Global Lithuanian Net: san-taka station: |
Panspermia: užkratas iš kosmoso
Virš daugelio Egipto šventyklų įėjimų vaizduojamas sparnuotas kiaušinis. Alchemikai scintillae sąvoka žymėjo šviesos sėklų sąvoką. Scin reiškia skleisti. Jos susidėjo iš 4 elementų ir jas skleidė Dievo dvasia kaip Pasaulio siela. Meteorituose, kurie, spėjama, kilę iš Marso, randama bakterijų pėdsakų
(žr. >>>>>). Idėja: 40 mln. amžiaus gintaro gabale buvo rasta Bacillus sphaericus sporų, kurios skystyje su maistinėmis medžiagomis atgijo. Taigi, bakterijų sporos gali išlikti gyvybingos labai ilgą laiką. DNR atradėjas Fransis Krikas manė, kad mes esame kitų, kadaise atvykusių (ar gyvenusių) sodininkų sėjos vaisius (paskaitykite Kaip mus darė).
Panspermia teorija yra apie tai, kad gyvybė yra paplitus visur ir žmonės savo kilme ir evoliucija turi dėkoti mikrobų lietui iš kosmoso. Science 2002 m. spalio 27 d. straipsnis pateikia samprotavimus, kad kosmoso akmenys gali pernešti gyvybę tarp planetų. Nature 2002 m. spalio 19 d. rašoma apie 250 mln. metų snaudžiančias bakterijas (tarsi sporas) Naujosios Meksikos druskų kristaluose (halofilai, fotosintezuojančios Synechococcus cyanobacteria). Pirmasis panspermijos teoriją 5 a. pr.m.e. iškėlė Anaksagoras, teigęs, kad augalų sporos atklydo iš oro, o lietus jas nuplovė į žemę. O gyvūnai atsirado spontaniškai iš šildo ir drėgno dumblo. 1857 m. prancūzas Lui Pasteras įrodė, kad gyvybė atsiranda tik iš kitos gyvybės
Jis iškėlė idėją, kad gyvybės atsiradimas nebūtinai turėjo būti Žemėje.
Tad 1874 m. Hermanas von Helmholtzas suformavo:
... kadangi visi mūsų bandymai sukurti gyvąjį organizmą iš
negyvosios medžiagos žlugo, mes, mokslininkai, manau turėtume apsvarstyti klausimą, ar gyvybė apskritai
Britų fizikas Th. Kelvinas (ir kt.) palaikė Pastero idėją. 1864 m. Edinburgo Karališkoje bendrijoje jis sakė, kad nors hipotezė, kad gyvybė Žemėje kilo iš kito pasaulio trupinių, gali atrodyti keista ir nereali, ji nėra nemokslinė. Jis tai pakartojo ir 1871 m. 41-oje Britų mokslų asociacijos konferencijoje panaudodamas spalvingesnį terminą sėklas nešantys meteoritai. 1903 m. vokiečių žurnale Umshau Svante Arrhenius atmetė meteorus, kaip gyvybės transportą. Pasak jį, sporos pačios skrieja erdve kolonizuodamos tinkamas planetas. Arrhenius šią teoriją pavadino panspermia. Tačiau sporos neatlaiko tiesioginių ultravioletinių spindulių poveikio (tad meteorų variantas priimtinesnis). 1953 m. Stanley Milleris ir Haroldas Urey įrodė, kad aminorūgščių galima pagaminti iš įprastų medžiagų, tokių kaip metanas ir amoniakas. 8-me dešimtm. panspermijos teoriją atgaivino astronomas Fredas Hoyleas su inde asistente Chandra Wickramasinghe, kurie stebėjo tarpžvaigždinius dulkių debesis, surasdami juose gana sudėtingų organinių molekulių. Jie padarė išvadą, kad kosminėje erdvėje esama daugybės bakterijų, kurias gali pernešti kometos (ir netgi taip sukeldamos epidemijas). Panspermijos teorija priimtina, nes Rusų palydovas FOTON BIOPAN prietaisu tyrė atviro kosmoso poveikį gyvybei 1994, 1997 ir 1999 metais. Taip pat iš ankstesnių NASA ilgalaikio eksponavimo tyrimų aišku, kad du trečdaliai bakterijų 6 m. veikiamos atviro kosmoso išlieka gyvos. Foton palydovuose įprastos Bacillus subtilis bakterijų buvo įmaišyta įvairiose medžiagose: molyje, raudonajame smiltainyje, Millillillie meteorito nuolaužose, smėlyje, dirvožemyje ir kt. Vienos jų buvo įmaišytos dulkių sluoksniuose, kitos dirbtiniuose 1 cm meteorituose, o dar kitos paliktos be priedangos. Atvirame kosmose išlieka tik viena bakterija iš milijono, tuo tarpu apsaugotų išlieka net 97%. Panspermijos idėjos vystymasis Panspermijos idėja kilo jau gana senai, ją išsakė dar Aristotelis, o vėliau G. Leibnicas, tačiau tik 20 a. pradžioje imti kurti jos moksliniai modeliai. Tarkim, ją rasime ir prancūzo E.-J.-F. de Sales-Guyon de Montlivault Apie Mėnulio susidūrimą su Žeme ir palydovų bendrai su jų planeta, pagal buvusį jūrų karininką(Conjectures sur la reunion de la lune a la terre, et des satellites en general a leur planete principale, par un ancien officier de marine, 1821), spėjusio, kad sėklos iš Mėnulio pažadino gyvybę Žemėje. Vokiečių gydytojas H.E. Richteris1) pabandė papildyti Darvino teoriją suderinant su panspermijos idėja.
