Antarktis isark. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
Pamela Conrad, en astrobiolog med NASA: s Jet Propulsion Laboratory, har rest till jordens ändar för att studera livet. Conrad dök nyligen upp i James Camerons 3-D-dokumentär ”Aliens of the Deep”, där hon och flera andra forskare undersökte konstiga varelser som bebor havsbotten.
Den 16 juni 2005 höll Conrad en föreläsning med titeln "Ett bipolärt år: vad vi kan lära oss om att leta efter liv på andra planeter genom att arbeta i kalla öknar."
I del 1 av detta redigerade transkript beskriver Conrad vilken typ av tecken vi kan leta efter för att se om det finns liv i en främmande miljö.
"De senaste tre åren har jag varit engagerad i ett projekt med flera av mina kollegor som tar oss till varma och kalla öknar. Vi vill observera livets signaturer och se om vi kan se skillnaden mellan platser där livet är och där livet inte är. Anledningen till att vi går till öknar är att minska antalet förvirrande variabler som introduceras av alla slags liv. I grund och botten vill vi inte skrapa bort hunden för att hitta bakterierna i smuts.
Det senaste året var vi privilegierade att åka till både Arktis och Antarktis. Så detta är mitt bipolära år, och det vi gjorde där är relevant för utforskning av rymden eftersom förhållandena på andra planets yta är mycket hårda, som en öken.
Vi tittar på stenar för att om livet hade varit och redan försvunnit - med andra ord, det är dött, eller så är det så dött att det har fossiliserats och förändrats - så kan du hitta det i rockposten.
För att upptäcka livet var som helst måste du kunna undersöka miljön och hitta mätbara ledtrådar. Om det inte är något du kan definiera i mätbara termer är det inte vetenskap. Så per definition är vi så kallade ute i kylan.
En av utmaningarna är att komma med mätbara termer som du kan definiera livet på. Villkoren måste vara universella nog för att inte missa livet på en annan planet, om det var till skillnad från det liv vi har här. Vi har en provuppsättning av en: biosfären på jorden. Vi försöker använda den kunskap vi har om livet här för att komma fram till dessa termer, och därför försöker vi tänka på livet i de mest allmänna beskrivande termer vi kan.
Vi letar efter livet på platser som är bostäder; platser som kan stödja livet. Men bana är svårt att definiera, eftersom vi bara har en vag uppfattning om vad som gör en miljö beboelig. På NASA är vi väldigt stora på att leta efter vatten som en av faseterna för bebishet.
Vatten är lika viktigt för livet i öknen som för oss. Efter ett nytt snöfall, när stenar värms upp och smälter isen, ser du en blom av cyanobakterier på bergets yta. Ändå kan de upprätthålla en minimal existens när det inte finns mycket nederbörd.
En anledning till att ämnesomsättningen måste avta på vintern på Antarktis beror på att vattnet är i en fast fas och det är inte tillgängligt. Levande saker kan bara använda is när det smälter och blir ett bra lösningsmedel. Att använda is är som att använda ett mineral i kristallfasen - när det är i fast form måste du använda lite energi för att bustra upp dessa bindningar för att göra något med det. Det finns organismer i Antarktis som har frostskyddsformer av molekyler i dem, fiskar som har molekyler som kallas glykoproteiner. När det bildas en iskristall i fisken, tar molekylen tag i iskristallen när den börjar växa och låter den inte växa i den riktning som den energiskt lättast odlas. Eftersom den inte kan växa ger iskristallen upp spöket och förvandlas tillbaka till vatten.
Förutom vatten tror vi att vissa typer av kemiska element är viktiga för livet på andra håll. Livet på jorden är gjord av kol och väte och fosfor och några andra viktiga saker, och vi behöver syret i luften. Men det finns mikrober på jorden som andas metall, och de bryr sig inte om syre.
Så vanan är verkligen beboelig i betraktarens ögon. När du definierar det måste du tänka på den bredaste uppsättningen av termer du kan för att omfatta alla slags liv du kanske kan föreställa dig. Den ultimata bedömningen av om en plats är beboelig är naturligtvis att se om den är bebodd.
Du ställer en uppsättning frågor om du vill veta, "Kan jag ställa in hushållning här?" Du kanske ställer en annan uppsättning frågor om du vill veta, "Är någon hemma?" Men i hjärtat av allt, oavsett om du vill bo där eller bara se om någon är hem, måste du veta något om grannskapet. Du måste fortfarande göra alla experiment som berättar om de geofysiska, mineralogiska och atmosfäriska egenskaperna på planeten. Om du letar efter livet måste du ha en uppfattning om vilken typ av saker du försöker stödja med den miljön.
