Panspermia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Ilustrácia panspermie - kométa prináša bakteriálny život z vesmíru na Zem

Panspermia je hypotéza, že život sa šíri kozmickým priestorom prostredníctvom rôznych fyzikálnych dejov - hviezdneho vetra, meteoroidov a podobne. Nepriaznivé podmienky prežíva vo forme spór alebo vďaka schopnostiam extrémofilných organizmov a pri dopade na nejakú planétu sa v priaznivých podmienkach pokúša uchytiť. Samotné slovo panspermia vychádza z gréckeho πάν (pan, „všetko“) a σπέρμα (sperma, „semeno“).

Veľmi podobnou, ale odlišnou ideou je exogenéza (grésky: ἔξω (exo, „vonkajšok“) a γένεσις (genezis „počiatok“)), ktorá tvrdí, že život bol na Zem prinesený z vesmíru.

Hypotéza panspermie je v súčasnosti vo fáze intenzívneho výskumu.

História[upraviť | upraviť kód]

Prvé úvahy na túto tému sa dajú nájsť okolo roku 450 pr. n. l. u gréckeho filozofa Anaxagorasa. V pozmenenej podobe sa hypotéza opäť objavila v 19. storočí (Berzelius, Kelvin, von Helmholtz) a na začiatku 20. storočia ju do hĺbky rozpracoval švédsky chemik a fyzik Svante Arrhenius. Jej aktívnymi zástancami v 20. storočí boli sir Fred Hoyle a Chandra Wickramasinghe, ktorí sa domnievali, že život z vesmíru je pôvodcom niektorých epidémií, nových chorôb, ale aj genetických noviniek podporujúcich makroevolúciu.[1] Podobne aj vedci Carl Sagan, Francis Crick a Leslie Orgel považovali za možné, že život sa na Zem dostal z vesmíru zámerným konaním vyspelej mimozemskej civilizácie.[2] Posledne ju podporil tiež fyzik Stephen Hawking: „Život sa mohol šíriť z planéty na planétu alebo z hviezdneho systému do hviezdneho systému dopravovaný na meteoroch“.[3]

Predpokladané mechanizmy[upraviť | upraviť kód]

Jedným z prírodných mechanizmov transportu života sú meteoroidy, ktoré ho prenášajú na svojom povrchu. Bolo zistené, že viaceré meteority, ktoré dopadli na Zem pochádzajú z hmoty Marsu.[4] Ďalšími prirodzenými mechanizmami prenosu sú hviezdny vietor (radiačný tlak) a plazmoidy. Panspermia umožnená ľudskou činnosťou prebieha prostredníctvom kozmických sond, preto boli zavedené prísne pravidlá pre sterilizačné procedúry vesmírnych sond, prípadne zastarané výskumné sondy sú zničené mimo planétu, ktorú chceme ochrániť pred kontamináciou.[5] [6] [7]

An image of the bacterium B. subtilis, one of the organisms found to survive the expected pressures of a major impact event.
The bacteria B. subtilis.

Experimentálne overovanie[upraviť | upraviť kód]

Extrémofilné organizmy[upraviť | upraviť kód]

Zvyčajne ide o jednobunkovce, ktorých výraznou odlišnosťou od iných organizmov je, že dokážu žiť v extrémnych podmienkach - napríklad nízke či vysoké pH, vysoký obsah soli, vysoké či nízke teploty, vysoký tlak, vysoká radiácia atď. Sú však známe aj extrémofilné mnohobunkové organizmy, napríklad pomalky.[8] Bolo uskutočnených aj niekoľko experimentov, ktoré testovali ich schopnosť prežiť v kozmickom priestore a zvládnuť medziplanetárny transport.[9]

Spóry[upraviť | upraviť kód]

Niektoré organizmy na Zemi dokážu prežiť nepriaznivé obdobie vďaka rôznym biochemickým mechanizmom. Napríklad baktérie utvárajú spóry a v takomto stave sú schopné odolávať podobným extrémnym podmienkam ako extrémofilné organizmy. Keď nastanú priaznivé podmienky, dochádza ku germinácii - spóra umožní vznik rodičovskej formy organizmu.[10] Vzhľadom na ich schopnosť prežívať v takomto odolnom stave veľmi dlhú dobu a predsa si zachovať životaschopnosť sú práve ony považované za jedného z najlepších kandidátov na panspermiu.

