Az új szintézis: asztrobiológia

Napjaink egyik legizgalmasabb, most kialakulóban lévő tudományága az asztrobiológia. Az asztrofizikai, a szerves kémiai, a biológiai és az űrkutatási ismeretek igazi szintézise valósul meg a Földön kívüli élet utáni kutatásban.

Az asztrobiológiai kutatások célja

Sokan még felkapják a fejüket az asztrobiológia kifejezés hallatán, s nem igazán tudják hová tenni a jelentését. Milyen tudományág húzódhat meg e furcsa szó mögött, amelynek ráadásul két másik változata - bioasztronómia és exobiológia - is létezik, s egyelőre nem eldöntött kérdés, melyik honosodik meg majd a gyakorlatban.

Már önmagában ez is jelzi, hogy egy forradalmian új, most kialakuló tudományágról van szó. Bármelyik kifejezést alkalmazzuk azonban, mindegyik azt sugallja, hogy egy interdiszciplináris területről lehet szó, valahol a csillagászat és a biológia (pontosabban az asztrofizika, a szerves kémia, a biológia és az űrkutatás) határmezsgyéjén. Talán a legtöbb információt az exobiológia kifejezés hordozza, mivel a Földön kívüli biológiára utal. Az új tudományág alapvető célja valóban ez: kutatás Földön kívüli életformák után.

Ez első hallásra egy kicsit nagyképűen hangozhat, hiszen

1) egyelőre nem ismerünk olyan bolygót, ahol a környezeti feltételek hasonlóak a Földéhez;
2) jelenleg nincs tudomásunk a Földön kívüli élet semmilyen formájáról;
3) azt sem tudjuk kielégítően meghatározni, mi az élet lényege, mi választja az élő anyagot az élettelentől.

Mit akarunk tehát ilyen hangzatos kifejezésekkel?

Új csillagászati eredmények

Az utóbbi tíz évben rengeteg olyan csillagászati jellegű információ birtokába jutottunk, amelyek alapvetően befolyásolták a Földön kívüli élet lehetőségéről vallott felfogásunkat. Ezek közül a legfontosabbak a következők.

1) Konkrét megfigyelésekkel tanulmányozhattuk a bolygórendszerek keletkezésének folyamatát - ugyanazokat a történéseket, amelyek 5 milliárd évvel ezelőtt a Naprendszer kialakulásához vezettek. Kiderült, hogy a fiatal csillagok körüli bolygóképződés teljesen általános folyamat.

Születő naprendszerek az Orion-köd csillagbölcsődéjében (fotó: NASA)

2) Egyelőre ugyan közvetett módszerekkel, de már közel 80 Naprendszeren kívüli bolygót fedeztünk fel (2001. októberi adat). Ezek közül néhány a Nap-Föld távolsághoz hasonló távolságban kering Nap-típusú csillag körül, s bár óriásbolygókról van szó, nem kizárt, hogy a Jupiter Galilei-holdjaihoz hasonló holdak kísérik őket, amelyeken a Földhöz hasonló állapotok jöhettek létre.

Egy "idegen Jupiter" és nagy kőzetholdja (illusztráció)

3) Egykori élő szervezetekre (feltehetően baktériumokra) utaló nyomokat fedeztünk fel több marsi eredetű meteoritban.

Baktériumok (?) egy marsi eredetű meteoritban (fotó: NASA)

4) Bebizonyosodott, hogy a folyékony víz jelenléte igen gyakori a Naprendszerben, de legalábbis nagy valószínűséggel lehet jelen a Mars egyes területein és a Jupiter Europa nevű holdján. Mai tudásunk szerint előfordulhat még a Ganymedes és a Callisto felszíne alatt (szintén a Jupiter holdjai), de akár a nagyobb kisbolygók belsejében is.

Az Europa nevű Jupiter-hold zajló jégtáblái. Alattuk folyékony víz lehet (fotó: NASA)

5) Egyre bonyolultabb szerves molekulákat fedeztünk fel a csillagközi térben, amelyek már igen komoly kémiai evolúció eredményei, s az élethez vezető szerveződések építőkockáiként szolgálhatnak.

