Viața extraterestră ar putea să nu semene cu nimic din ceea ce am văzut vreodată pe Pământ. Încercarea de a găsi dovezi ale acestor organisme necunoscute va necesita o anumită creativitate, scrie livescience.com.
Avem un singur exemplu de formare a biologiei în univers – viața pe Pământ. Dar dacă viața se poate forma în alte moduri? Cum să cauți viață extraterestră când nu știi cum ar putea arăta?
Aceste întrebări îi preocupă pe astrobiologi, care sunt oamenii de știință care caută viață dincolo de Pământ. Astrobiologii au încercat să stabilească reguli universale care guvernează apariția sistemelor fizice și biologice complexe atât pe Pământ, cât și dincolo de Pământ.
Un astronom care a scris mult despre astrobiologie face o serie de declarații intersante. Prin cercetările mele, am aflat că cea mai abundentă formă de viață extraterestră este probabil să fie microbiană, deoarece celulele individuale se pot forma mai ușor decât organismele mari. Dar, în cazul în care există viață extraterestră avansată acolo, fac parte din consiliul consultativ internațional al grupului care concepe mesaje pentru a le trimite acestor civilizații.
Detectarea vieții dincolo de Pământ
De la prima descoperire a unei exoplanete în 1995, au fost descoperite peste 5 000 de exoplanete sau planete care orbitează în jurul altor stele.
Multe dintre aceste exoplanete sunt mici și stâncoase, ca Pământul, și se află în zonele locuibile ale stelelor lor. Zona locuibilă este intervalul de distanțe dintre suprafața unei planete și steaua în jurul căreia orbitează, care ar permite planetei să aibă apă lichidă și, astfel, să susțină viața așa cum o știm noi pe Pământ.
Eșantionul de exoplanete detectate până în prezent proiectează 300 de milioane de potențiale experimente biologice în galaxia noastră – sau 300 de milioane de locuri, inclusiv exoplanete și alte corpuri precum sateliții, cu condiții adecvate pentru apariția biologiei.
Incertitudinea pentru cercetători începe cu definiția vieții. Se pare că definirea vieții ar trebui să fie ușoară, deoarece recunoaștem viața atunci când o vedem, fie că este vorba de o pasăre care zboară sau de un microb care se mișcă într-o picătură de apă. Dar oamenii de știință nu sunt de acord asupra unei definiții, iar unii cred că o definiție cuprinzătoare ar putea să nu fie posibilă.
NASA definește viața ca fiind o „reacție chimică autosustenabilă capabilă de evoluție darwiniană”. Aceasta înseamnă organisme cu un sistem chimic complex care evoluează prin adaptarea la mediul lor. Evoluția darwiniană spune că supraviețuirea unui organism depinde de fitness-ul său în mediul său.
Evoluția vieții pe Pământ a progresat pe parcursul a miliarde de ani, de la organisme unicelulare la animale mari și alte specii, inclusiv oamenii.
Exoplanetele sunt îndepărtate și de sute de milioane de ori mai slabe decât stelele lor mamă, astfel încât studierea lor este o provocare. Astronomii pot inspecta atmosferele și suprafețele exoplanetelor asemănătoare Pământului folosind o metodă numită spectroscopie pentru a căuta semnături chimice ale vieții.
Spectroscopia ar putea detecta semnături de oxigen în atmosfera unei planete, pe care microbii numiți alge albastre-verzi le-au creat prin fotosinteză pe Pământ acum câteva miliarde de ani, sau semnături de clorofilă, care indică viața plantelor.
Definiția NASA a vieții conduce la unele întrebări importante, dar fără răspuns. Este evoluția darwiniană universală? Ce reacții chimice pot duce la apariția biologiei în afara Pământului?
Evoluție și complexitate
Toate formele de viață de pe Pământ, de la un spor de ciupercă la o balenă albastră, au evoluat dintr-un ultim strămoș comun microbian în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani.
Aceleași procese chimice sunt întâlnite la toate organismele vii de pe Pământ, iar aceste procese ar putea fi universale. De asemenea, ele pot fi radical diferite în alte părți.
În octombrie 2024, un grup divers de oameni de știință s-a reunit pentru a reflecta asupra evoluției. Aceștia doreau să facă un pas înapoi și să exploreze ce fel de procese au creat ordinea în univers – biologice sau nu – pentru a-și da seama cum să studieze apariția vieții total diferite de viața de pe Pământ.
