https://frosthead.com

האם החיים הגיעו לכדור הארץ ממאדים?

אם ניתן לקחת את התופעות של מסע בין כוכבים, אזור 51, חייזרים קדומים או מלחמת העולמות כרמזים אנתרופולוגיים, האנושות נאכלת בסקרנות לגבי אפשרות החיים מעבר לכדור הארץ. האם כל אחד מ -4, 437 כוכבי הלכת החוץ-אוריים שהתגלו לאחרונה מכיל עקבות חיים? איך היו נראות צורות חיים אלה? איך הם יתפקדו? אם הם היו מגיעים לכדור הארץ, היינו חולקים חיבוקים עתיקי ET או שהביקור יהיה יותר בסגנון קרב בלוס אנג'לס ?

החיים מחוץ לכדור הארץ הולידו עניין אינסופי, אך נראה כי פחות עניין ציבורי ניתן לאופן בו החיים על כדור הארץ החלו לפני 3 עד 4 מיליארד שנים. אבל שני הנושאים, כך מסתבר, עשויים להיות יותר קשורים ממה שיכולים להאמין - למעשה, ייתכן שחיים על כדור הארץ התחילו באמת מחוץ לכדור הארץ, במאדים.

בכנס גולדשמידט השנה בפירנצה, סטיב בנר, ביופיזיקאי מולקולרי וביוכימאי ב"קרן להתפתחות מולקולרית יישומית ", יציג רעיון זה בפני קהל הגיאולוגים. הוא מודע היטב לכך שמחצית החדר יהיה מנוגד באופן מוחלט לרעיון שלו. "אנשים בטח יזרקו דברים", הוא צוחק ומרמז על התודעה של כמה רעיונותיו נשמעים מהעולם הזה. אבל יש בסיס מדעי לטענה שלו (PDF), סיבה הגיונית לכך שאולי החיים באמת החלו במאדים.

המדע טומן בחובו מספר פרדוקסים: אם יש מספר אינסופי של כוכבים בשמיים, מדוע שמי הלילה חשוכים? איך האור יכול לפעול כעל חלקיק וגם כגל? אם הצרפתים אוכלים כל כך הרבה גבינה וחמאה, מדוע שכיחות המחלה הכלילית בארצם כה נמוכה? מקורות החיים אינם שונים; גם הם מוכתבים על ידי שני פרדוקסים: פרדוקס הזפת, ופרדוקס המים. שניהם, לדברי בנר, מקשים על הסבר יצירת החיים על כדור הארץ. אבל אפשר לפתור את שניהם, הוא מציין, על ידי הצבת יצירת החיים על מאדים.

הראשון, פרדוקס הזפת, פשוט דיו להבנתו. "אם מכניסים אנרגיה לחומר אורגני זה הופך לאספלט ולא לחיים", מסביר בנר. ללא גישה להתפתחות הדרוויניסטית - כלומר, מבלי של מולקולות אורגניות יש הזדמנות להתרבות וליצור צאצאים אשר עצמם, מוטציות וכולן, ניתנים לשחזור - חומר אורגני שטבול באנרגיה (מאור שמש או מחום גיאותרמי) יהפוך לזפת. כדור הארץ הקדום היה מלא בחומרים אורגניים - שרשראות של פחמן, מימן וחנקן האמורים להיות אבני הבניין של החיים. בהתחשב בפרדוקס הזפת, חומרים אורגניים אלה היו צריכים להתפשט לאספלט. "השאלה היא, איך יתכן שהחומרים האורגניים בכדור הארץ הקדום הצליחו לזנק מגורלם האספלטי למשהו שיש לו גישה להתפתחות הדרוויניסטית? כי ברגע שזה קורה - יש להניח - שאתה יוצא למירוצים ואז אתה יכול לנהל את כל הסביבה שתרצה, "מסביר בנר.

הפרדוקס השני הוא מה שנקרא פרדוקס המים. פרדוקס המים קובע כי למרות שהחיים זקוקים למים, אם חומר אורגני יכול היה לברוח מגורלו האספלטי ולנוע לעבר האבולוציה הדרוויניסטית, אינך יכול להרכיב את אבני הבניין הדרושות בשיטפון של מים. אבני הבניין של החיים מתחילים בפולימרים גנטיים - ה- DNA הנגן הידוע וחברתה הפחות מפורסמת אך עדיין חכמה מאוד. מומחים מסכימים כי RNA היה ככל הנראה הפולימר הגנטי הראשון, בין היתר מכיוון שבעולם המודרני RNA ממלא תפקיד כה חשוב בייצור תרכובות אורגניות אחרות. "RNA הוא המפתח לריבוזום, וזה מה שעושה חלבונים. אין כמעט ספק כי RNA, שהיא מולקולה המעורבת בקטליזה, קמה לפני שקמו חלבונים ", מסביר בנר. הקושי הוא ש- RNA יתכנס לחלקים ארוכים - הנחוצים לגנטיקה - אינך יכול לקבל את ההרכבה במים . "רוב האנשים חושבים שמים חיוניים לחיים. מעט מאוד אנשים מבינים עד כמה מים מאכלים ", אומר בנר. עבור RNA, מים הם קורוזיביים ביותר - לא ניתן ליצור קשרים בתוך מים, מה שמונע יצירת גדילים ארוכים.

