Bildkredit: NASA
Saker verkar börja enkelt och blir mer komplexa. Livet är så. Och kanske ingenstans är denna uppfattning sannare än när vi undersöker livets ursprung. Föll de tidigaste livscyklarna i enskilda celler samman från organiska molekyler här på jorden? Eller är det möjligt att kosmiska vindar - som maskrosor som spårar över vårgräs - transporterar levande saker från världen till världen senare för att slå rot och blomstra? Och om detta är fallet, hur exakt förekommer en sådan "dia-spora"?
450 år före den vanliga eran föreslog den grekiska filosofen Anaxagoras i Ionia att allt levande kommer från vissa allestädes närvarande ”frö i livet”. Dagens uppfattning om sådana "frön" är mycket mer sofistikerad än någonting som Anaxagoras möjligen kunde föreställa sig - begränsad som han var till enkla observationer av levande saker som spirande växter och blommande träd, krypande och surrande insekter, lopande djur eller vandrande människor; nämn inte alltför naturfenomen som ljud, vind, regnbågar, jordbävningar, förmörkelser, sol och måne. Överraskande modernt i tankar kunde Anaxagoras bara gissa detaljerna ...
Cirka 2300 hundra år senare - under 1830-talet - bekräftade den svenska kemisten Jobs Jackob Berzelius att kolföreningar hittades i vissa meteoriter "fallna från himlen". Berzelius själv menade dock att dessa karbonater var föroreningar med ursprung i själva jorden - men hans konstaterande bidrog till teorier som föreslogs av senare tänkare inklusive läkaren H.E. Richter och fysiker Lord Kelvin.
Panspermia fick sin första verkliga behandling av Hermann von Helmholtz 1879, men det var en annan svensk kemist - Nobelprisvinnaren Svante Arrhenius 1903 - som populariserade begreppet liv som härstammar från rymden 1908. Kanske förvånande var den teorin baserad på uppfattningen att strålningstrycket från solen - och andra stjärnor - "blåste" mikrober omkring som små solseglar - och inte som ett resultat av att hitta kolföreningar i stenig meteorit.
Teorin om att enkla livsformer reser i ejecta från andra världar? inbäddat i sten som sprängs från planetytor genom påverkan av stora föremål - är grunden för ”litopanspermia”. Det finns många fördelar med den här hypotesen - enkla, hårda livsformer finns ofta i mineralavlagringar på jorden för att förbjuda platser. Världar - som våra egna eller Mars - sprängs ibland av asteroider och kometer som är tillräckligt stora för att slänga sten med hastigheter som överstiger utrymningshastigheter. Mineral i stenar kan skydda mikrober mot chock och strålning (förknippade med slagkratrar) såväl som hård strålning från solen när steniga meteorer rör sig genom rymden. De svåraste formerna av liv har också förmågan att överleva i kallt vakuum genom att gå in i stasis - reducera kemiska interaktioner till noll samtidigt som den biologiska strukturen upprätthålls tillräckligt för att senare tina upp och multiplicera i mer salubriska miljöer.
I själva verket finns nu flera exempel på sådan ejecta på jorden för vetenskaplig analys. Steniga meteorer kan inkludera några mycket sofistikerade former av organiska material (kolhaltiga kondriter har hittats som inkluderar amino- och karboxylsyror). Fossiliserade rester från Mars i synnerhet - även om de är föremål för olika icke-organiska tolkningar - är i besittning av institutioner som NASA. Teorin och praxis för ”litopanspermia” ser väldigt lovande ut - även om en sådan teori bara kan förklara var de enklaste livsformerna kommer från - och inte hur den härstod till att börja med.
I en artikel med titeln "Lithopanspermia in Star Forming Clusters", publicerad 29 april 2005, diskuterar kosmologerna Fred C. Adams från University of Michigan Center for Theoretical Physics och David Spergel, Institutionen för astrofysiska vetenskaper vid Princeton University, sannolikheten för kolhaltig kondritfördelning av mikrobiellt liv inom tidiga stjärnkluster. Enligt duon är chansen att biologiskt material sprider sig från ett system till ett annat ökat kraftigt ... på grund av systemens närhet och låga relativa hastigheter.
