Ads Top

Η μυστήρια στρατοσφαιρική βιολογία μας λέει για τη δυνατότητα ζωής σε άλλους πλανήτες

Η παρουσία μικροβιακής ζωής στη στρατόσφαιρα της Γης δεν ανοίγει μόνο μια νέα αρένα για να μελετά ακραία και εξωφρενικά, αλλά αυξάνει το εύρος των πιθανών περιβαλλόντων όπου μπορεί να βρούμε ζωή σε άλλους πλανήτες. 
Το διαστημικό λεωφορείο Endeavor κρέμεται από την ατμόσφαιρα της Γης. Στην στρατόσφαιρα είναι

Αυτό είναι το συμπέρασμα μιας νέας μελέτης που συνοψίζει όσα γνωρίζουμε μέχρι στιγμής για τη στρατοσφαιρική ζωή. 

Η στρατόσφαιρα είναι η ατμοσφαιρική ζώνη που βρίσκεται ακριβώς πάνω από τη δυναμική τροπόσφαιρα όπου ζούμε, αλλά είναι ως επί το πλείστον ένα μυστήριο αναφορικά με τη ζωή που υπάρχει εκεί. 

Ίσως να μην το συνειδητοποιείτε όταν κοιτάζετε ένα αεροπλάνο (πετάμε στα χαμηλότερα επίπεδα της στρατόσφαιρας όταν ταξιδεύουμε πάνω από 35.000 πόδια), αλλά υπάρχουν παντός είδους μικροοργανισμοί, σύμφωνα με τον καθηγητή Shiladitya DasSarma, ο οποίος είναι μικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο Maryland της Ιατρικής Σχολής των Η.Π.Α., και συν-συγγραφέας στη νέα μελέτη , η οποία δημοσιεύεται στο περιοδικό Current Opinion in Microbiology . 



"Γενικά, οι άνθρωποι δεν σκέφτονται τα μικρόβια να είναι αερομεταφερόμενα", λέει στο Astrobiology Magazine . "Αλλά υπάρχει ένα ρητό στη μικροβιολογία: Τα πάντα είναι παντού." 

Ωστόσο, υπάρχουν "πολύ λίγες μελέτες προς το παρόν" που εξετάζουν τον ατμοσφαιρικό βιομό. Μέρος του προβλήματος είναι ότι υπάρχει χαμηλή πυκνότητα κυττάρων σε μεγάλο όγκο αέρα. Αλλά όταν το εξετάζετε παγκοσμίως, οι αριθμοί είναι σημαντικοί: 10 21 είναι η τρέχουσα εκτίμηση για τον αριθμό των κυψελών που ανυψώνονται ετησίως στην ατμόσφαιρα.

Ακόμα, ο χώρος είναι τεράστιος: "Όταν μιλάς για όλη την ατμόσφαιρα ενός πλανήτη, πώς κάνεις μια έρευνα γι 'αυτό;" διερωτάται ο Priya DasSarma, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο του Maryland και κύριος συγγραφέα της μελέτης. Προτείνει ότι θα πρέπει να είναι μια κοινοτική άσκηση με ένα μακρύ χρονικό πλαίσιο, το οποίο τελικά θα οδηγήσει σε αυτό που αποκαλεί «Atlas Stratospheric Microbes». 

"Ένα τέτοιο πρόγραμμα θα ήταν απίστευτα παραγωγικό και ενδιαφέρον και αξίζει τον κόπο", λέει, όχι μόνο για αυτό που θα μπορούσε να μας πει για τη ζωή στη Γη, αλλά και για το πώς τα κύτταρα θα μπορούσαν να επιβιώσουν και ακόμα να προσαρμοστούν στη ζωή σε άλλους πλανήτες. Αυτό έχει συνέπειες όταν πρόκειται γιατην πλανητική προστασία (δεν εκθέτουν άλλους πλανήτες στα χερσαία μικρόβια) και την αστροβιολογία γενικότερα. 


