Milyen lehet a földön kívüli élet?

Felismernénk-e egy földönkívülit, ha találkoznánk vele? Mai tudásunk alapján sok helyen uralkodnak olyan körülmények, amelyek arra hasonlítanak, mint amely a Földön az élet születésekor volt jellemző. De vajon lehet-e ezektől gyökeresen eltérő viszonyok között is élet?

Fantáziarajz: a földi élet kialakulásához szükséges komponensek elterjedtek a Világegyetemben. De vajon lehetnek-e teljesen más alapon szerveződött élőlények is?

A Földön kívüli élet utáni kutatás egyik fő nehézsége annak meghatározása, hogy pontosan mit is kell keresni. Az életre egyetlen példát ismerünk, a földit - nehéz elképzelni, hogy ha más formában is előfordul, akkor mik lehetnek annak a jellemzői és miként lehetne azt egy távoli égitesten azonosítani.

Az elméleti okfejtések segíthetnek a kérdéskör jobb megismerésében, de ahhoz nem elegendők, hogy műszereket vagy űrszondákat tervezzünk segítségükkel az ismerttől gyökeresen eltérő életformák vizsgálatára. A lehetőségek tudományos alapú mérlegelése azonban mégsem felesleges, mivel az olyan témakörökre is rámutathat, amelyek elemzésére egyéb kutatások során lehetőség nyílik. Az alábbiakban azt tekintjük át, mai tudásunk alapján milyen lehetőség adódhat a földitől alapvetően eltérő élet előfordulására a világegyetemben.

Az élet definíciójának megadása nagy kihívás a szakembereknek. A magyar Gánti Tibor 1970-es években kidolgozott chemoton elmélete absztrakt formában próbálja leírni a legegyszerűbb élőlény jellemzőit. Ennek meghatározását korábbi cikkünkben részletesen bemutattuk. A NASA hivatalos állásfoglalása talán ennél is egyszerűbb - e szerint életnek, illetve élőlényeknek tekinthetők azok a kémiai rendszerek, amelyek darwini evolúcióra képesek.

Más elemek, más kémiai kötések

A földitől alapvetően eltérő élet lehetőségének elemzése során fontos szempont a vizsgált környezetben jellemző fizikai paraméterek milyensége (például hőmérséklet, nyomás), az elemek és molekulák összetétele, illetve az időskála, amelyen tekintve változatos kémiai reakciók történhetnek.

Kémiai kötések szempontjából a földi életnél a hosszú láncú, szénalapú szerves molekulák és a bennük előforduló kovalens kötések a fontosak. Ezek biztosítják, hogy az információt tartalmazó szerves molekulák stabilak maradjanak, és ez az, ami miatt például a földi élet számára létezik maximális felső hőmérséklet. Nagy forróságban ugyanis már nem úgy zajlanak az életfolyamatokhoz szükséges reakciók, valamint magukat az élőlényeket alkotó molekulák is lebomlanak.

A fent említett kovalens kötéseknek ideális hőmérsékleteken például a hidrogénkötések nem stabilak, csak a másodpercek milliomod részéig tekinthetők annak. Ugyanakkor, ha elvben léteznének olyan élőlények, amelyek élettartama összemérhető ilyen rövid időskálákkal, már érdekes lenne ez a kötési mód is. (A hidrogénkötés a legerősebb molekulák között fellépő, másodlagos kötés. A hidrogénkötésben egy nagy elektronegativitású, nemkötő elektronpárral rendelkező atom kapcsolódik egy kovalens kötésben lévő, részlegesen pozitív töltésű hidrogénatomhoz.)

Szénhidrogéntavak a Titanon: oldószerek extrém hidegben fejlődött élethez? (NASA)

Ha kiterjesztjük a hőmérsékleti tartományt, újabb lehetőségek nyílnak. A Titan esetében például -160 Celsius-fokon már elég sokáig stabilak a hidrogénkötések ahhoz, hogy a földi életnél jellemző időskálákon létező szerveződések alakuljanak ki.

Egzotikus folyadékok

Ahhoz, hogy a molekulák gyakran találkozhassanak egymással, a folyékony közeg az ideális. Földi viszonylatban a vizet szoktuk meg, de ettől eltérő oldószerek is elképzelhetők. Ilyen lehet például az ammónia, amely a vízhez hasonlóan poláros oldószer. A víznél alacsonyabb hőmérsékleten is folyékony, egy atmoszféra légnyomásnál például -33 és -79 Celsius-fok között marad folyadék halmazállapotban, és a vízhez hasonlóan jól oldja a szerves anyagot. Elsősorban a Naprendszer külső térségében fordul elő, akárcsak egyes folyékony szénhidrogének.

Eddig csak a Titan felszínén sikerült folyékony szénhidrogéneket megfigyelni, ahol metán-etán keverék formájában alkotnak tavakat a sarkvidéken. Ebben a folyadékban sok egyéb szerves anyag oldódhat, és a változatos kémiai reakciók itt -100 Celsius-fok alatti hőmérsékleten is bekövetkezhetnek.

A fentieken túl egyéb folyadékok is akadnak a Naprendszerben. Bolygórendszerünkben a legtöbb folyékony halmazállapotú anyagot a hidrogén alkotja, amely nagy nyomáson, az óriásbolygók belsejében vesz fel folyékony halmazállapotot. Jellemzői erősen eltérnek a hétköznapi folyadékokétól, és kevéssé ismertek - azonban az 1950-es és 1960-as években végrehajtott  kísérletek alapján szerves anyagok oldódhatnak bennük.

Ugyanakkor nem szabad elfeledni, hogy az óriásbolygókban lefelé haladva növekszik a hőmérséklet, és a szerves anyagok nagy mélységben lebomlanak. Az a zóna, ahol folyékony hidrogén van, és még a szerves molekulák is stabilak, a Jupiternél csak közel 200 kilométer vastag, míg a többi óriásbolygónál vastagabb lehet.

Szokatlan információkódolás
 
Az információkódolást a földi élet az RNS és DNS molekulák térszerkezetében oldja meg. Ugyanakkor elméletileg nincs kizárva, hogy három helyett két dimenzióban is lehetséges hasonló információ tárolása és továbbadása. Ebben az esetben például különféle felületek működhetnek információkódolóként, amelyeken az előforduló atomok változatossága, elhelyezkedése révén lehet információt tárolni.

Fantáziarajz egy exobolygóról: a helyi "növényekben" nem zöld színűek a csillag fényét elnyelő anyagok (NASA)

A legmerészebb elméleti okfejtések azzal is számolnak, hogy kémiai reakciók nemcsak folyékony, hanem gáz vagy szilárd halmazállapotban is történhetnek. Az első esetben az "egyedek" körülhatárolása vagy a környezettől történő elkülönítése lehet problémás - bár ha szilárd vagy folyékony cseppek is megjelennek a környezetben, már könnyebb a helyzet. A szilárd fázisnál is érdemes számolni valamilyen áramló anyaggal, például olyan molekulákkal, amelyek átdiffundálnak a szilárd, de porózus szerkezeten.

A fent vázoltak csak az elméleti hátterét adják az esetleges, földitől eltérő élet lehetőségének. Ha léteznek is ilyenek a gyakorlatban, azok fejlődésük révén sok olyan formát hozhatnak létre, amelyekre még nem is gondoltunk. Itt nemcsak felszíni élőlényekkel kell számolni, mint a szárazföldeken megszoktuk, de akár a felszín nélküli gázbolygók légkörében vagy éppen az égitestek belsejében, a mély kéreg alá zárt óceánokban előforduló egzotikus kinézetű és jellegű élőlények sem zárhatók ki.