Наскоро роувърът Curiosity откри метан на Марс, което може да показва наличието на форми на живот там. Това означава ли, че сме на прага да открием живота на Марс? Професорът по биология и генетика Гари Равкан иска да търси ДНК на Марс. Той е привлечен от идеята, че животът, какъвто го познаваме, е универсален по целия Млечен път.
Почти седем години роувърът на НАСА Curiosity изследва повърхността на Марс. Преди две седмици той направи стряскащо откритие с относително големи концентрации на метан. Роувърът също откри метан през 2013 г., но концентрацията, регистрирана този месец - около 21 милиарда част от частта, се утрои. Причината това съобщение да стане голяма новина в научната общност е, защото метанът често е признак на живот; въпреки факта, че този газ може да бъде резултат от различни химични реакции, значителна част от него се произвежда от живи същества. Означава ли това, че сме на прага да открием живота на Марс и ако да, какъв живот би могъл да бъде?
За да обсъдим тези въпроси, разговарях по телефона с Гари Рувкун, молекулярно биолог и професор по генетика от Медицинския университет в Харвард. Равкан, както самият той признава, заема необичайна позиция по въпроса за произхода на живота и възможността за откриване на признаци на живот навсякъде. Накратко, той поставя под въпрос общоприетото твърдение, че нашата основа на ДНК е формирана на Земята. Интервюто, което започна с разговор за откриването на метан, се превърна в дискусия защо той иска да изпрати на Марс устройство, наречено ДНК секвенсор. (След нашия разговор НАСА обяви, че концентрацията на метан е спаднала до нормални нива, което кара учените да бъдат още по-объркани.) По време на нашия разговор, който беше редактиран и съкратен за по-голяма яснота,Обсъдихме също как научният дебат за произхода на живота се пресича с религиозния дебат, причините, поради които той може да бъде фатално грешен и какво означава да изразим мнение на малцинството в научната общност.
Какъв е основният извод, който направихте от факта на откриване на метан?
- Търсенето на метан е добра техника за индиректно търсене на живот. Проблемът е, че съществуват и химически методи за производство на метан. Не може да се нарече идеален сурогат за цял живот. Затова предложените експерименти на НАСА за откриване на живот, особено в нашата ера на екзопланети, когато толкова много планети са открити около звезди, са насочени към спектроскопични изследвания на тяхната атмосфера. Това винаги е свързано с използването на големи количества химикали като метан и CO2.
Мислите ли, че това е най-добрият начин за изпълнение на тази задача? Или смятате, че има по-добър начин да направите това изследване?
„Това е единственият начин да ги провеждате в такива отдалечени места. Любимият ми начин да намеря живота е да летя до планетата и да търся ДНК там. От това следва, че животът на друга планета може да е напълно аналогичен на живота тук, но повечето астробиолози представят състоянието на нещата малко по-различно.
По какво се различава вашата гледна точка по този въпрос от общоприетата?
Промоционално видео:
- Според мен тезата, че животът е възникнал тук, е донякъде самонадеяна. Въз основа на него изглежда, че по някакъв начин сме напълно уникални и че всичко се случи точно тук. Естетично ме привлича идеята, че животът, какъвто го познаваме, е универсален по целия Млечен път. Изглежда, че щом се развие, той започва да се разпространява. И един от начините да се докаже това е да се движи часовникът напред, а не назад. Ако наистина говорим за колонизиране на Марс, първата стъпка е да изпратим бактерии там, за да образуват атмосфера. Така че, ако започнете часовника с милион години напред, вероятно ще изпратим бактерии на различни планети на милион светлинни години.
И така, почакайте, просто искам да го разбера. Значи казвате, че ви е романтично или привлекателно да мислите, че другите форми на живот ще бъдат сравними с нас?
- Да. Фактът, че животът не е възникнал тук. Тя просто кацна на нашата планета. Че е възникнал някъде другаде. И много хора се оплакват от това. Казват: „Е, просто прехвърляш проблема с произхода на живота на друго място“. И така е така.
В електронната си поща вие описахте възгледите си като „не особено стандартни в областта на микробиологията“. И това отчасти се дължи на факта, че искате да изпратите ДНК секвенсър до Марс, нали?