Potenciálne obývateľné miesta[upraviť | upraviť kód]

Život po dopade na povrch potrebuje na svoj rozmach vhodné podporné podmienky. Posledné výskumy naznačujú, že napríklad mesiac Európa planéty Jupiter má pravdepodobne podpovrchový oceán kvapalnej vody, kde by sa mohol rozvinúť život.[11] Už dlhšiu dobu sa vedie intenzívny výskum, či by prostredie Marsu mohlo poskytnúť vhodné podmienky pre život.[12] Skúmaniu a hľadaniu obývateľných zón vo vesmíre sa intenzívne venuje NASA.[13]

Mimozemský život[upraviť | upraviť kód]

{Hlavný článok|Fermiho paradox}

V súčasnosti jediné známe kozmické teleso, na ktorom je rozvinutý život je planéta Zem. Napriek intenzívnemu výskumu a hľadaniu mimozemských civilizácií sa zatiaľ nepodarilo získať jednoznačne presvedčivé dôkazy ich existencie a to ani klasickými metódami ani v rámci projektu SETI. Ich početnosť je možné odhadnúť pomocou Drakeovej rovnice, ale výsledné čísla sú veľmi závislé od vstupných hodnôt a rôznych predpokladov. Vo vedeckej komunite je široké spektrum názorov na túto otázku. Niektorí vedci tvrdia, že jednoduchý život môže byť vo vesmíre pomerne rozšírený, ale komplexný život si podľa nich vyžaduje natoľko zložité podporné podmienky, že ho je vo vesmíre veľmi málo (pozri Hypotéza zriedkavej Zeme). Iní vedci sa domnievajú, že rozvinutý mimozemský život sa nám podarí objaviť napríklad na Marse alebo iných telesách.

Konkrétne nálezy a experimenty[upraviť | upraviť kód]

V súčasnosti existuje niekoľko pozorovaní, ktoré podporujú myšlienku panspermie:[14]

  • slnečný vietor je schopný unášať drobné častice (veľkosti niekoľko mikrónov) v rámci celej slnečnej sústavy a snáď aj ďalej
  • tenká vrstvička grafitu môže výrazne chrániť mikroorganizmy pred škodlivým ultrafialovým žiarením v kozme
  • mikroorganizmy môžu „cestovať“ vesmírom na povrchu skál vymrštených zo Zeme napríklad dopadom veľkého meteoritu (prípadne nechtiac byť prenesené na povrchu našich výskumných družíc[15])
  • pomocou balónov boli zachytené v pozemskej atmosfére mikroorganizmy vo výškach približne 9 km až 40 km[16]

Preto bolo uskutočnených aj niekoľko experimentov, ktoré mali za úlohu otestovať schopnosť rôznych organizmov prežiť v extrémnych podmienkach kozmu. Z nich najúspešnejší bol pravdepodobne Foton-M3, ktorý s určitosťou preukázal, že niektoré baktérie, spóry, lišajníky a dokonca pomalky sú schopné zvládnuť kruté podmienky kozmického priestoru i pristátie na planéte.[17] [18]

Typy panspermie[upraviť | upraviť kód]

Prirodzená panspermia[upraviť | upraviť kód]

Berie do úvahy len prírodné procesy fungovania panspermie. Prenos mikroorganizmov do kozmického priestoru je možný niekoľkými spôsobmi. Pravdepodobne najčastejšie sa to stáva na povrchu skál vymrštených dopadom veľkého telesa a to najmä z planét s menšou gravitáciou alebo riedkou atmosférou.[19] Predpokladá sa, mesačné a marťanské meteority dopadnuté na Zem mali práve takúto príčinu vzniku.[20] maným je plazmoid - súdržná čiastočka plazmy a magnetického poľa.[21] Ďalší transport života sa môže uskutočňovať buď formou meteoroidov alebo tlakom hviezdneho vetra. Dopad na ďalšie telesá, ktoré prípadne ponúkajú priaznivé podmienky na rozvinutie života je spôsobený buď priamou kolíziou alebo ich gravitačným poľom.