Cei doi cercetători prezenți au susținut că sistemele complexe de substanțe chimice sau minerale, atunci când se află în medii care permit anumitor configurații să persiste mai bine decât altele, evoluează pentru a stoca cantități mai mari de informații. Pe măsură ce trece timpul, sistemul va deveni mai divers și mai complex, dobândind funcțiile necesare pentru supraviețuire, printr-un fel de selecție naturală.
Ei au speculat că ar putea exista o lege care să descrie evoluția unei mari varietăți de sisteme fizice. Evoluția biologică prin selecție naturală ar fi doar un exemplu al acestei legi mai largi.
În biologie, informația se referă la instrucțiunile stocate în secvența de nucleotide de pe o moleculă de ADN, care alcătuiesc împreună genomul unui organism și dictează cum arată și cum funcționează organismul.
Dacă definiți complexitatea în termenii teoriei informației, selecția naturală va face ca un genom să devină mai complex pe măsură ce stochează mai multe informații despre mediul său.
Complexitatea ar putea fi utilă în măsurarea graniței dintre viață și non-viață.
Cu toate acestea, este greșit să concluzionăm că animalele sunt mai complexe decât microbii. Informația biologică crește odată cu mărimea genomului, dar densitatea informației evolutive scade. Densitatea informației evolutive este fracțiunea de gene funcționale din cadrul genomului sau fracțiunea din materialul genetic total care exprimă fitness-ul pentru mediu.
Organismele pe care oamenii le consideră primitive, cum ar fi bacteriile, au genomuri cu o densitate mare a informației și par astfel mai bine concepute decât genomurile plantelor sau animalelor.
O teorie universală a vieții este încă evazivă. O astfel de teorie ar include conceptele de complexitate și stocare a informațiilor, dar nu ar fi legată de ADN sau de tipurile particulare de celule pe care le găsim în biologia terestră.
Implicații pentru căutarea vieții extraterestre
Cercetătorii au explorat alternative la biochimia terestră. Toate organismele vii cunoscute, de la bacterii la oameni, conțin apă, iar solventul este esențial pentru viața pe Pământ. Un solvent este un mediu lichid care facilitează reacțiile chimice din care ar putea apărea viața. Dar viața ar putea apărea și din alți solvenți.
Astrobiologii Willam Bains și Sara Seager au explorat mii de molecule care ar putea fi asociate cu viața. Printresolvenții plauzibili se numără acidul sulfuric, amoniacul, dioxidul de carbon lichid și chiar sulful lichid.
Viața extraterestră ar putea să nu se bazeze pe carbon, care formează coloana vertebrală a tuturor moleculelor esențiale ale vieții – cel puțin aici pe Pământ. S-ar putea chiar să nu aibă nevoie de o planetă pentru a supraviețui.
Formele avansate de viață de pe planetele extraterestre ar putea fi atât de ciudate încât să fie de nerecunoscut. Atunci când astrobiologii încearcă să detecteze viața în afara Pământului, vor trebui să fie creativi.
O strategie este măsurarea semnăturilor minerale de pe suprafețele stâncoase ale exoplanetelor, deoarece diversitatea mineralelor urmărește evoluția biologică terestră. Pe măsură ce viața a evoluat pe Pământ, aceasta a folosit și a creat minerale pentru exoschelete și habitate. Cele o sută de minerale prezente în momentul apariției vieții au ajuns la aproximativ 5 000 în prezent.
De exemplu, zirconii sunt cristale simple de silicat care datează de dinainte de apariția vieții. Un zircon găsit în Australia este cea mai veche bucată cunoscută din scoarța terestră. Dar alte minerale, cum ar fi apatita, un mineral complex de fosfat de calciu, sunt create de biologie. Apatita este un ingredient principal în oase, dinți și pești
O altă strategie pentru a găsi viață diferită de cea de pe Pământ este detectarea dovezilor unei civilizații, cum ar fi luminile artificiale sau poluantul industrial dioxid de azot din atmosferă. Acestea sunt exemple de urmăritori ai vieții inteligente numiți technosignatures.
Nu este clar cum și când va avea loc o primă detectare a vieții dincolo de Pământ. Aceasta ar putea avea loc în interiorul sistemului solar, prin adulmecarea atmosferei exoplanetelor sau prin detectarea semnalelor radio artificiale de la o civilizație îndepărtată.
Căutarea este un drum întortocheat, nu o cale simplă. Și asta pentru viața așa cum o cunoaștem – pentru viața așa cum nu o cunoaștem, toate pariurile sunt închise.