"Όταν μετράμε την απόκριση της χερσαίας ζωής σε ακραία περιβάλλοντα στη Γη, μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για την κατοικησιμότητα σε όλο το Ηλιακό Σύστημα και για το σκοπό να βελτιώσουμε την αναζήτηση για ζωή αλλού", λέει ο Δρ David J. Smith, ανώτερος μικροβιολόγος στο Space Biosciences Διεύθυνση στο ερευνητικό κέντρο Ames της NASA. 

Εξαιρετικό περιβάλλον

Οι συνθήκες στη στρατόσφαιρα είναι βίαιες - είναι ένα ξηρό, ψυχρό, υποβαρικό (δηλαδή χαμηλής πίεσης) περιβάλλον με υπεριώδη ακτινοβολία και γι 'αυτό χρησιμεύει ως καταλληλότερο ανάλογο με τη ζωή σε άλλους κόσμους με παρόμοιες συνθήκες. 

"Οι θερμοκρασίες, η υπεριώδης ακτινοβολία και η ξηρότητα είναι παρόμοιες με τον Άρη, γι 'αυτό είναι μια εξαιρετική πληρεξούσιο", λέει ο Shiladitya DasSarma. Παρ 'όλα αυτά, η ζωή παραμένει. Τα βακτήρια και οι μύκητες συνήθως πεθαίνουν σε αυτό το είδος περιβάλλοντος, αλλά εκείνοι που επιβιώνουν το κάνουν με λίγες στρατηγικές. Για παράδειγμα, η δημιουργία σπόρων είναι ένας δοκιμασμένος και αληθινός τρόπος για την προστασία του γενετικού υλικού. 

Ακόμη και τα εξωφθαλία που δεν σχηματίζουν σπόρια έχουν μηχανισμούς για να προστατευθούν. "Υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία μηχανισμών επιβίωσης-στρες", λέει ο Shiladitya DasSarma. "Για την υπεριώδη ακτινοβολία, ορισμένοι [ακτινοφιλικοί] έχουν μηχανισμούς επιδιόρθωσης ζημιών στο DNA. Άλλοι έχουν πρόσθετες και πιο ηρεμιστικές μεθόδους, όπως ακραίες αλογονοφίλες που μπορούν να επιβιώσουν σε καταστάσεις πολύ χαμηλών υδάτων, επειδή οι πρωτεΐνες τους είναι σχεδιασμένες να κρατούν όποια μικρή ποσότητα νερού παρόν. 


[Σχόλιο: Τα χταπόδια έχουν την ασυνήθιστη ικανότητα να επεξεργάζονται το δικό τους RNA]

Μόλυνση άλλων κόσμων 

Αν η ζωή μπορεί να επιβιώσει υπό αυτές τις συνθήκες στη στρατόσφαιρα, ίσως η ζωή μπορεί να επιβιώσει και στο διάστημα. Όταν πρόκειται για μικροσκοπική πεζοπορία στα διαπλανητικά διαστημόπλοια, θα είναι όλο και πιο σημαντικό να γνωρίζουμε ποια από αυτά τα βακτήρια, τα αρχαία ή οι μύκητες μπορούν να επιβιώσουν, αφού γνωρίζουμε από τις μελέτες της στρατόσφαιρας ότι οι χαμηλές θερμοκρασίες, η υπεριώδης ακτινοβολία και άλλοι παράγοντες δεν θα σκοτώσουν κάθε τελευταία κελιά. 

Μια στρατόσφαιρα έχει αναγνωριστεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στον εξωπλανήτη WASP-33b, μεταξύ άλλων. Θα μπορούσε να υπάρξει ζωή σε ξένες στρατόσφαιρες;

Επί του παρόντος, οι διαστημικοί οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένης της NASA, έχουν εντολή να μην εκθέτουν άλλους πλανήτες στη μικροαίρεια της Γης, συνεπώς προφυλάξεις λαμβάνονται πριν από την εκτόξευση. Στις περισσότερες περιπτώσεις δεν υπάρχει πιθανότητα να είναι πολλοί που θα παραμείνουν ζωντανοί σε ένα διαστημικό σκάφος που έχει βυθιστεί σε κοσμικές ακτίνες. Ωστόσο, γνωρίζουμε από την εμπειρία πόσο ανθεκτικά χωροκατακτητικά είδη στη Γη μπορούν να είναι - υπάρχει ένας λόγος που η ζωή είναι "παντού" στη Γη. 