- Тук на Земята, ако отидете някъде до езерото и искате да знаете кой живее там, тогава следната техника се използва за намиране на отговора на този въпрос: взема се мръсотия, извършва се ДНК анализ и се определят всички геномни съединения в тази ДНК. Това ви дава доста добра снимка за това кой съществува на това място. Разбира се, има много различни видове бактерии, които живеят в почви и подобни вещества.
И ако погледнете в литературата, има десетки хиляди изследвания, които се основават на това, а първият път, когато това беше направено, според мен преди 20 години, тогава ДНК беше използвана като пръстов отпечатък за откриване на съществуващи организми. И можем да кажем: „Можете просто да направите същото на Марс и да анализирате последователността на ДНК“. И тогава бихте попитали: "Е, има ли някой там като нашия братовчед?" Това, което откриваме, не трябва да бъде наш брат. Тя може да бъде свързана с нас чрез по-далечни връзки, отколкото с брат, например, като братовчед, което означава, че може да произхожда от едно и също жизнено дърво. След като направите това, можете да кажете: „Е, животът на Земята и Марс са сходни и това е нещо като най-малко интересната идея, защото Земята и Марс са много близки“. Така че е почти очевидноче може да имат една и съща форма на живот, защото има обмен. Но какво ще стане, ако по Млечния път има една и съща жизнена форма?
Какво биха казали хората, скептично настроени към вашите мисли в отговор на това?
„Те биха казали глупост. [Смее се] Защото казват: „Е, трябваше да започне някъде, така че защо не мислите, че е започнало тук? Защо излагате хипотезата, че ние сме поели живота, а не се превръщаме в източник на неговото развитие? " Защото има ясни доказателства за развитието на живота в нашите геноми. Това се нарича РНК свят, който беше най-ранната форма на живот и все още присъства в нашите геноми. Можем да го видим там, така че можем да идентифицираме ранните етапи на еволюцията само с един анализ на съвременните геноми. В учебниците и в ортодоксалната наука светът на РНК - един вид предшественик на света на ДНК - е бил на Земята преди четири милиарда години. И бих предположил, че не, вероятно е съществувал преди десет милиарда години някъде от другата страна на Млечния път и се е разпространил из цялата галактика.
Оказва се, че за нито една от хипотезите - нито за около четири милиарда години, нито за десет милиарда години - няма научно обосновка? Това ли искаш да кажеш?
- Не не не. Земята съществува от 4,5 милиарда години. И Вселената, поне ако се брои от Големия взрив, е на около 14 милиарда години. Следователно, ако животът е възникнал някъде другаде, имате запас от десет милиарда години. Но бих предпочел този резерв да е сто милиарда години или хиляда милиарда години. Би било много по-хубаво.
И защо би било толкова по-хубаво?
- Е, защото по този начин имате повече време. Виждате ли, смисълът е, че ако погледнете записа на вкаменелости, къде можете да намерите първите доказателства за живота? Разбира се, ще намерите доказателства за бактериите, как изглежда бактериите, както се наричат строматолити, тези зеленикаво-синкави бактерии, които съществуват в колонии. Всички те образуват добри вкаменелости и могат да бъдат видени преди 3,5 милиарда години. Тоест животът вече се е развил до етапа на формирането на доста сложни бактерии много бързо след охлаждането на Земята.
И, знаете ли, повечето хора извън научната общност ще кажат: „Е, да, бактериите са доста прости организми“. Но бактериите не са прости организми. Бактериите са невероятно сложни. Бактериите са самовъзпроизвеждащите се роботи, за които мечтаят електроинженерите. Те могат да създадат копие от себе си за 20 минути с четири хиляди части.
И така, добре, какъв извод може да се направи от вашата история за бактериите?
„Те бяха на невероятно високо ниво на еволюция и мисля, че стигнаха тук веднага щом Земята се охлади и току-що започна да расте. Те се разпространяват в Млечния път и вероятно в цялата Вселена. Например, чували ли сте за проекта SETI? Търсят ли интелигентен живот?
Да. [Всъщност не съм.]
- Като правило това са математици и те очакват, че умните в някоя друга галактика ще им изпратят числото Pi или, знаете ли, някакъв друг математически сигнал. Всъщност те ще изпращат само ДНК последователности.