Flamariono knyga apie gyvenamų pasaulių gausą (1864), jam pasiūlyta švedo J.J. Bercelio2), jam
Tačiau anglingi chondritai yra rečiausia meteoritų forma ir tik 20 a. 7-me dešimtm. analitinės galimybės leido nustatyti sudėtingesnius komponentus. Tad jie buvo gerokai aplenkę savo laikmetį. M. Kelvinas su kolegomis iš Smitsono instituto gavo 1950 m. Kentukio valst. nukritusio Murėjo meteorito fragmentą ir 1960 m. sausį pradžioje Pirmajame Kosmoso mokslų simpoziume Prancūzijoje] pranešė, kad apie sudėtingų organinių medžiagų buvimą meteorituose, kurių kai kurios atrodo unikaliai dera su gyvybės procesais. Tarp jų buvo medžiaga nepaprastai panaši į citoziną, vieną ir 4-ių DNR sudedamųjų. Tačiau pažymėtina, kad nebuvo jokių amino rūgščių pėdsakų. Kelvinas padarė išvadą, kad įmanomos prebiotinės formos nežemiškuose dangaus kūnuose. 1908 m. švedų chemikas S. Arenijus4) sukūrė radiacinės panspermijos teoriją: Saulės (o taip pat ir žvaigždžių vėjo) nešamos bakterijų sporos galiausiai pasiekė Žemę. Anot jo, jos galėjo persikelti iš Veneros planetų suartėjimo metu. Juk neseniai rusų fizikas P.N. Lebedevas5) buvo eksperimentiškai patvirtinęs šviesos slėgį ir jo veikimą pademonstravęs su pataisų (Lycopodium) sporomis. Radiacinės panspermijos šalininkais buvo Ferd. Konas3), H. Helmgolcas, J. Libichas), Dž. Tomsonas [lordas Kelvinas] ir kt. Ją kritikavo K. Saganas7), J. Šklovskis ir kt., teigdami, kad ilgai keliaudomos kosmine erdve, sporos gautų dideles kosminės radiacijos dozes, pražūtingas sporoms. Įdomu, kad pats vakuumas su artima absoliučiam nuliui temperatūra nelaikytas didele kliūtimi, nes sporos yra sustabdytos gyvybinės veiklos būsenoje (anabiozėje) ir atgyja tik pasiekę Žemę. Bet M.D. Nusinovas8) su mikrobiologu S.V. Lysenka parodė, kad ir vakuumas yra rimta kliūtimi: jame ląstelės sprogsta, nes dalis vidinio jų vandens ima garuoti pernelyg sparčiai. Ląstelės apvalkalas daugiausiai sudarytas iš medžiagų, neišleidžiančių vandens garų, kurie sukelia slėgį, suplėšantį apvalkalą. Tai nutinka pradinėje kelionės stadijoje, kai ląstelę įkaitina Saulės (žvaigždės) spinduliai. *) Zodiako šviesa silpnas dangaus švytėjimas (platus kūgio formos šviesos puoštas nukreiptas į Žemę) ties horizontu vakaruose, užgesus vakaro prieblandai, ir rytuose prieš aušrą. Švytėjimas eina per Zodiako žvaigždynus ir platėja Saulės link. Saulei priešingoje ekliptikos dalyje matoma atošvaistė difuziškai švytinti 10°x30° dydžio dėmė. Zodiako šviesa kyla dėl Saulės šviesos išsklaidymo lęšių formos dulkių sankaupose ekliptikos plokštumoje. Šį paaiškinimą 1683 m. pasiūlė Kasini, pirmasis pateikęs mokslinį reiškinio aprašymą.
