Kuidas astrobioloogid maavälist elu leiavad? Igapäevaelus pole meil tavaliselt probleeme öelda, et koer või roosipärg on elus asi ja kivi mitte. Filmi „Europa Report” kliimapildis võime lühidalt öelda, et Jupiteri kuu ookeanis ujumise avastanud mitmetaktiline olend on elus, keeruline ja üsna arukas.
Kuid kui midagi ei uju, kõnnib, roomab ega libiseb mööda vaadatava kosmoselaeva kaamerat, seisavad astrobioloogid silmitsi palju raskema tööga. Nad peavad välja töötama testid, mis võimaldavad neil kosmoseaparaatide andmetest järeldada võõraste mikroobide olemasolu. Nad peavad suutma ära tunda mineviku võõra elu fossiilseid jälgi. Nad peavad suutma kindlaks teha, kas teisi tähti ümbritsevate kaugete planeetide atmosfäär sisaldab harjumatu eluvormi märguandejälgi. Nad vajavad viise, kuidas tuletada elu olemasolu teadmistest selle omaduste kohta. Elu määratlus ütleks neile, mis need omadused on ja kuidas neid otsida. See on esimene kaheosalisest seeriast, kus uuritakse, kuidas mõjutab meie elukäsitus maavälise elu otsinguid.
Mis eristab elavad asjad teineteisest? Sajandeid on filosoofid ja teadlased otsinud vastust. Filosoof Aristoteles (384-322 eKr) pühendas palju jõupingutusi loomade lahkamisele ja elusolendite uurimisele. Ta arvas, et neil on eriline võime, mis eristab neid asjadest, mis pole elus. Oma aja mehaanilistest leiutistest inspireerituna uskus renessansiajastu filosoof Rene Descartes (1596-1650), et elusolendid olid nagu kellatöömasinad, nende eriline võimekus tuleneb nende osade korraldusest.
1944 kirjutas füüsik Erwin Schrödinger (1887-1961) Mis on elu? Selles tegi ta ettepaneku, et elavate olendite füüsika ja keemia uurimisel saaks aru elu põhinähtustest, sealhulgas ka sellest, kuidas vanemad oma omadusi oma järglastele edasi annavad. Schrödingeri raamat oli inspiratsioon molekulaarbioloogia teadusele.
Elusorganismid on valmistatud suurtest keerukatest molekulidest, mille selgroog on seotud süsinikuaatomitega. Molekulaarbioloogid suutsid seletada paljusid elu funktsioone nende orgaaniliste molekulide ja keemiliste reaktsioonide kaudu, mis nad vedelas vees lahustatakse. Aastal 1955 avastasid James Watson ja Francis Crick desoksüribonukleiinhappe (DNA) struktuuri ja näitasid, kuidas see võiks olla vanematelt järglastele edastatud päriliku teabe ait.
Ehkki kogu see uurimistöö ja teoretiseerimine on meie elumõistmist tunduvalt suurendanud, ei ole see andnud rahuldavat elu määratlust; määratlus, mis võimaldaks meil elusaid asju usaldusväärselt eristada asjadest, mida pole. Filosoof Edouard Mahery väitis 2012. aastal, et elu ühtse määratluse väljatöötamine on nii võimatu kui ka mõttetu. Astrobioloogid saavad osalise määratlusega ja eranditega võimalikult hästi hakkama. Nende otsimise tingimuseks on meie teadmised Maa elu eripäradest; ainus elu, mida me praegu teame.
Siin maakeral on elusolenditel oma keemiline koostis eristatav. Lisaks süsinikule on maapealse elu moodustavate suurte orgaaniliste molekulide jaoks eriti olulised elemendid vesinik, lämmastik, hapnik, fosfor ja väävel. Vesi on vajalik lahusti. Kuna me ei tea kindlalt, mis veel võiks olla võimalik, eeldatakse maavälise elu otsinguil tavaliselt selle keemilist koostist Maa peal toimuvaga.
Kasutades seda eeldust, omistavad astrobioloogid vee otsimisele suurt tähtsust teistel taevakehadel. Kosmoseaparaatide tõendid on tõestanud, et Marsi pinnal olid kunagi vedela vee kogumid. Selle vee ajaloo ja ulatuse määramine on Marsi uurimise keskne eesmärk. Astrobiolooge erutavad tõendid Jupiteri Kuu Europa, Saturni Kuu Enceladus ja võib-olla ka teiste kuude või kääbusplaneetide pinnal asuvate veemerede pinnase kohta. Kuid kuigi vedela vee olemasolu tingib Maa-sugusele elule sobivad tingimused, ei tõenda see, et selline elu on olemas või on seda kunagi olnud.