Тоест, казвате, че животът се е получил тук, тъй като се е разпространил навсякъде. По този начин, ако изпратим ДНК секвенсър в космоса и разберем, че въз основа на събраните от него данни, всичко това се разпространява и след това лети на Земята, а ние изобщо не сме предшественици на всичко …
- Точно.
И така, други хора, тези, които имат различно мнение по този въпрос, вярват: „Не, нашата форма на живот е възникнала тук, а други форми на живот могат да бъдат на други планети и можем да разберем това благодарение на метана“или нещо в този дух? Затова трябва да търсим нещо като метан, защото по този начин можем да намерим напълно различни форми на живот
- Точно. Тази област на астробиологията е областта на хората, които мислят за живота на други планети. И вероятно, не знам, между хиляда и пет хиляди души, наричащи себе си астробиолози, и НАСА положи много усилия за развитието на тази област. И ако попитахте хиляда астробиолози дали вярват, че животът се е разпространил или еволюирал независимо, бих казал, че 1% биха били готови да приемат идеята за разпространение на живота във вида, в който мога да кажа, да го популяризирам.
И така, ако 99% от учените вярват в глобалното затопляне и незначително малцинство казва, че то не е свързано с човешките дейности или че просто не съществува, било то, каквото може, да си въртим очи и да кажем: „Е, това не е много нещо научно “. Тези хора са зъбци в производството на изкопаеми горива и свързаните с тях области. Вие сте много уважаван учен, който не се счита за ексцентричен ексцентрик. Имате ли вътрешни съмнения?
„Ако бях рационален човек, вероятно бихте имали право. (Смее се.) Но не знам защо. Просто има смисъл. Всъщност всеки учебник казва, че животът се е случил на Земята и това е малко импровизация - да кажем: знаете ли, и ние полетяхме тук. Разбираш ли? Това в известен смисъл не носи удовлетворение, защото прехвърля проблема някъде другаде в друга сфера. Разбираш ли? Но все пак трябваше да започне някъде другаде.
Предполагам, че имам идеята, че е толкова лесно да се премине от торба с химикали до пълноценна бактерия и че това може да се случи след няколкостотин милиона години на Земята. Важно е също да се разбере, че предвид тектониката на плочите на Земята, нашата планета много, много бързо изтрива историята си, когато континентите се изместват и земната повърхност се възстановява. Много е трудно да се намерят образци на възраст над три милиарда години. На Земята няма много от тях. Затова тук е доста трудно да се търсят най-древните вкаменелости. И тук стигаме до едно от предимствата на Марс - няма тектоника на плочите. Следователно, ако искате да търсите някои древни вкаменелости на Марс, тогава не е имало постоянно погребение на миналото, за разлика от Земята.
Какво откритие на Марс може да посочи правилността или грешността на вашата теория?
- Е, искам да кажа, отново, ако там беше извършено секвениране на ДНК, което е много чувствителен процес, нали? Следователно, човек може да намери изключително редки организми на Марс. И ако ги открихте, откривайки в същото време, че не е лесно, знаете, някакъв вид пърхот или акне от някой от отдела за сглобяване на космическия кораб, че това е нещо с дълбоки корени - тоест това е свързано с живота на Земята, но по същия начин, по който кенгуруто е животно, но в същото време съвсем очевидно различно от всичко, което сте виждали в Стария свят, тогава бихте установили, че сте открили нещо ново, нали? И същото може да се каже и за бактериите.
Или ако хората от проекта SETI един ден получиха четиризнаков сигнал, като ДНК последователност, и вие взехте код за декриптиране и казахте: „О, боже, това изглежда като един от гените, които разпознаваме“, ще има доказателство, че геномиката някъде там на друга планета има обмен.
Какво откритие би могло да ви убеди, че грешите или че не е случайно, че сте се оказали в малцинството?
- Е, ако някой откри напълно нова форма на живот, която не е изградена върху ДНК, мисля, че би било добро опровержение на тази идея за Панспермия.
Ще ви пусна съвсем скоро, но какво ще стане, ако животът все пак зароди тук и след това се разпространи по-нататък? И по този начин открихме ДНК на Марс, но тя свърши там, защото се разпространи от Земята. Възможно ли е?