Aūuu ar yra kas nors ten? Nors gyvybės kosmose paieškos vyksta jau seniai, madingas terminas astrobiologija pirmąkart panaudotas Alma-Atos astronomo Gavrilo Tichovo 1953 m. išleistos knygos pavadinime. G. Tichovas ilgus metus ieškojo augalijos požymių nuo Marso paviršiaus atspindėtoje Saulės šviesoje ir astrobiologija faktiškai laikė astrobotanika.
NASA nežemiškos gyvybės paieškas vykdo nuo 1959 m. Lengva Nobelio premijos laureate Joshua Ledenbergo ranka, ta mokslo kryptis pavadinta egzobiologija. Tačiau 1995 m. NASA direktoriaus pavaduotojas Wesley Huntress nusprendė, kad tinkamesnis yra astrobiologija, tai paaiškinęs Populiariojoje mechanikoje: Egzobiologija nebuvo labai aiškus ir neapėmė Žemės organizmų tyrinėjimų, be kurių neišspręsi gyvybės kosmose problemų... Ir supratimo neturėjau, kad tas žodis jau seniausiai sugalvotas Tarybų Sąjungoje W. Huntress iki 1990 dirbo NASA JPL kosminės chemijos srityje specializuodamasis jonų chemija ir planetų atmosferomis. Jo komanda buvo pripažinta už tarpžvaigždinių debesų, kometų ir planetų atmosferų cheminės evoliucijos tyrimus. Tada vadovavo NASA Saulės sistemos tyrimų skyriui, o 1993 m. tapo NASA direktoriaus pavaduotoju. Dabar yra Vašingtono Kernegio ins-to geofizikos laboratorijos garbės direktorius. Planetologus labai domino 1984 m. gruodį Antarktidoje rastas 2 kg meteoritas ALH 84001 (žr. daugiau Marso emisaras). Įrodžius, kad jis kilęs iš Marso, kai kurie mokslininkai įtarė, kad jame yra Marso mikroorganizmų veiklos pėdsakų. Su to susidomėjimo nežemiška gyvybe banga ir pradėjome astrobiologijos programą. Ji buvo vykdoma NASA Ames Research Center Kalifornijoje. 1998 m. ten įsteigtas NASA astrobiologijos ins-tas. Jo veiklos sritis apima tiek Žemės gyvybės atsiradimo klausimus, tiek potencialiai gyvenamų pasaulių paieškas bei bendrų biologinės evoliucijos problemų tyrimus. Jo direktoriaus Karlo Pilčerio nuomone, 21 a. mokslinis pažinimas yra integruotas, apimantis daugelį disciplinų. Mintis, kad esant tinkamoms sąlygoms, gyvybė atsiranda visur, yra labai patraukli i paplitusi tarp astrobiologų. Jie tikisi, kad iki 2012 m. kosminis Keplerio teleskopas surinks pakankamai
K. Pilčerio nuomone, gyvybės paieškos strategija remiasi faktu, kad gyvos būtybės keičia aplinką. Pvz., Žemės deguonies kiltis yra biologinė. Jei tirdami kokį dangaus kūną pastebėsime neįprastą medžiagų pasiskirstymą jo paviršiuje ir atmosferoje, kurių negalima paaiškinti fizikinėmis cheminėmis ar geologinėmis priežastimis, bus galima įtarti, kad tai įtakota gyvybės. Yra ir kitų metodų, tačiau šis, pagal tikimybę, pagrindinis. Laikykime, kad mūsų Galaktikoje yra 100 mlrd. žvaigždžių. Labai nerizikuojant galima spėti, kad ketvirtadalis jų turi vieną ar kelis kietus palydovus. Man sunku patikėti, kad tarp šių kūnų neatsiras daugybės panašių į mūsų Žemę. Tegu jų ne milijardai, o tik milijonai vis tik tai lygu milijonams galimybių biomolekulių atsiradimui ir evoliucijai. Todėl suprantama, kad gyvybės reikia ieškoti ne tik Saulės sistemos, bet ir tolimajame kosmose. Gyvybė atsirado šaldytuve
Sunku įsivaizduoti mažiau jaukią vietą nei Antarktida. Tačiau būtent joje rasta tikra oazė,
kur klesti jūrų fauna. Tai tarsi patvirtina nesenai išsakytą prielaidą, kad ten buvo gyvybės
lopšys. Būtent tarp ledų galėjo susidaryti palankios replikavimuisi sąlygos.
