Jos Star Trek -alueen 51, muinaisten muukalaisten tai maailmojen sota -ilmiöitä voidaan pitää antropologisina vihjeinä, ihmiskunnalle kulutetaan uteliaisuutta maapallon ulkopuolella tapahtuvasta elämästä. Sisältääkö jokin 4 437 vasta löydetystä ekstrasolaarisesta planeetasta jälkiä elämästä? Miltä nämä elämänmuodot näyttäisivät? Kuinka ne toimisivat? Jos he saapuvat maan päälle, jakaisimmeko ET -esque-syleilyjä vai olisiko vierailu enemmän kuin Battle Los Angeles -tyylin heitto?
Maapallon ulkopuolella oleva elämä on herättänyt loputonta kiinnostusta, mutta näyttää siltä, että vähemmän elämää kiinnitetään siihen, kuinka elämä maan päällä alkoi 3–4 miljardia vuotta sitten. Mutta nämä kaksi aihetta, osoittautuu, saattavat olla enemmän yhteydessä toisiinsa kuin uskoisi - itse asiassa on mahdollista, että elämä maapallolla alkoi todella Maan ulkopuolella, Marsilla.
Tämän vuoden Firenzen Goldschmidt-konferenssissa Soveltavan molekyylin evoluution säätiön molekyylifysiikka ja biokemisti Steve Benner esittelee tämän idean geologien yleisölle. Hän on hyvin tietoinen siitä, että puolet huoneesta on ehdottomasti vastoin hänen ajatustaan. ”Ihmiset todennäköisesti heittävät asioita”, hän nauraa ja viittaa tietoisuuteen siitä, kuinka hänen ideansa kuulostavat maailmalta. Mutta hänen väitteelleen on olemassa tieteellinen perusta (PDF), looginen syy siihen, miksi elämä todella alkoi Marsilla.
Tiedellä on useita paradokseja: Jos taivaalla on ääretön määrä tähtiä, miksi yötaivas on pimeä? Kuinka valo voi toimia sekä hiukkasena että aallona? Jos ranskalaiset syövät niin paljon juustoa ja voita, miksi sepelvaltimoiden esiintyvyys heidän maassa on niin alhainen? Elämän alkuperä ei ole erilainen; niitäkin sanelevat kaksi paradoksia: tervaparadoksi ja vesiparadoksi. Bennerin mukaan molemmat vaikeuttavat selittämään elämän luomista maan päällä. Mutta molemmat, hän myös huomauttaa, voidaan ratkaista asettamalla elämän luominen Marsille.
Ensimmäinen, tervan paradoksi, on riittävän yksinkertainen ymmärtää. "Jos laitat energiaa orgaaniseen materiaaliin, se muuttuu asfaltiksi, ei elämäksi", Benner selittää. Ilman pääsyä Darwinian evoluutioon - ts. Ilman orgaanisia molekyylejä, joilla on mahdollisuus lisääntyä ja luoda jälkeläisiä, jotka itse, mutaatiot ja kaikki, ovat toistettavissa - energiassa kylpevä orgaaninen aine (auringonvalosta tai geotermisestä lämmöstä) muuttuu tervaksi. Varhainen maa oli täynnä orgaanisia aineita - hiili-, vety- ja typpiketjuja, joiden uskotaan olevan elämän rakennuspalikoita. Tervaparadoksin vuoksi näiden orgaanisten materiaalien olisi pitänyt muuttua asfaltiksi. ”Kysymys kuuluu, kuinka on mahdollista, että varhaisessa maapallossa olevat orgaaniset materiaalit onnistuivat hypätä asfalttisesta kohtalostaan johonkin, jolla oli pääsy Darwinian evoluutioon? Koska kerran niin tapahtuu - oletettavasti - olet poissa kilpailuista ja voit sitten hallita mitä tahansa ympäristöä haluat ”, Benner selittää.
Toinen paradoksi on ns vesiparadoksi. Vesiparadoksin mukaan vaikka elämä tarvitsee vettä, jos orgaaninen aine voi päästä asfalttiseen kohtaloonsa ja siirtyä kohti darwinilaista evoluutiota, et voi koota tarvittavia rakennuspalikoita vesivirtaan. Elämän rakennuspalikat alkavat geenipolymeereillä - tunnetun pelaajan DNA: lla ja sen vähemmän kuuluisalla, mutta silti erittäin fiksulla ystävällä RNA: lla. Asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että RNA oli todennäköisesti ensimmäinen geenipolymeeri, osittain siksi, että nykymaailmassa RNA: lla on niin tärkeä rooli muiden orgaanisten yhdisteiden valmistuksessa. ”RNA on avain ribosomiin, mikä tekee proteiineista. On melkein epäilystäkään siitä, että RNA, joka on katalyysiin osallistuva molekyyli, syntyi ennen proteiinien syntymistä ”, Benner selittää. Vaikeus on, että RNA: n kokoontuessa pitkiksi säikeiksi - jota tarvitaan genetiikan kannalta - et voi pitää kokoamista tapahtuvan vedessä . ”Useimpien mielestä vesi on välttämätöntä elämälle. Hyvin harvat ihmiset ymmärtävät, kuinka syövyttävä vesi on ”, Benner sanoo. RNA: lle vesi on erittäin syövyttävää - veteen ei voi muodostua sidoksia, jotka estävät pitkien juosteiden muodostumisen.