Gigantikus gázoszlopok a Sas-ködben (M16). Csillagközi boszorkánykonyha (fotó: NASA)

A "tűrés világbajnokai" - extremofil szervezetek

A Földön kívüli élet utáni kutatás legfontosabb eredményei azonban nem a világűrből, hanem magáról a Földről származnak. Az utóbbi években mindenki számára világossá vált, hogy az élet sokkal szívósabb és alkalmazkodóképesebb dolog, mint azt eddig a legtöbben gondolták. Szinte nincs olyan mostoha élőhely, ahol az élet primitív formái - főként baktériumok - ne létezhetnének. A szélsőséges környezeti feltételek között élő szervezetek - ún. extremofilek - listája az utóbbi években alaposan kibővült. Az extremofilek benépesítik a hévforrásokat, a sarki jégsapkák eltemetett tavait, a tundra örökké fagyott talaját, a mélytengeri füstölgők környékét, a különleges vegyi adottságú helyek sokaságát, sőt - ami talán a legnagyobb meglepetés - mélyen a földkéreg kőzeteiben is megélnek. Az élet mindent "megfertőzött" bolygónkon.

Az extremofilek jelentősége óriási a jövő exobiológiai kutatásaiban. Egyrészt a felfedezés sikerét ígérik, hiszen például a Mars és a földi tundra egyaránt fagyott talajai között alig lehet különbség; az Europa jég alatti óceánja - amelynek aljzatán talán ugyanúgy mélytengeri füstölgők vannak - és az Antarktisz jég alatti tavai hasonló életfeltételeket jelenthetnek, és így tovább. Az extremofil szervezetek vizsgálata tehát egyrészt arra tanít bennünket, hogy milyen környezetben kell majd vizsgálódnunk, ha életét keresünk majd a jövő küldetései során. Ennél is fontosabb azonban, hogy ezek a szívós kis élőlények azt is elárulják, hogy mi után kell kutatnunk; milyen alaktani-, geokémiai- és biokémiai jegyek árulkodhatnak élőlények - vagy egykor volt élőlények nyomainak - jelenlétéről.

Az asztrobiológia nagy kérdései

Nanobaktériumok - élőlények egyáltalán?

Ezekből az eredményekből kiindulva az asztrobiológusokra számos elméleti és gyakorlati kérdés megválaszolása vár, amikor felvázolják a Földön kívüli élet utáni kutatás stratégiáját és módszereit. Csupán a legfontosabbak:

Melyek az élet azon alapvető jellemzői, amelyek elég általánosak és biztonsággal kimutathatók?

Milyen műszerekkel kell felszerelnünk a jövő űrszondáit, milyen módszereket kell alkalmaznunk, hogy sikerrel kutathassunk a Földön kívüli élet után?

Honnét ered az élet, milyen az eloszlása és az evolúciója, illetve mi a sorsa a Világegyetemben?

Hallatlanul izgalmas kérdések, amelyek átgondolása gyakorlatilag most veszi kezdetét. A válaszok pedig legalább ennyire izgalmasak lesznek, s valószínűleg több információt rejtenek majd, mint egy egyszerű 42-es szám.

S. T.

Ajánlat:

Astrobiology - NASA
http://astrobiology.arc.nasa.gov/

Astrobiology Web
http://www.astrobiology.com/

Korábban az [origo]-ban:

Lehet-e élet a Marson?
Egyáltalán nem elképzelhetetlen, hogy a Földhöz hasonlóan a Marson is megszületett az élet, sőt talán az ősi marsi mikrobák gyarmatosították saját bolygónkat is...

Milyen apró lehet az élet?
Ennek a mondatnak a végén olyan pont van, aminek átmérője körülbelül 1 millió nanométer. A baktériumok pár éve felfedezett, legkisebb ismert formái ennél akár 50 ezerszer is kisebbek lehetnek. A kérdés az, hogy valóban baktériumok-e.