Mokslininkai jūrose, nuo seno laikytose netinkamomis gyvenimui, surado per 700 naujų
rūšių. Nustatytos ištisos grupės plėšrių kempinių, kirmėlių, vėžiagyvių ir moliuskų. Kartu
paaiškėjo ir dar vieno tyrimo, skirto fundamentaliems evoliucijos procesams, rezultatai.
Vokiečių mokslininkai Klemensas Rihertas ir Stefanijus Fogelis nustatė, kad RNR (kuri, kaip ir
DNR, yra informacijos laikmena ir net egzistuoja RNR virusai) molekulės savaiminio
replikavimosi etapai gali vykti ir nesant įprastinių baltymų fragmentų. Specialūs fermentai-
polimerazai inicijuoja gyvų organizmų nukleininių rūgščių dauginimąsi, kuris vyksta prieš
pasidalinant ląstelei. Tačiau kažkuriuo iki-biotinės istorijos metu tų fermentų tiesiog dar
nebuvo - nes jie turi pernelyg sudėtingą struktūrą. Dabar išsiaiškinta, kad gali vykti ir savaiminė replikacija.
Rihertas mano, kad tai ir yra toji grandis, kuri reiškia negyvos materijos perėjimą prie
gyvos. Visi ankstesni bandymai atlikti tai "mėgintuvėlyje" buvo nesėkmingi. Tai yra
papildomas argumentas tam, kad gyvybė kilo Žemėje, o ne buvo užnešta iš kosmoso.
Krisas Grinvelas sutinka, kad tie rezultatai dera su hipotezėmis apie galimybę, kad iki-biotinė
replikacija vyko poliariniuose leduose, kur buvo susikoncentravę visi būtini gyvybės kilčiai reagentai. Parengė Cpt.Astera's Advisor 1)
Hermanas Richteris (Hermann Ebehard Richter, 1808-1876) vokiečių gydytojas
Dresdene, vienas pirmųjų ėmęs propaguoti panspermijos teoriją. 1865 m. jis nurodė, kad ne visi meteorai
pasiekia paviršių. Ir kai kurie gali į atmosferą įeiti tokiu kampu, kad tik kurį laiką joje pabūna prieš vėl
išlėkdami į kosmoso erdvę. Tokio sąlyčio metu jie gali pasigauti gyvų ląstelių ir jas nunešti į kitus pasaulius.
2)
Jensas Bercelius (Jons Jacob Berzelius, 1779-1848) švedų chemikas ir
minelologas, įvedęs šiuolaikinius cheminių element žymenis. Atrado cerį, seleną ir torį. Vystė
elektrocheminę teoriją. Įvedė organnės chemijos, proteino, katalizės, izomerijos ir kt. terminus. Nustatė,
kad meteorituose yra anglies.
3)
Ferdinandas Konas (Ferdinand Julius Cohn, 1828-1898) vokiečių biologas, vienas
bakteriologijos ir mikrobiologijos pradininkų. Pagrindiniai darbai skirti mikroskopiniams augalams,
dumbliams ir grybams jų morfologijos, vystymosi ir sistematikos klausimai. Jis pirmasis bakterijas
priskyrė augalams. Kartu su R. Kochu tyrė juodligę.
1862 m. paskelbė, kad kai kurios mėlynžalių dumblių rūšys ir ciano bakterijos gyvena karšto vandens
versmėse (trmofilai ir ekstremofilai).
1872 m. Konas tapo profesoriumi ir paskelbė ne specialistams skirtą esė Bakterijos, mažiausi gyvi
organizmai. Jis iškėlė klausimą, ar bakterijos, kaip augalai ir gyvūnai, gali būti suskirstytos į gentis ir
rūšis. O vienu svarbesnių F. Kono atradimų buvo tai, kad kai kurios bakterijos (kaip Bacillus
subtilis) sukuria karščiui atsparias sporas, kurios yra 1,5-2,2 mikronų ilgio ir 0,8 mikrono pločio
jos
primena Nostocaceae
.