„Да, но това ни поставя в центъра на Вселената и цялата сила на историята се крие в апела:„ Не трябва да приемаме, че сме център на всичко. Ние сме незначителни."
Какви са религиозните причини тук? Виждате ли някакъв религиозен аспект в тази дискусия?
- Изпратих ли ви линк или ви помолих да потърсите видео? [Равкан ми препоръча да гледам видео в YouTube, в което той изразява позицията си за „живот извън Земята“.]
Да, гледах това видео
- В това видео направих нещо, от което малко се страхувах: споменах прекрасния двигател на ATP синтетаза. Това е един от най-невероятните малки механизми, които бактериите имат за генериране на енергия чрез изпомпване на протони през мембраните. И по същество те имат молекулен двигател, който го включва, не знам, с хиляди оборота в минута или около това.
Следователно привържениците на интелигентната теория - почти ме е страх да кажа това, защото последното нещо, което бих искал, публичните ми изявления биха се интерпретирали от привържениците на интелигентната теория - те използват синтеза на ATP като основа за своята теория.
Какво представлява синтезът на АТФ?
„Това е малък въртящ се хидравличен двигател, който генерира ATP чрез протонови помпи. Това е перфектно чудо на еволюцията. И искам да подчертая, че го смятам за еволюция, но религиозните фанатици го използват, за да докажат, че еволюцията не би могла да го направи, защото е толкова красиво обмислена.
И как се свързва това с тези две теории …
„Е, има религиозни фанатици, които следват същия пример като мен. Използвам този пример, за да кажа: „Това е върхът на еволюцията“. Виждате ли, преди три или четири милиарда години това вече не е примитивна форма на живот. Това е силно развит живот. Тя вече е достигнала високо ниво на еволюция.
Ясно. И те твърдят, че това доказва уникалността на хората, защото Бог ги е създал?
- Да. И аз казвам: „Не, защото са минали много повече време от четири милиарда години“.
Мислех, че ще кажете обратното за религиозното измерение, че вашата теория не разглежда Земята като център на всичко, следователно религиозните хора не вярват в нея. Но позицията на други учени е поне по-близка до някои религиозни вярвания, защото те смятат Земята за начало
- Да. Не мисля - е, може би ортодоксалният възглед за произхода на живота на Земята се корени в Адам и Ева. Не знам. Може би през целия си живот не съм имал нито една религиозна мисъл.
Шок е. Колко е трудно да се изпрати такъв секвенсър до Марс? И може ли това да се случи в близко бъдеще?
- НАСА ни подкрепя. Мария Зубер, страстен планетарен учен, и аз работя заедно над това близо 20 години, а НАСА подкрепя нашата работа. Това е високорисково предприятие, в което те са готови да хвърлят малко пари, но все още не са одобрили полета. Все още не са стигнали до това. От друга страна, да се гледа как се организира НАСА е доста интересно. На всеки десет години те провеждат това, което се нарича Десетилетно проучване, когато се разхождат и разговарят с планетарни учени в САЩ, Европа и света и ги питат: „Кой проект според вас е най-важен?“След това всичко се разлива в документ на 200 страници и ако погледнете техните приоритети, какво е важно за тях като космическа организация,тогава търсенето на живот на други планети е приоритет номер едно.
Високата концентрация на метан играе ли някаква роля в тази дискусия?
"Повечето астробиолози биха казали:" Е, може би там има бактерии, произвеждащи метан. " Тези бактерии, които абсорбират въглеродния диоксид, използват водород от почвата и генерират метан. Това е метаболизмът. И повечето астробиолози биха казали: „Между другото, метанът може да бъде свързан с микроби“. И така, да, мисля, че повечето хора ще харесат идеята за бактерии, произвеждащи метан на Марс.
И вероятно много от тях ще кажат: „Да, идеята да има връзка с бактериите, произвеждащи метан на Земята, може да не е чак толкова луда“.
Така че, нека да обобщим за яснота. От този разговор направих следните изводи: Вие вярвате в теорията за интелигентните начала, не вярвате в глобалното затопляне и се придържате към безумни теории за живота на други планети
- Чакай чакай. (Смее се.) О, не, недей. Ще бъде възможно да се откажа от кариерата си.
Исак Чотинер