Jakten på liv i rymden

Bildgalleriet är tomt.

Enligt Charles Darwins evolutionsteori framstår bevis för att livet på Jorden endast uppstått vid ett tillfälle, eftersom alla levande organismer anpassas och ändras genom ärftliga egenskaper från en generation till en annan. Organismer byggs upp från instruktioner i DNA molekyler, där forskare idag kan spåra hur dessa evolutionära anpassningar relateras till förändringar i arvsmassan övertid. Detaljerad undersökning inom olika områden utifrån hur evolutionen fortgår på en molekylärnivå tillsammans med de otaliga bevis som insamlats in om evolutionen ger en stabil grund för teorin om det naturliga urvalet.

Samtidigt är det svårt att tänka sig någon annan aspekt av biologisk vetenskap som anses vara gällande utan att ha undersökts bortom alla tvivel, även om det inte finns något annat likvärdigt alternativ. En annan fråga som dyker upp är hur livet faktiskt uppstod, vilket Darwins evolutionsteori inte förklarar, vilket numera anses bero på någon molekylär eller kemisk evolution. Experiment visar att under rätt förhållanden kan kemikalier utvecklas lika komplext som liv. Vissa forskare hävdar att det måste ha funnits en första levande organism, medan andra menar att livet vuxit fram genom en mer gradvis övergång.

Med tanke på svårigheten att idag skilja på det levande och det icke levande hur än definitionen ser ut, finns alltid risken att denna kommer att utmanas. Men så länge förmågan att reproducera och utvecklas genom naturligt urval ses som sannolikt, kommer det att spegla livet i universum.

Bild: Charles Darwin och evolutionsteorin.

(https://simplecapacity.com/2014/08/collection-25-inspiring-quotes-charles-darwin/)

Astrobiologins utveckling har resulterat i att vi överväger möjligheten av utomjordiskt liv, där det kanske skulle kunna vara möjligt med ett liv som inte baseras på kol men med samma bindningskapacitet. Exempelvis är silikon det enda ämne vid sidan av kol som har fyra bindningar samtidigt, men dessvärre är dessa bindningar svagare än hos kol, vilket minskar sannolikheten för ett liv som liknar det jordiska. DNA och RNA ansvarar för att cellerna ska utföra precisa ärftliga instruktioner. Förändringar i cellens DNA förändrar ärftlighets egenskaper hos en organism, men även själva DNA, som kanske skulle få en annorlunda formation om livet uppstod på nytt.

Något som tyder på att detta faktiskt har skett är RNA molekylens förmåga att katalysera sin egen replikation, vilket resulterat i att biologer föreställer sig att dagens moderna DNA-baserade liv kan ha uppstått från en tidigare RNA-värld, där RNA molekyler tjänar som både gener och kemiska katalysatorer för kopior och uttryck av dessa gener. Materialet i levande organismer utgår alltid från någon typ av ordning. Exempelvis har levande celler molekyler, som är ordnade i cellstrukturer och bildar ett mönster. Dessa mönster skapar i sin tur alla andra byggnader av liv. Enbart ordning gör inte att något kan leva. Stenar, kristaller, liksom individuella molekyler av liv har atomer proteiner eller DNA som ordnas i specifika strukturer. Vi tolkar dem bara som byggstenar för liv, inte enbart liv.

Bild: Livet på jorden byggs upp av livets minsta byggstenar dvs. aminosyrorna.

(https://www.onecalldnatesting.com/)

Diskussioner om aspekterna för liv på jorden utgår oftast från cellstruktur, cellens metabolism och hur cellens ärftlighetsegenskaper fungerar. Vi föreställer oss möjligen att liv på andra platser i någon mån ska likna det jordiska livet i form av människor och djur. Men inte ens på jorden ser det mesta av livet ut enligt ovanstående kriterier, utan utgörs istället av mikrober och flercelliga eukaryoter. Flera av dessa kan dessutom överleva i en variation av miljöer som skulle vara dödliga för människan. Exempelvis skulle en vanlig organism dö snabbt om den placerades djupt på havsbotten nära vulkanisk aktivitet, där vattnet som kommer upp ur sprickorna är över 350 0C.

Organismer som kan överleva i sådana extrema miljöer kallas extremofiler. Vissa kan leva både normalt, lika väl som i dessa extrema miljöer och även inuti porer inuti stenar. Mikrober som är kemoautotrofa och får sin energi från ur kemiska reaktioner mellan vattnen och de omgivande klipporna, delar samma anfader som resten av livet på jorden och visar således hur livet har förmågan att överleva i de mest märkliga miljöer. På ytan liknar deras levnadsmiljö i stort sätt motsvarande miljö på Mars, även om ytan är för kall för att hålla flytande vatten. Det tidigare nämnda mikroberna som lever i stenar överstiger dessutom allt övrigt liv på jorden.