עם זאת, בנר אומר שאפשר לפתור פרדוקסים אלה בעזרת שתי קבוצות מינרלים חשובות מאוד. הראשון הם מינרלים בראטים. מינרלים בורטים - המכילים את היסוד בורון - מונעים מאבני הבניין של החיים להתפרק בזפת אם הם משולבים בתרכובות אורגניות. בורון, כאלמנט, מחפש אלקטרונים כדי להפוך את עצמו ליציב. הוא מוצא את אלה בחמצן ויחד החמצן והבורון יוצרים את המינרל בוראט. אבל אם בורון החמצן נמצא כבר נקשר לפחמימות, הפחמימות המקושרות לברון מהוות מולקולה אורגנית מורכבת מנוקדת בבוראט פחות עמידה בפני פירוק.

בורקס

גבישי בורקס, המכילים את האלמנט בורון. צילום דרך ויקיפדיה.

בקבוצת המינרלים השנייה שנכנסת לפעולה מעורבים כאלו המכילים מוליבדת, תרכובת המורכבת מוליבדן וחמצן. מוליבדן, המפורסם יותר בזכות קשריו הקונספירטיביים לקלאסיקה של מדריך דאגלס אדמס , מדריך טרמפיסטים לגלקסיה, מאשר לתכונותיו האחרות, מכריע מכיוון שהוא לוקח את הפחמימות שהבאראטים התייצבו, נקשר אליהם ומזרז תגובה שמגדילה אותם מחדש לריבוז: ה- R ב- RNA.

מה שמחזיר אותנו למאדים - עם זאת באופן מעגלי. גם בוראט וגם מוליבאט הם נדירים והיה נדיר במיוחד בכדור הארץ הקדום. המוליבדן במוליבדת מחומצן מאוד, כלומר הוא זקוק לאלקטרונים מחמצן או מיונים אחרים שזמינים לשלילה באופן נגיש כדי להשיג יציבות. אבל כדור הארץ הקדום היה נדיר מכדי לחמצן מכדי שיצר בקלות את המוליבד. בנוסף, כשחזר לפרדוקס המים, כדור הארץ הקדום היה ממש ממש מים - עם אדמות המהוות רק שניים עד שלושה אחוזים משטחו. בוראטים מסיסים במים - אם כדור הארץ הקדום היה כוכב לכת מוצף, כך מאמינים המדענים, היה קשה לאלמנט נדיר שכבר מדולל באוקיאנוס ענק למצוא מולקולות אורגניות חלשות להתקשר איתו. יתר על כן, מעמדו של כדור הארץ ככוכב לכת עם מים מקשה על התפתחות ה- RNA, מכיוון שתהליך זה לא יכול להתרחש במים בכוחות עצמו.

מושגים אלה הופכים פחות לעניין במאדים. למרות שבוודאי שהמים היו קיימים במאדים לפני 3 עד 4 מיליארד שנה, הם מעולם לא היו בשפע כמו על פני כדור הארץ, מה שיצר את האפשרות שמדבריות מאדים - מיקומים שבהם בוראט ומוליבדת יכלו להתרכז - יכלה לטפח היווצרות גדילים ארוכים של RNA . יתר על כן, לפני 4 מיליארד שנה האטמוספירה של מאדים הכילה הרבה יותר חמצן מזו של כדור הארץ. יתר על כן, ניתוח עדכני של מטאוריט מאדים מאשר כי בורון היה קיים בעבר במאדים.

וגם, לדעת בנר, גם מוליבדת הייתה שם. "רק כאשר מוליבדן מתחמצן מאוד הוא מסוגל להשפיע על חיי החיים המוקדמים", מסביר בנר. "מוליבדת לא יכול היה להיות זמין בכדור הארץ ברגע שהחיים התחילו לראשונה, מכיוון שלפני שלושה מיליארד שנה היו פני האדמה מעט מאוד חמצן, אך מאדים כן עשו זאת."

בנר מאמין כי גורמים אלה מרמזים כי החיים מקורם במאדים, שכנתנו הקרובה ביותר בחלל המצוידת בכל החומרים הנכונים. אבל החיים לא התקיימו שם. "כמובן שמאדים התייבש. תהליך הייבוש היה חשוב מאוד לחיים שמקורם בחיים, אך לא מקיים ", מסביר בנר. במקום זאת, מטאור יצטרך לפגוע במאדים ולהקרין חומרים לחלל - ובסופו של דבר החומרים האלה, כולל אבני בניין מסוימים של החיים, היו עשויים להגיע לכדור הארץ.

האם השינוי הפתאומי בסביבה היה קשה מכדי שאבני הבניין הנמרצות יוכלו לשרוד? בנר לא חושב כך. "בואו נגיד שהחיים מתחילים במאדים, ונעשים מאושרים מאוד בסביבה המאדים", מסביר בנר. "מטאור בא לפגוע במאדים, וההשפעה פולטת סלעים שעליהם יושב קודמו. ואז אתה נוחת על כדור הארץ, ומגלה שיש הרבה מים שהתייחסת אליהם כאל יסוד נדיר. האם היא תמצא את הסביבה נאותה? זה בהחלט העריך את קיומם של מספיק מים שהם לא היו צריכים לדאוג. "

אז, סליחה ליל וויין, נראה שהגיע הזמן לוותר על טענתך לסלע הרביעי מהשמש. כפי שברנר מציין, "נראה כי העדויות בונות על כך שכולנו למעשה מאדים."

האם החיים הגיעו לכדור הארץ ממאדים?