Pseudo-panspermia[upraviť | upraviť kód]

Niekedy sa nazýva aj „slabá panspermia“ alebo „molekulárna panspermia“ a tvrdí, že prebiotické stavebné bloky života vzniknuté vo vesmíre boli neskôr rozšírené na povrch planét a tam podporili vznik živých organizmov.[22] Už od 70-tych rokov 20. storočia bolo známe, že medzihviezdny prach obsahuje veľké množstvo organických molekúl, ktoré v ňom vytvára ionizácia, kozmické žiarenie a vzájomné interakcie.[23] Viaceré štúdie potvrdili prítomnosť rôznych organických molekúl na povrchu meteoritov alebo komét,"'Life chemical' detected in comet". NASA (BBC News). http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8208307.stm[24]

Náhodná panspermiaExperimentálny výskum jasne dokazuje schopnosť viacerých organizmov prežiť extrémne podmienky v kozmickom prostredí. Nejde len o mikrobiálny život ale aj o mnohobunkové živočíchy napríklad pomalky.[25] Analýzy povrchu našich kozmických sond vysielaných do vesmíru potvrdili, že na ich povrchu sa nachádzajú pozemské extrémofilné organizmy.[26] Najnovšie štúdie dokonca objavili množstvo mikróbov priamo v sterilných miestnostiach využívaných NASA na montáž kozmických sond a to aj napriek prísnym sterilizačným pravidlám.[27] Viacerí vedci sa preto oprávnene domnievajú, že ľudstvo už v uplynulých desaťročiach kozmického výskumu mohlo nechtiac rozšíriť pozemský život do okolitého vesmírneho priestoru a aj na blízke kozmické telesá.[28] [29] T. Gold, profesor astronómie predložil hypotézu „kozmické smeti“, kde uvažoval, že život na Zemi mohol začať z kontajnera odpadových produktov pochádzajúcich od mimozemskej civilizácie, ktorý nechtiac dopadol na Zem.[30]

Riadená panspermia[upraviť | upraviť kód]

Jej najznámejšími zástancami boli astronóm Carl Sagan, Francis Crick (spoluobjaviteľ štruktúry DNA) a chemik Leslie Orgel.[31] [32] Tvrdili, že zárodky života mohli byť na Zem zámerne rozšírené vyspelou mimozemskou civilizáciou. V súčasnosti sa uvažuje, že podobnú aktivitu by bolo schopné vyvinúť aj ľudstvo a tak pozemským životom osídliť iné kozmické telesá.[33] Kapsule vyslané do vesmíru by mohli obsahovať mikróby a extrémofilné organizmy.

Pravdepodobnosť dosiahnutia cieľovej oblasti sa dá vypočítať z nasledovnej rovnice:

Syntaktická analýza (parsing) neúspešná (syntaktická chyba): {\displaystyle P(cieľ) = \frac{A(cieľ)}{\pi (dy)^2} = \frac{a r(cieľ)^2 v^2}{(tp)^2 d^4}}

kde A(cieľ) je prierez cieľovej oblasti, „dy“ je neurčitosť pozície dopadu, „a“ je konštanta závislá od mierky, „r“ je polomer cieľovej oblasti, „v“ je rýchlosť sondy, „tp“ je cieľová presnosť (arcsec/rok) a „d“ je vzdialenosť k cieľu.

So súčasnými technológiami je možné osiať napríklad hviezdu Beta Pictoris, ktorá je vzdialená cca 63 svetelných rokov dávkou mikróbov vážiacou 4,5 gramu. So vzrastajúcou vzdialenosťou cieľa rastie aj počet potrebných mikróbov a hmotnosť kapsuly.[34]

Referencie[upraviť | upraviť kód]