Μια στρατόσφαιρα έχει αναγνωριστεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στον εξωπλανήτη WASP-33b, μεταξύ άλλων. Θα μπορούσε να υπάρξει ζωή σε ξένες στρατόσφαιρες;
"Γνωρίζουμε ότι ο Άρης είναι ένας σκονισμένος πλανήτης και τα διαστημικά σκάφη που είναι επικαλυμμένα με σκόνη μπορεί να σκιάζουν κάποιους μικροβιακούς καταστροφείς", λέει ο Smith, ο οποίος δημοσίευσε ένα έγγραφο το 2017 που εξέτασε αυτή την ιδέα . "Επίσης, ένα μέρος των βιοκαυσίμων [η ποσότητα των μικροβίων που επιβιώνουν στα διαστημικά σκάφη] είναι ενσωματωμένα βαθιά μέσα στο υλικό του διαστημικού σκάφους όπου προστατεύονται από την ακτινοβολία, μειώνοντας ουσιαστικά ή εξαλείφοντας εντελώς τις επιδράσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας". Με ελάχιστη προστασία, τα μικρόβια μπορούν να χρησιμοποιήσουν τις ίδιες στρατηγικές που τους επιτρέπουν να επιβιώσουν στη στρατόσφαιρα - όπως η επισκευή του DNA της βλάβης από την υπεριώδη ακτινοβολία ή η αποθήκευση νερού - για να μένουν ζωντανά μακριά από τη Γη. 

Είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι η επιβίωση δεν σημαίνει αναγκαστικά ότι είναι ακμάζουσα. Ακριβώς επειδή ένας οργανισμός το κάνει στον Άρη, δεν σημαίνει ότι θα είναι βιώσιμος και θα αναπαράγεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η γνώση περισσότερων για τα ακτινοφιλικά, ιδιαίτερα εκείνα της στρατόσφαιρας της Γης, είναι καθοριστική. 

Αντίθετα, σε κάποιο σημείο μπορούμε πραγματικά να θέλουμε να αναπτυχθούν ορισμένοι από αυτούς τους μικροοργανισμούς, διότι τα καλά βακτήρια πρόκειται να αποτελέσουν σημαντικούς εταίρους για εμάς όταν δημιουργούμε ανθρώπινες αποικίες. "Αν θέλουμε να πάμε στον Άρη και να το κατοικήσουμε, θα θέλουμε να φέρουμε μαζί μας όλα τα μικρόβια και τα μακροσκοπικά [δηλαδή μεγαλύτερες μορφές ζωής] που πρέπει να επιβιώσουμε εκεί", λέει ο Priya DasSarma. "Αλλά δεν θέλουμε να φέρουμε τίποτα που μολύνει ή καταστρέφει το περιβάλλον που πρόκειται να κάνουμε". 

Γνωρίζοντας πώς και γιατί οι σκληροί οργανισμοί παραμένουν στη στρατόσφαιρα πάνω από τα κεφάλια μας, θα είναι σημαντικό όταν πρόκειται για την προστασία των πλανητών που θα διερευνήσουμε βραχυπρόθεσμα. Εν τω μεταξύ, κοιτάζοντας μακρύτερα στο μέλλον, αυτές οι ίδιες ακραίες μορφές ζωής θα μπορούσαν τελικά να μας βοηθήσουν να επιβιώσουμε σε άλλους κόσμους καθώς επεκτείνουμε στον Γαλαξία.


Το έργο υποστηρίχθηκε από την NASA Astrobiology μέσω του Exobiology Program .

Από το Blogger.