Klatring af stigen til livssøgning

I de sidste to årtier har NASA -rumfartøjer har identificeret potentielt beboelige miljøer i hele solsystemet og videre. Rumfartøjer på Mars har fundet beviser for, at søer og vandløb engang dækkede planeten, beskyttet af en for længst forsvundet tyk atmosfære. Ved Saturns måne Enceladus, Cassini -rumfartøjet snusede vandstykker, der sprang ud af Enceladus 'iskalde skal - opdagede kemi svarende til den, der forekommer visse steder på Jordens havbund, hvor havvand kemisk reagerer med sten (og hvor levende væsener trives). Den kommende Europa Clipper -mission kunne gøre det samme ved Jupiters måne Europa, hvor forskere har opdaget flere fjer. Selv ud over solsystemet, nogle af de tusinder af planeter, der nu kendes i kredsløb om andre stjerner, kan indeholde overfladehav.

Det næste trin i at udforske disse miljøer er at finde ud af, om de rent faktisk er beboelige - og derefter søge efter liv. Desværre, der findes i øjeblikket ikke noget enkelt livsdetekteringsinstrument. Medmindre et kamera fanger en voksende måtte af bakterier på en Mars -sten eller et fremmed plankton, der svømmer under Enceladus 'is, forskere skal bruge en række instrumenter og forskellige datasæt til at lede efter biosigaturer - eller tegn på liv.

Men hvad er disse tegn? For at hjælpe med at besvare dette spørgsmål, et team fra NASAs astrobiologiprogram har udviklet "Ladder of Life Detection, "en guide til forskere, hvor hvert trin repræsenterer en nøgleegenskab ved livet. Stigen blev offentliggjort i tidsskriftet Astrobiologi den 4. juni, 2018.

Stigenes biosignaturer

"Detection of Life Ladection viser 15 funktioner, som astrobiologisamfundet foreslog at repræsentere indikatorer for liv, "sagde Marc Neveu, en postdoktor ved NASAs hovedkvarter i Washington, DC og hovedforfatter af papiret. Stigen beskriver også, hvordan forskere kan måle disse funktioner og afgøre, om de virkelig er bevis på liv.

For eksempel, alt liv, som vi kender til, kræver komplekse organiske molekyler og bruger aminosyrer - to funktioner i stigen.

Men bare at finde disse molekyler betyder ikke, at de er opstået fra livet. "Mange af de molekyler, der bruges af livet, kan dannes uden liv, "sagde Mary Voytek, Seniorforsker for astrobiologi ved NASAs hovedkvarter og medforfatter af papir. For eksempel, kemiske reaktioner på en planet eller komet kan danne aminosyrer og andre organiske molekyler.

Forskere skal "regne ud, med disse forbehold, hvordan du kan sige, at det du ser på blev frembragt af livet, "Sagde Voytek.

En indikation ville være målmolekyler fundet i unikke proportioner i forhold til forventede niveauer i det omgivende miljø. "Tilstedeværelsen af ​​noget, der ikke er forudsagt i miljøet, er tegn på liv, "Voytek sagde." Livet skubber tingene ud af ligevægt. "

For eksempel, organiske molekyler af en vis kompleksitet (tror en Lego -bil kontra individuelle klodser klikket sammen) kunne kun have været lavet af livet, Voytek fortsatte. "Kemisk kompleksitet er et resultat af biologi - det kræver energi eller enzymer for at få det til at ske."

Andre biosignaturer omfatter pigmenter, indikationer på stofskifte (f.eks. spildvarme eller forbindelser, der ånder ud af livet), eller endda bevis på darwinistisk udvikling. Sidstnævnte kan i øjeblikket ikke opdages inden for tidsrummet for en rummission, men ville være den gyldne billet til at identificere livet.

Forståelse af miljøkonteksten

Om forskere kan måle disse biosignaturer, enten på afstand eller på plads, er det næste spørgsmål, Sagde Voytek. Det handler ikke kun om instrumentets ydeevne eller undgå forurening af prøver med molekyler bragt fra Jorden. Forskere skal også overveje miljøkonteksten. Hvor skrøbelig er prøven? Kan vores analyse ødelægge prøven? Ændrer miljøet prøven kemisk? Kan livet tåle de forhold, hvor prøven kom fra (som Mars-strålingsudsatte overflade eller et koldt dybde i et hav under is)?

Stigen viser svar for hver biosignatur, baseret på erfaring opnået ved at lede efter liv på Mars og i Jordens ældste klipper og mest ekstreme miljøer. Det viser sig, lettere målinger at lave (de nederste trin) kan være sværere at tolke end trin længere oppe af stigen. At bestige stigen mod livet vil kræve udfordrende målinger.

Neveu understregede, at trinene på stigen ikke er stenet - med mere forskning og diskussion, hvert trin i stigen kan flyttes rundt, og mere kan tilføjes. Han og hans medforfattere tilskynder input fra astrobiologisamfundet til at forbedre stigen.