Benner sanoo kuitenkin, että nämä paradoksit voidaan ratkaista kahden erittäin tärkeän mineraaliryhmän avulla. Ensimmäiset ovat boraattimineraalit. Boraattimineraalit - jotka sisältävät booria - estävät elämän rakennuspalikoita muuttamasta tervaksi, jos ne sisällytetään orgaanisiin yhdisteisiin. Boori, elementtinä, etsii elektroneja saadakseen itsensä vakaaksi. Se löytää nämä happeesta ja happi ja boori muodostavat yhdessä mineraaliboraatin. Mutta jos happea boorihavainnot ovat jo sitoutuneet hiilihydraateihin, booriin kytketyt hiilihydraatit muodostavat monimutkaisen orgaanisen molekyylin, jossa on boraatti, joka on vähemmän vastustuskykyinen hajoamiselle.
Borax-kiteet, jotka sisältävät alkuainebooria. Kuva Wikipedian kautta.
Toiseen ryhmään mineraaleja, jotka tulevat peliin, kuuluvat ne, jotka sisältävät molybdaattia, yhdistettä, joka koostuu molybdeenista ja hapesta. Molybdeeni, joka on tunnetuimpi konspiratiivisesta suhteestaan Douglas Adamsin klassiseen Hitchhikerin oppaan galaksiin kuin sen muihin ominaisuuksiin nähden, on ratkaisevan tärkeä, koska se vie hiilihydraatit, jotka boraattuvat stabiloituneet, sitoutuvat niihin ja katalysoivat reaktiota, joka muuttaa ne uudelleen riboosiksi: R RNA: ssa.
Mikä vie meidät - kuitenkin kiertävästi - takaisin Marsiin. Sekä boraattia että molybdaattia on vähän ja ne olisivat olleet erityisen niukkoja varhaisessa maapallossa. Molybdaatissa oleva molybdeeni on hyvin hapettunut, mikä tarkoittaa, että se tarvitsee elektroneja hapesta tai muista helposti saatavissa olevista negatiivisesti varautuneista ioneista stabiilisuuden saavuttamiseksi. Mutta varhaisessa maapallossa oli liian vähän happea, jotta se olisi helposti luonut molybdaatin. Lisäksi palattuaan veden paradoksiin varhainen Maa oli melko kirjaimellisesti vesimaailma - maan pinta-ala oli vain kaksi tai kolme prosenttia. Boraatit liukenevat veteen - jos varhainen maa oli tulva planeetta, kuten tutkijat uskovat, jo niukkaan elementtille, joka on nyt laimennettu valtavassa valtameressä, olisi ollut vaikea löytää lyhytaikaisia orgaanisia molekyylejä, joihin sitoutua. Lisäksi maapallon tila vettä kirjaavana planeetana vaikeuttaa RNA: n muodostumista, koska prosessi ei voi helposti tapahtua yksin vedessä.
Nämä käsitteet ovat kuitenkin vähemmän tärkeitä Marsilla. Vaikka vettä oli varmasti läsnä Marsissa 3–4 miljardia vuotta sitten, se ei ollut koskaan niin runsasta kuin se oli maan päällä, luomalla mahdollisuuden, että Marsin autiomaat - paikat, joissa boraatti ja molybdaatti voivat keskittyä - olisivat voineet edistää RNA: n pitkien juosteiden muodostumista . Lisäksi Marsin ilmakehä sisälsi 4 miljardia vuotta sitten paljon enemmän happea kuin Maan. Lisäksi viimeaikainen Marsin meteoriitin analyysi vahvistaa, että booria oli kerran läsnä Marsissa.
Ja Benner uskoo, että myös molybdaatti oli siellä. "Vain kun molybdeeni hapettuu voimakkaasti, se pystyy vaikuttamaan varhaisen elämän muodostumiseen", Benner selittää. "Molybdaattia ei olisi voinut olla saatavana maapallolla elämän alkamisen alkaessa, koska kolme miljardia vuotta sitten maan pinnalla oli hyvin vähän happea, mutta Mars teki."
Benner uskoo, että nämä tekijät viittaavat siihen, että elämä sai alkunsa Marsista, joka on lähin naapurimme avaruudessa, joka on varustettu kaikilla oikeilla aineosilla. Mutta elämää ei pidetty siellä. ”Tietysti Mars kuivui. Kuivausprosessi oli erittäin tärkeä elämälle, joka oli lähtöisin, muttei ylläpitävää, Benner selittää. Sen sijaan meteoriinin olisi pitänyt osua Marsiin, heijastaen materiaaleja avaruuteen - ja lopulta nämä materiaalit, mukaan lukien jotkut elämän rakennuspalikat, saattoivat saada sen maapallolle.
Olisiko ympäristön äkillinen muutos ollut liian kova, jotta aloittelevat rakennuspalikat selviäisivät? Benner ei usko niin. "Oletetaan, että elämä alkaa Marsista ja tulee erittäin onnelliseksi Marsin ympäristössä", Benner selittää. ”Meteoriitti saapuu Marsiin, ja isku työntää kivet, joilla edeltäjäsi istuu. Sitten laskeudut maan päälle ja huomaat, että siellä on paljon vettä, jota käsittelisit niukkaan elementtinä. Löydätkö se ympäristön riittäväksi? Se arvosti varmasti tarpeeksi vettä, joten sen ei tarvinnut huolehtia. "
Joten, anteeksi Lil Wayne, näyttää siltä, että saattaa olla aika luopua vaatimuksestasi auringon neljännelle rockille. Kuten Brenner toteaa, "todisteet näyttävät vahvistavan, että olemme oikeasti kaikki marsseja."