Enligt författarna har tidigare studier undersökt sannolikheten för att livbärande bergarter (vanligtvis överstiger 10 kg i vikt) spelar en roll i spridningen av liv inom isolerade planetariska system och fann att "oddsen för både meteroid och biologisk överföring är mycket låg." Men "oddsen för överföringsökning i mer trånga miljöer" och "Eftersom tidsskalan för planetbildning och den tid som unga stjärnor förväntas leva i födelsekluster är ungefär jämförbara, cirka 10 - 30 miljoner år, har skräp från planetbildning en god chans att överföras från ett solsystem till ett annat. ”
I slutändan avslutar Fred och David ”unga stjärnkluster ger ett effektivt sätt att överföra stenigt material från solsystem till solsystem. Om något system i födelseaggregatet stöder liv, kan många andra system i klustret fånga livbärande stenar. "
För att komma fram till denna slutsats utförde duon "en serie numeriska beräkningar för att uppskatta fördelningen av utkastningshastigheter för berg" baserat på storlek och massa. De betraktade också dynamiken i tidiga stjärnbildande grupper och kluster. Detta var viktigt för att hjälpa till att bestämma bergåtervinningsgraden av planeter i angränsande system. Slutligen var de tvungna att göra vissa antaganden om frekvensen av livskapslade material och överlevnad av livsformer inbäddade i dem. Allt detta ledde till en känsla av "det förväntade antalet framgångsrika litopanspermia-händelser per kluster."
Baserat på metoder som används för att komma fram till denna slutsats och tänka endast när det gäller nuvarande avstånd mellan solsystem, uppskattade duon sannolikheten för att Jorden har exporterat liv till andra system. Under livstidens ålder (cirka 4,0 Byr) uppskattar Fred och David att jorden har kastat ut cirka 40 miljarder livbärande stenar. Av de uppskattade 10 biostenarna per år kommer nästan 1 (0,9) att landa på en planet som är lämplig för ytterligare tillväxt och spridning.
De flesta kosmologer tenderar att ta itu med "hårdvetenskapliga frågor" om universums ursprung som helhet. Fred säger att "exobiologi är intressant intressant" för honom och att han och "David var sommarstudenter tillsammans i New York 1981" där de arbetade med "frågor relaterade till planetatmosfärer och klimat, frågor som ligger nära exobiologiska frågor." Fred säger också att han "tillbringar en hälsosam del av forskningstiden på problem förknippade med bildning av stjärnor och planeter." Fred erkänner Davids speciella roll när det gäller att tänka ”upp idén att titta på panspermia i kluster; när vi pratade om det blev det tydligt att vi hade alla pusselbitarna. Vi var tvungna att sätta ihop dem. ”
Denna tvärvetenskapliga inställning till kosmologi och exobiologi ledde också till att Fred och David tittade på frågan om litopanspermia mellan kluster själva. Återigen med metoder som utvecklats för att utforska spridningen av liv inom kluster, och senare tillämpas på exporten av liv från jorden själv till andra planeter som inte var solsystem, kunde Fred och David dra slutsatsen att ”en ung kluster är mer benägna att fånga livet från utsidan än att ge upphov till livet spontant. ” Och ”När fröet har fröats, tillhandahåller klustret en effektiv förstärkningsmekanism för att infektera andra medlemmar” i själva klustret.
I slutändan kan emellertid Fred och David inte svara på frågan om var och under vilka förhållanden de första fröna i livet tog form. I själva verket är de villiga att erkänna att "om livets spontana ursprung var tillräckligt vanligt, skulle det inte behövas någon panspermia-mekanism för att förklara livets närvaro."
Men enligt Fred och David, när livet en gång får fotfäste någonstans, lyckas det ta sig ganska lätt.
Skrivet av Jeff Barbour