Endosporer som utgörs av speciella vilande celler produceras av vissa bakterier och möjliggör att de kan förbli inkapslade i århundraden och överleva utan vatten, extrem hetta eller kyla, de flesta gifter och vissa kan även klara sig i vakuum. Det skulle i sin tur kunna förklara varför mikrober möjligen kan överleva rymdfärder inne i meteoriter och på så sätt nå andra planeter och utveckla livet på dessa.

Bild: Endosporer av Bacillus anthracis (Mjältbrand).

(https://bio1151.nicerweb.com/Locked/media/ch27/endospore.html)

Forskare frågar sig således om extremofiler verkligen är extrema då varje organism utgår från att deras egen miljö anses vara det normala och det andra miljöerna utgör det extrema. Vilka miljöer är då vanligast? Utgår vi från Jordens historia så har de extrema miljöerna varit de mest förekommande till skillnad från de förhållanden som lämpar sig för människan. Exempelvis har Jordens atmosfär endast innehållit en lämplig syre nivå för människan i några hundra miljoner år eller 10 % av Jordens historia. I den tidiga Jordens utveckling då det första livet uppstod var extremofiler de enda organismer som överhuvudtaget kunde överleva under dessa extrema förhållanden.

Extremt liv visar sig även idag vara vanligare än liv anpassat för en miljö som passar människan. Betydelsefulla innebörder i sökningen efter utomjordiskt liv belyser till att börja med hur extremofiler utvecklades tidigare än andra livsformer och menar att astrobiologer bör söka efter liv där det går att finna liknande extrema organismer. Det andra argumentet utgår från att extremofiler har förmågan att överleva under flera olika förhållanden, vilket kan betyda att liv kan vara möjligt på många fler platser än vad vi tidigare trott. En värld som håller en miljö i vilken vissa extremofiler kan överleva, utgör en tänkbar plats att söka efter liv. Utgår vi från de biokemiska strukturer gällande livet som vi känner till, liknar de varandra i stora drag och har sannolikt uppstått under samma tillfälle.

Bild: Björndjur är en extremofil varelse som kan överleva under extrema förhållanden.

(https://illvid.dk/dyr/overlevelse/quiz-bjoernedyr-og-andre-ekstreme-overlevere)

Däremot finns det inget som förespråkar att det inte existerar en annan form av liv som vi än så länge inte känner till. Påträffas ett tidigare för oss okänt liv handlar det med största säkerhet om mikrober som tidigare förklarats utgöra vår vanligaste livsform på jorden och skulle kunna stå för nya alternativa livsformer. Mikroberna skulle kanske kunna använda sig av ovanligare aminosyror som isovaline eller pseuduleucine som påträffats i nedfallna meteoriter. Kanske skulle andra ämnen som arsenik eller kisel utgöra viktiga byggstenar i ett alternativt liv, då de innehar liknande egenskaper som fosfor och kol har för oss.

Vatten är ju livsnödvändigt för den typ av liv som vi känner till, men är vatten nödvändigt för andra livsformer eller skulle etan och metan kunna fungera på liknande sätt? Forskningen fortgår och även om det funnits tänkbara organismer som varit tänkta att kunna hysa alternativa livsformer har det visat sig att den genetiska genuppsättningen varit alltför lik vår egen. Utifrån ovanstående diskussioner framkommer möjligheten att liv uppstått någon annanstans, exempelvis från jordnära planeter som Venus eller Mars och färdats till jorden inneslutna i meteoriter.

Denna teori gällande livets färd genom rymden till jorden kallas ibland panspermia. Det har visat sig att organiska molekyler i meteoriter och kometer kan överleva en färd genom rymden och även vissa mikrober från jorden kan överleva måttlig tid i rymden. Det framstår därför som en möjlighet att liv kan migrera mellan olika planeter med förutsättning att livet hamnar på en lämplig färd.

Bild: Panspermia teorin hänvisar till att livet kan ha sitt ursprung någonstans i universum och inte bara på jorden.

(https://astroentrerios.com.ar/web/2009/09/)

För att en mikrob ska kunna nå jorden intakt utgår forskarna från tre tänkbara dödliga faser som måste genomgås. Den första fasen handlar om hur mikroben måste klara sig då den stöts bort från ytan i sin hemmiljö, följt av tiden den spenderar på sin resa genom rymden och slutligen eldhavet som ska korsas då den ska igenom Jordens atmosfär. Undersökning av Mars meteoriter tyder endast på minimala störningar, vilket tyder på att mikrober inuti stenen kan överleva den första och den sista fasen men frågan är om de kan överleva tiden det tar för meteoriten att färdas i rymden. Det som är avgörande är helt enkelt hur länge meteoriten befinner sig i rymden.

