Litopanspermia jest możliwa. Życie może zostać wyrzucone z jednej planety i dotrzeć na inną
Życie może przetrwać proces wyrzucenia z jednej planety i transportu na drugą. To naprawdę ważne odkrycie, które wpływa na nasz sposób myślenia o początkach życia i o tym, jak pojawiło się ono na Ziemi, mówi K.T. Ramesh z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Jest on jednym z autorów badań, które wykazały, że niektóre ekstremofile są w stanie przetrwać siły działające podczas uderzenia asteroidy w planetę i mogą na wyrzuconym z niej materiale zostać zaniesione na inną planetę, gdzie zapoczątkują rozwój życia.
Uderzenia asteroid i komet to zjawiska powszechne w Układzie Słonecznym. Ich ślady znajdujemy na Ziemi, Księżycu, Marsie, Merkurym czy lodowych księżycach Jowisza. Wielkie uderzenia były odpowiedzialne za masowe wymieranie gatunków na Ziemi. Jednocześnie zaś mogą tworzyć systemy hydrotermalne z warunkami sprzyjającymi życiu czy przynosić i tworzyć związki chemiczne, które dla życia są niezbędne. Co więcej, wiemy, że w wyniku uderzeń materiał może być przenoszony między planetami, o czym świadczą chociażby marsjańskie meteoryty znalezione na Ziemi. To zaś rodzi pytanie, czy materiał, który spadł na planetę, mógł przynieść na nią życie? Jest ono podstawą hipotezy litopanspermii. A patrząc na ten problem szerzej, jest to poważne pytanie o bezpieczeństwo misji kosmicznych i ryzyko przeniesienia form życia z jednego ciała niebieskiego na drugie na przykład w procesie pobierania i transportu próbek.
Bohaterem najnowszych badań, których wyniki opublikowano na łamach PNAS Nexus, jest Deinococcus radiodurans. To najbardziej odporny na promieniowanie jonizujące organizm znany nauce. Potrafi przetrwać gigantyczne dawki promieniowania, działanie wysokich temperatur, stres oksydacyjny i wystawienie na trucizny.
Wcześniejsze eksperymenty dotyczące przeżywalności mikroorganizmów po uderzeniach miały poważne ograniczenia metodologiczne. Zespół z Hopkinsa opracował nowatorskie podejście eksperymentalne, które pozwala je pokonać. Wykorzystano technikę PSPIT (Pressure Shear Plate Impact Test). Próbka biologiczna – miliardy bakterii umieszczonych na cienkich membranach poliwęglanowych – została umieszczona między dwiema płytami. Z jednej strony znajdowała się cieńsza, z drugiej grubsza, której tył został wypolerowany i działał jak lustro odbijające światło lasera. Trzecia płyta, napędzana działem gazowym, uderzała w cieńszą płytę. Lasery odczytywały z tyłu grubszej płyty dane o jej ruchu, co pozwoliło na obliczenie ciśnienia oddziałującego na próbkę. Czas oddziaływania wynosił zaledwie jedną mikrosekundę, a ciśnienia sięgały od 1,4 do 2,9 gigapaskala (GPa).
Po każdym strzale naukowcy odzyskiwali próbkę i przeprowadzali trzy rodzaje analiz biologicznych: liczyli przeżywające kolonie bakteryjne, obserwowali strukturę komórek pod mikroskopem elektronowym oraz analizowali zmiany w transkryptomie – profilu aktywnych genów.
Wyniki zaskoczyły samych badaczy. Przy ciśnieniu 1,4 GPa przeżywalność Deinococcus radiodurans wynosiła około 95%. Przy 1,9 GPa spadła do około 86%, a przy 2,4 GPa do 60%. Dodatkowy strzał przy 2,9 GPa wykazał, że przeżywalność spada poniżej 10%. Dokonując ekstrapolacji wyników naukowcy stwierdzili, że przy 3,1 GPa przeżywalność D. radiodurans powinna spaść poniżej 10-6. Dla porównania, w innych badaniach przy ciśnieniu 1,4 GPa Escherichia coli i Shewanella oneidensis wykazywały przeżywalność rzędu 0,01 do 1%.
Naukowcy dowiedli więc, że D. radiodurans jest w stanie przetrwać uderzenie asteroidy czy komety. Skądinąd wiadomo, że organizm ten znosi promieniowanie i warunki typowe w przestrzeni kosmicznej. To zaś pokazuje, że po impakcie jego transfer na inne planety Układu Słonecznego jest możliwy.
Wyniki są też ważne z punktu widzenia polityki ochrony planetarnej. Komitet ds. Badań Kosmicznych (COSPAR) nakłada na misje kosmiczne rygorystyczne wymagania dotyczące ochrony biologicznej, szczególnie w przypadku misji powrotnych. Jednym z dylematów jest status marsjańskiego księżyca Fobosa – ponieważ materiał z Czerwonej Planety niemal na pewno trafia na jego powierzchnię, pojawia się pytanie, czy misja powrotna z Fobosa powinna być traktowana jak ta z samego Marsa. Dotychczasowe dane na temat przeżywalności mikroorganizmów po impaktach były zbyt skąpe, by formułować jednoznaczne wnioski dla polityki ochrony planetarnej.
Po trzecie, wyniki zmieniają sposób myślenia o tym, gdzie warto szukać śladów życia pozaziemskiego. Obszary wokół kraterów uderzeniowych na Marsie czy lodowych księżycach Jowisza i Saturna – obecnie traktowane głównie jako miejsca destrukcji – mogą okazać się miejscami, gdzie życie ma największe szanse przetrwania i rozproszenia.
© Johns Hopkins University
Komentarze (0)