Marslakók leszármazottai vagyunk?

Akik mindent kibírnak

A Földön kívüli élet kutatásának komoly lendületet adott az extremofil mikrobák felfedezése a bolygónkon. Ezeknek az extrém életformáknak rendkívüli a tűrőképességük: aktív életfolyamatokat végeznek –20 és +113 Celsius-fokos hőmérsékleti tartományban, elviselik a 0-13 közötti pH-t, némelyikőjük megél telített sóoldatban és kibírja az emberre halálos sugárdózis sokszorosát. Mikrobák élnek több kilométer mélyen a földfelszín alatt, a kőzetek repedéseiben, napfénytől és oxigéntől elzárva, vagy az Antarktiszon, a permafrosztban, azaz az örökké fagyott talajban is.

Az élőlények ötletes módszerekkel védekeznek a kellemetlen viszonyok ellen, például elveszítik víztartalmuk jelentős részét, sporuláció révén inaktív állapotba kerülnek vagy minimálisra csökkentik aktivitásukat, és szinte csak a szervezetükben lassan bekövetkező leépülés javítására fordítanak energiát. Tetszhalott állapotban kibírnak több millió évet, sőt tízmillió éves kőzetekből is sikerült már életképes baktériumot kinyerni.

Vegykonyha a csillagokban és körülöttük

Bárhol is alakuljon ki élet, ahhoz a periódusos rendszer elemeinek jelentős része szükséges. Az elemek három fő színtéren keletkeznek:

– a legkönnyebbek (hidrogén, hélium, lítium) az ősrobbanás után néhány perccel születtek;

– a nehezebbeket, a vasig bezárólag, a magfúzió hozza létre a csillagok belsejében, majd a nagy tömegű napok élete végén bekövetkező szupernóva-robbanások során létrejönnek a legnehezebb, instabil magok;

– néhány új elem a csillagközi anyagban is kialakul: a kozmikus sugárzás révén, a gyors atommagok összeütközésekor, lítium, berillium és bór keletkezik.

Az elemek a csillagok által folyamatosan kibocsátott anyagáramlás (az úgynevezett csillagszél), illetve a szupernóva-robbanások, vagy a csendesebb burokledobások során repülnek széjjel a világűrben, utóbbi esetben keletkeznek az planetáris ködök.

A csillagközi tér vegykonyhája változatos, a ködök különböző részeiben más-más kémiai reakciók zajlanak. A vízmolekulákat tartalmazó jégszemcsékben az ultraibolya sugárzás hatására szerves anyag is képződik. Eddig több mint százötven különféle szerves molekulát – köztük glicin aminosavat – azonosítottak a csillagközi felhőkben.

Az anyag ott fejlődhet tovább, ahol sok szerves molekula található, és rendelkezésre áll energia, valamint folyékony közeg is, amelyben a molekulák mozoghatnak, találkozhatnak egymással. Azok a bolygók, ahol nincs annyira hideg, hogy a víz megfagyjon, ilyen laboratóriumot biztosítanak. Ma már nem csak a mi Napunk körül keringő planétákat ismerjük, hiszen a Naprendszeren kívül az elmúlt 10-15 év során közel 450 exobolygót fedeztek fel.

A Földre az értékes molekulák jelentős része a világűrből érkezett, meteoritokban hullott a felszínre. Mindezek nyomán zajlott a prebiotikus (az élet keletkezését megelőző) kémiai fejlődés bolygónkon – majd végül megszületett LUCA (Last Universal Common Ancestor), a legutolsó (avagy legkorábbi) egyetemes közös ős, minden földi élőlény elődje.

Hol lehet élet a Naprendszerben?

Az élet kereséséhez a Naprendszerben általában a folyékony víz adja a vezérfonalat: jelenléte megfelelő nyomás- és hőmérséklet-viszonyokra utal, és nyoma gyakran a távolból is tanulmányozható – noha jelenléte önmagában még nem feltétlenül jelent életet. Emellett a szerves anyag az a fontos tényező, amelyet keresni érdemes. A Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán sűrű nitrogénlégkörében például akár aminosavak is keletkezhetnek. Itt a nap ultraibolya sugárzása miatt összetett kémiai reakciók zajlanak, és szerves szmogréteg alakul ki, amiből összetett molekulák szállingóznak a felszínre.

Életre esélyes égitest a Jupiter Európa nevű holdja is, amelyen 10-20 kilométeres jégpáncél alatt 50-100 km vastag folyékony vízóceán van. Az óceán fenekén lévő vulkánokból felfelé áramló meleg víz néhol megolvasztja a jégpáncélt.

Fő célpont: a Mars

Földünkre a Naprendszerben legjobban a vörös bolygó hasonlít, még akkor is, ha átlaghőmérséklete mínusz 60 Celsius-fok, a légnyomás pedig olyan kicsi, mint a Föld felszíne felett 40–50 kilométer magasan, így a Nap ultraibolya sugarai perzselik a felszínt. Ugyanakkor az idős vízfolyásnyomok, valamint a melegebb, neutrális kémhatású közegre utaló, elmállott agyagásványok alapján valószínű, hogy egykor kellemesebb lehetett az éghajlat. Emellett több marsi meteoritban olyan jelekre bukkantak, amelyek esetleg ősi élőlények után maradtak vissza – de ez az állítás még messze nem bizonyított.