Orgaanilised kemikaalid on maakera eluks vajalikud, kuid nagu vesi, ei tõenda nende olemasolu elu olemasolu, sest orgaanilised materjalid võivad moodustuda ka mittebioloogiliste protsesside kaudu. 1976. aastal olid NASA kaks viikingimaandurit esimesed kosmoseaparaadid, mis laskusid Marsil täielikult edukalt. Neil oli kaasas instrument; seda nimetatakse gaasikromatograaf-massispektromeetriks, mis kontrollis pinnast orgaaniliste molekulide suhtes.
Isegi ilma eluta leidsid teadlased, et nad leiavad Marsi pinnasest orgaanilisi materjale. Mittebioloogiliste protsesside käigus moodustunud orgaanilisi materjale leidub süsinikus meteoriitides ja osa neist meteoriitidest oleks pidanud langema Marsile. Nad olid üllatunud, et ei leidnud üldse midagi. Sel ajal peeti orgaaniliste molekulide leidmata jätmist suureks löögiks Marsi elu võimalikkusele.
NASA Phoenixi maandur avastas 2008. aastal selgituse, miks Viking ei tuvastanud orgaanilisi molekule. Kui leitakse, et Marsi pinnas sisaldab perkloraate. Hapnikku ja kloori sisaldavad perkloraadid on oksüdeerivad ained, mis võivad orgaanilisi materjale lagundada. Ehkki perkloraadid ja orgaanilised molekulid võisid Marsi pinnases eksisteerida koos, leidsid teadlased, et Vikingi analüüsi jaoks pinnase kuumutamine oleks perkloraadid hävitanud kõik selles sisalduvad orgaanilised materjalid. Marsi muld võib ju sisaldada orgaanilisi materjale.
NASA teatas 2014. aasta detsembris toimunud briifingul, et Curiosity Marsi roveri pardal olnud vahendil õnnestus Marsil esmakordselt tuvastada lihtsaid orgaanilisi molekule. Teadlaste arvates on võimalik, et tuvastatud molekulid võivad olla keerukamate orgaaniliste molekulide lagunemissaadused, mis lagunesid perkloraatide abil analüüsi käigus.
Maapealse elu keemiline koostis on juhendanud ka elu jälgede otsimist Marsi meteoriitides. 1996. aastal teatas Houstoni Johnsoni kosmosekeskuse David McKay juhitud uurijate meeskond tõenditest, et 1984. aastal Antarktikast Alan Hillsist leitud Marsi meteoriit sisaldas keemilisi ja füüsilisi tõendeid Marsi varasema elu kohta.
Sellest ajast peale on sarnaseid väiteid olnud ka teiste Marsi meteoriitide kohta. Kuid paljudele leidudele on pakutud mittebioloogilisi seletusi ja kogu teema on endiselt vaielnud. Meteoriidid pole seni andnud mõistliku kahtluseta maavälise elu olemasolu tõestamiseks vajalikke tõendeid.
Aristotelese järgi eelistavad enamik teadlasi elu määratleda pigem selle võimete kui koostise järgi. Teises osas uurime, kuidas on meie arusaam elu võimetest mõjutanud maavälise elu otsinguid.
Viited ja täiendav lugemine:
N. Atkinson (2009) Perkloraadid ja vesi loodusliku elukeskkonna jaoks Marsil, ajakiri Space.
S. A. Benner (2010), elu määratlemine, Astrobioloogia, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), Miks ma lakkasin muretamast elu määratluse pärast ... ja miks peaksite ka teie seda tegema, Sünteesi, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), Elu määratluste kaitsmine, Astrobioloogia, 15 (1) on-line postitatud enne avaldamist.
T. Reyes (2014) NASA Curiosity Rover tuvastab metaani, Organics on Mars, ajakiri Space.
S. Tirard, M. Morange ja A. Lazcano, (2010), Elu määratlus: Lühike ajalugu vaevalistest teaduslikest püüdlustest, Astrobioloogia, 10(10):1003-1009.
Kas Viking Marsi maandurid leidsid elu alustala? Puuduv tükk inspireerib pusle uut pilku. Science Daily tutvustatud teadusuuringud 5. september 2010
NASA rover leiab Marsilt aktiivse ja iidse orgaanilise keemia, California Tehnoloogiainstituudi reaktiivmootorite labor, News, 16. detsember 2014.
Europa: Elu koostisosad ?, Riiklik lennundus- ja kosmoseamet.