Vattnet flödade ut för cirka 5 miljoner år sedan, från en serie sprickor, känd som Cerberus Fossae, i en katastrofisk översvämning och samlades i ett område 800 x 900 km och var ursprungligen i genomsnitt 45 meter djup. Klicka på bilden för större bild. Kredit: ESA / Mars Express
Så vad skulle kunna utgöra bevis? Om du vill säga att något har bevisats måste du uppnå en viss konsensusnivå i det vetenskapliga samfundet, annars kommer dina kamrater att riva dig i små bitar i litteraturen. Naturligtvis finns det aldrig en fullständig konsensus: det är därför vi otäcka forskare kämpar oändligt med varandra. Men vi måste åtminstone komma med termer. Vi kan komma överens om eller hålla med varandras teorier, men vi måste komma överens om villkoren och mätningarna.
Så vilken typ av mätningar kan vi göra om vi letade efter livet? Ser en planet annorlunda ut om livet har varit där? Om du till exempel går in i mitt kök efter att jag har ätit, kan du se en tallrik eller en smula. Det är en aning om att jag var där. Det finns ledtrådar på planetenivå också. En biomarkör - en ledtråd som säger att livet var där - kan vara allt som producerades av livet. Ledtråden kan vara kemiska, eftersom kemikalier utgör allt. Jag är en säck med kemikalier, precis som det här podiet är en säck med kemikalier. Bara vilka kemikalier det finns, och i vilken proportion till varandra, och hur de är arrangerade i 3D, är det som skiljer mig från detta. Det är ett enkelt sätt att urskilja kategorier av saker.
Chiralitet är också en biomarkör. Vad kiralitet betyder är att vissa molekyler är spegelbilder av varandra, och de levande molekylerna tenderar att vara en viss räckvidd. När det gäller aminosyror, som är beståndsdelarna i proteinerna som utgör liv, använder levande saker att använda vänsterhänt form. Och när det gäller sockerarter, gillar levande saker att använda högerhänt form. Det finns undantag från dessa, men det är ett allmänt fall.
Isotoper kan också vara en biomarkör. Vissa molekyler har olika isotopiska smaker, där vissa är något tyngre än andra. Levande saker som den lättare sorten, förmodligen för att det är energiskt billigare att bearbeta.
Komplexa polymerer kan också vara biomarkörer. Naturligtvis är plast en komplex polymer. Återigen gjorde vi plasten. Så hela denna skillnad mellan naturligt och onaturligt - om människor gjorde det är det fortfarande biogen. Så tänk på det. Min bil är en biosignatur. Vilken typ är jag inte säker på.
Om du ska definiera livet i mätbara termer, skulle jag vilja hålla det riktigt enkelt. Du kan definiera livet utifrån vad det är gjort av, eller så kan du definiera livet med vad det gör. Jag gillar att definiera livet utifrån vad det är gjort av, för så fort du säger ordet "gör", pratar du om en process. En process är något som händer genom tiden. Då måste du ta reda på vad provtagningshastigheten ska vara. Hur ofta ska du titta och hur lång tid ska hela experimentet ta? En process är lite mer problematisk eftersom det tar tid, och du kan ha fel om hur ofta du ska titta eller hur länge du ska leta efter.
Processer - att göra saker, reproducera eller utvecklas - kan ske över olika tidsskalor. Så om du bara tittar på processer och du har två som är väldigt olika i deras tidsskalor kommer du inte att kunna göra samma experiment för att titta på dem båda. Så jag gillar att titta på livet i termer av vad det är. För att inte säga att vi inte kunde lägga till lite processbaserat grejer, men när du tittar på vad livet är blir det enkelt riktigt snabbt. Det är unik kemi, någon form av proportionella kemikalier, ordnade på något sätt, och det "arrangerade på något sätt" är vad jag kallar struktur.
Om jag letade efter liv på en annan planet eller en måne, skulle jag leta efter platser där intressant kemi kunde hända, så att den ultimata utvecklingen av den kemin kunde skapa ett levande system. Jag skulle tänka på platser som Europa, som har ett hav under isen. Jag skulle tänka på andra platser där det finns is, som kometer. Jag skulle tänka på Titan, Saturnus måne. Jag skulle tänka på alla de platser där intressant kemi inträffar, eftersom kemi är smart. Du kan få alla typer av intressanta molekyler.
Originalkälla: NASA Astrobiology