  1. Fred Hoyle, Chandra Wickramasinghe and John Watson, Viruses from Space and Related Matters, University College Cardiff Press, 1986.
  2. Crick, F. H.; Orgel, L. E. (1973). "Directed Panspermia". Icarus 19: 341–348.
  3. Weaver, Rheyanne (April 7, 2009). "Ruminations on other worlds". http://www.statepress.com/archive/node/5745
  4. Treiman, A.H.; et al. (October 2000). "The SNC meteorites are from Mars". Planetary and Space Science 48 (12–14): 1213–1230. http://dx.doi.org/10.1016%2FS0032-0633(00)00105-7
  5. National Academy of Sciences Space Studies Board, Preventing the Forward Contamination of Europa, National Academy Press, Washington (DC), June 29, 2000. http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=9895&page=3
  6. Studies Focus On Spacecraft Sterilization. http://www.aero.org/news/newsitems/sterilization073001.html
  7. European Space Agency: Dry heat sterilisation process to high temperatures. http://www.esa.int/esaMI/Aurora/SEMBJG9ATME_0.html
  8. What is an Extremophile? http://serc.carleton.edu/microbelife/extreme/extremophiles.html
  9. Foton-M3 experiments return to Earth. http://www.esa.int/esaCP/SEMFVO6H07F_index_0.html
  10. Spore FAQ. Aerobiology Research Laboratory. http://www.pollenplus.com/spores/faq.php
  11. Schulze-Makuch, Dirk; and Irwin, Louis N. (2001). "Alternative Energy Sources Could Support Life on Europa" (PDF). Departments of Geological and Biological Sciences, University of Texas at El Paso. http://web.archive.org/web/20060703033956/http://www.geo.utep.edu/pub/dirksm/geobiowater/pdf/EOS27March2001.pdf
  12. NASA Finds Possible Signs of Flowing Water on Mars. http://www.voanews.com/english/news/science-technology/NASA-Finds-Possible-Signs-of-Flowing-Water-on-Mars-126807133.html
  13. Goal 1: Understand the nature and distribution of habitable environments in the Universe. http://astrobiology.arc.nasa.gov/roadmap/g1.html#o1-1
  14. Astrophysicist, Hugh Ross, Ph.D., Predicts in 1988, That Life will be found on Mars. http://crystalradioparts.net/rich/creation/mars.htm
  15. Worms survived Columbia disaster. http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/2992123.stm
  16. Discovery of New Microorganisms in the Stratosphere. http://www.physorg.com/news156626262.html
  17. de La Torre Noetzel, Rosa. Experiment lithopanspermia: test of interplanetary transfer and re-entry process of epi- and endolithic microbial communities in the FOTON-M3 Mission. http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..660D
  18. Survival of bacteria exposed to extreme acceleration: implications for panspermiaEarth and Planetary Science Letters 189 (2001) 1-8 http://academics.skidmore.edu/blogs/bi-378-s11-hchen/files/2011/04/sdarticle.pdf
  19. Life's Rocky Road Between Worlds, Space Daily. http://www.spacedaily.com/news/life-01r.html
  20. James N. Head, H. Jay Melosh, and Boris A. Ivanov, JN; Melosh, HJ; Ivanov, BA (2002). "High-speed ejecta from small craters". Science 298 (5599): 1752–1756. http://dx.doi.org/10.1126%2Fscience.1077483
  21. Dehel, T. (2006-07-23). "Uplift and Outflow of Bacterial Ďalším pravdepodobným mechanizmom, ale zatiaľ dôkladnejšie nepreskúSpores via Electric Field". 36th COSPAR Scientific Assembly. Held 16 - 23 July 2006 (Adsabs.harvard.edu) 36: 1. http://arxiv.org/abs/hep-ph/0612311
  22. Klyce, Brig (2001). "Panspermia Asks New Questions". http://www.panspermia.org/oseti.htm
  23. Dalgarno, A. (2006). "The galactic cosmic ray ionization rate". Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (33): 12269–73. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1567869
  24. Chow, Denise (26 October 2011). "Discovery: Cosmic Dust Contains Organic Matter from Stars". Space.com. http://www.space.com/13401-cosmic-star-dust-complex-organic-compounds.html
  25. de La Torre Noetzel, Rosa. Experiment lithopanspermia: test of interplanetary transfer and re-entry process of epi- and endolithic microbial communities in the FOTON-M3 Mission. http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..660D
  26. David, Leonard (2 May 2011). "Moon Microbe Mystery Finally Solved". http://www.space.com/11536-moon-microbe-mystery-solved-apollo-12.html
  27. In NASA’s Sterile Areas, Plenty of Robust Bacteria. New York Times, 9. October 2007. http://www.nytimes.com/2007/10/09/science/09clea.html?ref=science
  28. Hugh Ross, "Life on Mars as Proof of Evolution?" Facts & Faith, 2:3 (1988), pp.1-2.
  29. de La Torre Noetzel, Rosa. Experiment lithopanspermia: test of interplanetary transfer and re-entry process of epi- and endolithic microbial communities in the FOTON-M3 Mission. http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..660D
  30. Gold, T. "Cosmic Garbage," Air Force and Space Digest, 65 (May 1960)
  31. Shklovskii, I. S.; Sagan, C. (1966). Intelligent life in the universe. New York: Dell.
  32. Crick, F. H.; Orgel, L. E. (1973). "Directed Panspermia". Icarus 19: 341–348.
  33. Mautner, Michael N. (2010). "Seeding the universe with life: Securing our cosmological future". Journal of Cosmology 5: 982–994.
  34. Mautner, Michael N.. "Directed panspermia. 3. Strategies and motivation for seeding star-forming clouds". J. British Interplanetary Soc. 50: 93–102.

Pozri aj[upraviť | upraviť kód]

Literatúra[upraviť | upraviť kód]

  • Peter Ward and Donald Brownlee, Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. New York: Springer, 2000

Externé linky[upraviť | upraviť kód]