De flesta meteoriter färdas i en omloppsbana många miljoner år innan de når jorden, även om de ursprungligen kommer från en närbelägen planet. Det verkar högst otroligt att levande organismer kan överleva i rymden i miljoner år, utan vatten och exponeringen av kosmisk strålning. Det finns dock meteoriter som avviker från sin omloppsbana runt solen efter bara några varv. Beräkningar visar på att en på tiotusen meteoriter som färdas mellan Mars och Jorden når sin destination inom ett decennium eller mindre. Experiment visar att en jordnära mikrob kan överleva i rymden ca sex år, vilket skulle kunna möjliggöra att meteoriter innehållande mikrober har en chans att faktiskt nå jorden intakta.

Bild: Meteoritens tidsfärd i rymden avgör om en medföljande jordnära mikrob kan överleva och nå jorden.

(https://illvet.se/universum/solsystemet/meteorit/meteorit-nedslag-i-ural)

Om det är möjligt för mikrober att nå jorden kvarstår dock frågan om de kommer med liv eller om livet faktiskt uppstår då de landat på Jorden. Vad vi vet är att livet inte kan ha uppstått så enkelt under de förhållanden som rådde under den tidiga Jorden, vilket i så fall flyttar tanken om livets början någon annanstans. Detta fördjupas genom att ta upp tidsaspekten som en begränsande faktor även hos eventuella andra världar i vårt solsystem, där de menar att det enda sättet att livet skulle ha fått mer tid på sig att utvecklas är om det migrerat från ett annat solsystem.

Men eftersom vi aldrig funnit någon meteorit utanför vårt solsystem, är risken väldigt liten att Jorden ska träffas av en sådan. Dessutom handlar det som diskuterats tidigare även om tidsaspekten för en sådan resa. Motsatsen till detta skulle vara att livet istället skapas enkelt och att vi skulle kunna finna dess byggstenar på vilken planet som helst som innehar de rätta villkoren. Om liv hade migrerat till Jorden från en närbelägen planet och utvecklats på vår planet så fort som tillstånden var de rätta, visar det på hur livet aldrig fått en chans att inhemskt utvecklas på Jorden, eftersom livet från en annan planet kom hit först.

Hursomhelst uppstod livet strax efter att tillstånden först tillät livet att utvecklas på Jorden, även om det migrerat hit från någon annanstans. Vi har goda argument för att tro att livet utvecklades naturligt genom kemiska processer som gynnade skapandet av komplexa organiska molekyler och den senare evolutionära molekylära själv-replikeringen.

Bild: Med rätt förutsättningar kan mikroskopiska utomjordingar färdas till stjärnorna utan rymdskepp.

(https://www.idg.se/2.1085/1.660006/bakterier-rymdskepp-planeter)

1996 ställdes Hubble teleskopets skärpa in på en liten del av rymden. Det var som att kika genom ett nyckelhål från andra sidan av ett stort rum. Inom det här lilla området kunde man i Hubble-teleskopet se 1500 galaxer ute i rymden. Enligt astronomernas beräkningar så finns det ungefär 40 miljarder galaxer i universum och precis som vår egen Vintergata så består de andra galaxerna också av miljardtals stjärnor. Det är först på senare tid som vi har börjat identifiera planeter som kretsar kring andra stjärnor. Vi kan aldrig veta hur många solsystem det finns men det verkar rätt sannolikt att det i några av de solsystemen finns planeter som liknar jorden.

Finns det liv på andra håll i universum? Astronomerna använder specialantenner som kan fånga in radiosignaler från intelligent liv i en annan värld. Man upptäcker kanske ingenting under vår livstid eller ens under våra barns eller barnbarns livstid men vi har faktiskt lärt oss mer om vårt eget solsystem under de senaste trettio åren än vi har lärt oss under hela mänsklighetens historia.

Bild: Liv i universum? Forskarna ännu inte lyckats bevisa att det finns liv någon annanstans än på jorden.

(https://de.ubergizmo.com/2014/03/14/flug-durch-das-uns-bekannte-universum-video.html)

I Hubble-teleskopet har vi sett hur stjärnor har bildats av jättelika gaser och stoftmoln och de bilderna har lärt oss mycket om vårt eget solsystems ursprung. Vi har trängt igenom atmosfären på Venus och upptäckt ett landskap med väldiga vulkaner och stora slätter täckta av lava. Vi har gått på vår egen måne och sett vulkanutbrott på en av Jupiters månar. Vi har sett närbilder av Saturnus ringar. Framtiden lovar fler spännande upptäckter när vi sedan sänder upp nya rymdsonder för att utforska planeterna. Vem vet vilka hemligheter som finns under Jupiters tjocka moln eller Mars yta? Vem vet vad framtiden kommer att avslöja om Pluto och dess måne Charon. Vem vet vilka upptäckter som väntar, inte bara i vårt eget solsystem utan i andra solsystem och i andra galaxer.

Film:

 Del 1: drive.google.com/file/d/0B2VSNOWBAXckYjNFM0NtQWk5WHc/view?usp=sharing

  Del 2: drive.google.com/file/d/0B2VSNOWBAXckRF91SVdFZWF3UDA/view?usp=sharing