Az egykori élet lehetőségét a szakemberek idős üledékekben, korábban vizes környezetek nyomaiban keresik, de egyelőre csak a Mars néhány pontján szálltak le és végeztek helyszíni vizsgálatot az űrszondák. Az eredmények arra utalnak, hogy egykor elterjedt lehetett a víz a Marson, mára azonban száraz és fagyos sivataggá vált. A jelenlegi viszonyok kellemetlenek: a felszín kémiailag agresszív, erős oxidánsok – köztük hiperoxid, perklorát – és egyéb kemikáliák bontják le gyorsan a szerves anyagot. Egyetlen kísérlet adott olyan, sajnos korántsem egyértelmű eredményt, amely akár mai élőlények aktivitásával is magyarázható – más vizsgálat még nyomokban sem utalt élettevékenységre.

Mindazonáltal az extrém viszonyok közepette ma is van vízjég a felszínen, amely talán tavasszal, átmenetileg megolvadhat, és mikroszkopikusan vékony réteget formáz a talajszemcsék körül. A víz visszatartásában különböző sók is közreműködhetnek, amelyek a folyékony fázis fagyáspontját –20 Celsius-fok alá csökkenthetik. Az erős felszíni sugárzás ellen pedig védelmet nyújthatna akár néhány milliméter vékony kőzetréteg is, ami elég fényt enged át a fotoszintézishez. Elvben tehát nem lehetetlen a marsi élet napjainkban sem – de ügyes módszereket kellene használniuk a mikrobáknak. Ha egykor kialakult a bolygón az élet, annak bőséges lehetősége nyílt arra, hogy alkalmazkodjon a romló körülményekhez. A földinél jóval nagyobb populációt érintett a változás – így ez lényegesen több alkalmazkodási mód megjelenését eredményezhette.

Hazai kutatások

A Hungarian Automated Telescope (HATNet) amerikai-magyar távcsőhálózat eddig 11 exobolygót fedezett fel. Exobolygókkal is kapcsolatos a Magyar Asztroszeizmológiai Csoport munkája, és ilyen témával foglalkozó kutatócsoportot vezet a Lendület programtól tavaly nyert támogatás révén dr. Kiss László, az MTA Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet igazgatóhelyettese. A Szegedi Tudományegyetemen és a Szegedi Csillagvizsgálóban, valamint az ELTE Csillagászati Tanszékén is folyik a kutatómunka. A szerves anyagok világűrbeli ultraibolya sugárzásra adott reakcióját tanulmányozzák az MTA–SE Biofizikai Kutatólaboratóriumában.

A marsi élet lehetőségével foglalkozik a Collegium Budapest Mars Asztrobiológiai Kutatócsoportja az Európai Űrügynökség és a Magyar Űrkutatási Iroda támogatásával. Vizsgálják, hol fordulhat elő víz a bolygón, modellszámításokat és elméleti okfejtéseket végeznek a helyi viszonyokkal kapcsolatban, és extrém földi életformákat, főleg az úgynevezett kriptobiotikus kéregben lévő cianobaktériumokat elemeznek. Ezek a mikroorganizmusok forró és hideg sivatagos helyszíneken, néhány milliméterrel a felszín alatt élnek, s a kutatócsoport az innen származó minták segítségével próbálja feltárni túlélési stratégiáikat.

A magyarok által kidolgozott modell szerint a Marson tavasszal, az erősödő napsugárzás hatására vékony vízréteg keletkezik az ásványi szemcsék körül, az úgynevezett sötét dűnefoltokban. Az esetleg itt található élőlények számára 1-2 mm vékony kőzetborítás már UV-védelmet biztosíthat – képzeletbeli „marslakóink” tehát a felszín alatt élnek. Víz felvételére éjszaka, metabolikus aktivitásra („emésztésre”) a nappali „melegben” van lehetőségük. Ha pedig az esetleges marsi mikrobák ügyesebbek a földieknék, nappali vízvisszatartással és egyéb trükkökkel összekapcsolhatják a vizes és a meleg időszakot.

Vándorolhat-e az élet az űrben?

A „pánspóra” és „pánspermia” elméletek szerint az élőlények – például egy nagy meteor-becsapódás vagy a bolygó mágneses tere segítségével – kijuthatnak a világűrbe is. Az egyszerű lények tetszhalott állapotban, rövid idő alatt nem szenvednek el akkora sugárterhelést az űrben, hogy elveszítsék életképességüket – a túlélés esélyét egy kis kődarab is növelheti, ha annak belsejében repülnek ki. Ha egy másik bolygón landolnak, és azt is túlélik, akár el is szaporodhatnak. Néhány elméleti számítás alapján a „földet érés” túlélhető, a mesterséges meteoritokkal végzett kísérletek biztatóak – de még nem adtak végső választ.

Ha egyszer életet találunk a Marson, vagy annak idős nyomát, felmerülhet a kérdés, érkezhettek-e marsi mikrobák a Földre. A vörös bolygó kisebb tömege miatt gyorsabban lehűlt, és előbb jelent meg rajta a folyékony víz, mint a Földön – ha pedig az élet is korábban alakult ki rajta, s meteoritokkal a Földre juthatott, eltöprenghetünk azon, kik is a marslakók…

Kereszturi Ákos

Collegium Budapest, Mars Asztrobiológiai Kutatócsoport