars. Science, 360 (6393), 1096-1101. doi: 10.1126 / science.aas9185
  3. Goldman, A.D. (2015). Astrobiologija: pregled. U: Kolb, Vera (ur.). ASTROBIOLOGIJA: Evolucijski pristup CRC Press
  4. Goordial, J., Davila, A., Lacelle, D., Pollard, W., Marinova, M., Greer, C.W., ... Whyte, L.G. (2016). Približava se hladno-sušnim granicama mikrobiološkog života u permafrostu gornje suhe doline, Antarktika. ISME Journal, 10 (7), 1613-1624. doi: 10.1038 / ismej.2015.239
  5. Krasnopolsky, V.A. (2006). Neki problemi vezani uz nastanak metana na Marsu. Icarus, 180 (2), 359-367. doi: 10.1016 / j.icarus.2005.10.015
  6. LEVIN, G. V., & STRAAT, P.A. (1976). Biološki eksperiment s Vikingovim etiketama: privremeni rezultati. Science, 194 (4271), 1322-1329. doi: 10.1126 / science.194.4271.1322
  7. Ten Kate, I.L. (2018). Organske molekule na Marsu. Science, 360 (6393), 1068-1069. doi: 10.1126 / science.aat2662
  8. Webster, C.R., Mahaffy, P.R., Atreya, S.K., Moores, J.E., Flesch, G.J., Malespin, C., ... Vasavada, A.R. (2018). Pozadinske razine metana u atmosferi Marsa pokazuju jake sezonske varijacije. Science, 360 (6393), 1093-1096. doi: 10.1126 / science.aaq0131
  9. Whiteway, J.A., Komguem, L., Dickinson, C., Cook, C., Illnicki, M., Seabrook, J., ... Smith, P.H. (2009). Marsovi vodeni ledeni oblaci i oborine. Science, 325 (5936), 68-70. doi: 10.1126 / znanost.1172344