4)
Svantė Arenijus (Svante August Arrhenius, 1859-1927) - švedų fizikas ir chemikas,
Nobelio chemijos premijos laureatas (1903), Nobelio instituto direktorius (nuo 1905 m.). Garsus savo
studija apie šiltnamio efektą studija (1896). Suformulavo pagrindinius elektrolitinės disociacijos teorijos
dėsnius, pateikė naują rūgščių apibrėžimą, atsižvelgdamas į junginių elektrolitinę disociaciją tirpaluose.
Daug garsių to meto mokslininkų nesuprato ir nepripažino Arenijaus teorijos, kad daugelis medžiagų gali
disocijuoti į jonus. 5)
Piotras Lebedevas (1866-1912) rusų fizikas-eksperimentatorius, pirmasis eksperimentu
patvirtinęs Maksvelo išvadą apie šviesos slėgį (1899), kas tapo pirmuoju kiekybiniu Maksvelo
elektromagnetizmo teorijos patvirtinimas. Šviesos slėgio tyrimai paskatino jį susidomėti kometų uodegų
susidarymu. 6)
Justas fon Libichas (Justus Freiherr von Liebig, 1803-1873) vokiečių mokslininkas,
prisidėjęs prie organinės ir biochemijos vystymosi, vienas agrochemijos pradininkų, chemijos mokymo
sistemos sukūrėjas. Buvo Bavarijos MA prezidentu (nuo 1860 m.). Jis trąšų industrijos tėvu, ypač
pabrėžusiu azoto ir kai kurių mineralų naudojimą, bei suformavusio minimumo dėsnį, aprašantį atskirų
maisto medžiagų poveikį javams. Jis sukūrė jautienos sultinio ekstrakto gamybos procesą ir įsteigė
7)
Karlas Saganas (Carl Edward Sagan, 1934-1996) - amerikiečių astronomas,
astrofizikas, kosmologas, rašytojas, mokslo populiarintojas. Prisidėjo prie atradimo, jog Veneros paviršiuje
labai karšta. Geriausiai žinomas dėl savo indėlio moksliškai tiriant nežemiškąją gyvybę, pvz., bandymais
parodant, kaip iš paprastų cheminių medžiagų gali susidaryti amino rūgštys. K. Saganas parengė pirmus
žmonijos į kosmosą pasiųstus pranešimus: Pionieriaus lentelę ir Voyager auksinį įrašą, tikintis, kad juos
supras kiekviena juos priimsianti nežemiškoji protinė būtybė. Jis paskatino pradėti SETI projektą.
Parengė TV mini serialą Kosmosas: asmeninė kelionė (nuo 1980 m.). Parašė fantastinį romaną
Kontaktas (1985), pagal kurį susuktas filmas (1997). 7 dešimtm. pradžioje Saganas kruopščiai išnagrinėjo foizikinius ir biologinius Arenijaus pasiūlymo aspektus.
Mikroorganizmo kosmose dinamika priklauso nuo santykio p/g,
kur p yra žvaigždės spinduliavimo slėgio jėga, o g yra žvaigždės traukos jėga. Jei p > g, spora tols nuo žvaigždės, o jei p < g
artės prie jos. Tam, kad mikroorganizmas patektų į tarpžvaigždinę erdvė nuo į Saulę panašios
žvaigždės, reikia, kad jo skersmuo būtų 0,2-0,6 mikrono į šias ribas patenka kai kurių Žemės bakterijų
sporos ir virusai. Ryškesnės žvaigždės gali išsiųsti ir stambesnes sporas, tačiau jos ir karštesnės, tad ir
skleidžia daugiau pražūtingų ultravioletinių spindulių. Be to, tokių žvaigždžių gyvavimo laikas trumpesnis,
tad mažiau laiko lieka gyvybei šalia jų užsimegzti. Tad anot Sagano panspermiją gali skleisti G5 (Saulės
tipo)-A0 spektrų žvaigždės. Mažesnės už Saulę žvaigždės nepajėgios išsiųsti netgi smulkiausių gyvų organizmų. 8)
Markas Nusinovas (1925-2013) žydų kilmės rusų mokslininkas, Kosminių technologijų
instituto bendradarbis. Kūrė termovakuuminį aparatą, leidžiantį prie santykinai neaukštų temperatūrų
sterilizuoti medicininius instrumentus.
Svarbią vietą jo tyrinėjimuose užėmė gyvybės atsiradimo teoriniai klausimai (Savireguliacija Visatoje ir
gyvybė, 1999). Paskutinius metus pašventė Žemės gyvybės perkėlimo į kitas planetas projektui dalyvaujant Izraelio specialistams.
Papildomai skaitykite:
|