Dünya dışı yaşam Dünya’daki hayata hiç benzemeyebilir; astrobiyologlar karmaşık sistemlerin nasıl evrimleştiğine dair bir çerçeve arıyorlar

Evrende biyolojinin oluşmasına dair tek bir örneğimiz var: Dünya’daki yaşam. Peki ya yaşam başka şekillerde de oluşabiliyorsa? Uzaylı yaşamının neye benzeyebileceğini bilmediğinizde, uzaylı yaşamını nasıl ararsınız?

Bu sorular kafa karıştırıyor astrobiyologlarDünya’nın ötesinde yaşam arayan bilim insanları. Astrobiyologlar, hem Dünya’da hem de ötesinde karmaşık fiziksel ve biyolojik sistemlerin ortaya çıkışını yöneten evrensel kurallar bulmaya çalıştılar.

ben bir astronom kimin var kapsamlı bir şekilde yazılmış Astrobiyoloji hakkında. Araştırmam sonucunda, tek hücrelerin büyük organizmalara göre daha kolay oluşabilmesi nedeniyle, dünya dışı yaşamın en bol formunun muhtemelen mikrobiyal olduğunu öğrendim. Ama dışarıda gelişmiş uzaylı yaşamı olması ihtimaline karşı, ben uluslararası yayındayım danışma konseyi bu medeniyetlere gönderilecek mesajları tasarlayan grup için.

Dünya dışındaki yaşamı tespit etmek

O zamandan beri ilk keşif 1995 yılında bir dış gezegenin 5.000’den fazla ötegezegenveya diğer yıldızların etrafında dönen gezegenler bulundu.

Bu ötegezegenlerin birçoğu Dünya gibi küçük ve kayalıktır. yaşanabilir bölgeler onların yıldızlarından. Yaşanabilir bölge, bir gezegenin yüzeyi ile yörüngesinde döndüğü yıldız arasındaki, gezegenin sıvı suya sahip olmasına ve dolayısıyla Dünya’da bildiğimiz yaşamı desteklemesine olanak tanıyan mesafe aralığıdır.

Şu ana kadar tespit edilen ötegezegen örnekleri 300 milyon potansiyel biyolojik deney galaksimizde – veya dış gezegenler ve aylar gibi diğer cisimler de dahil olmak üzere, biyolojinin ortaya çıkması için uygun koşulların bulunduğu 300 milyon yerde.

Araştırmacılar için belirsizlik yaşamın tanımıyla başlıyor. Hayatı tanımlamak kolay olmalı gibi geliyor, çünkü ister uçan bir kuş olsun, ister bir su damlasında hareket eden bir mikrop olsun, hayatı gördüğümüzde anlarız. Ancak bilim adamları bir tanım üzerinde anlaşamıyorlarBazıları kapsamlı bir tanımın mümkün olmayabileceğini düşünüyor.

NASA yaşamı tanımlar “Darwinci evrimi gerçekleştirebilecek, kendi kendini sürdürebilen bir kimyasal reaksiyon” olarak. Bu, çevrelerine uyum sağlayarak gelişen, karmaşık bir kimyasal sisteme sahip organizmalar anlamına gelir. Darwinci evrim, bir organizmanın hayatta kalmasının şunlara bağlı olduğunu söylüyor: uygunluğu kendi ortamında.

Dünya üzerindeki yaşamın evrimi milyarlarca yıl boyunca tek hücreli organizmalardan büyük hayvanlara ve insanlar dahil diğer türlere doğru ilerlemiştir.

Dış gezegenler uzaktır ve ana yıldızlarından yüz milyonlarca kat daha sönüktür, dolayısıyla onları incelemek zordur. Gökbilimciler Dünya benzeri ötegezegenlerin atmosferlerini ve yüzeylerini aşağıdaki yöntemlerle inceleyebilirler: spektroskopi adı verilen bir yöntem aramak yaşamın kimyasal imzaları.

Spektroskopi tespit edebilir oksijenin imzası Mavi-yeşil algler adı verilen mikropların birkaç milyar yıl önce Dünya’da fotosentezle yarattığı bir gezegenin atmosferinde veya klorofil imzalarıbitki yaşamını gösterir.

NASA’nın yaşam tanımı bazı önemli ama cevaplanmamış sorular. Darwinci evrim evrensel midir? Hangi kimyasal reaksiyonlar Dünya dışında biyolojiye yol açabilir?

Evrim ve karmaşıklık

Mantar sporundan mavi balinaya kadar dünyadaki tüm yaşam, mikrobiyal bir organizmadan evrimleşmiştir. son ortak ata yaklaşık 4 milyar yıl önce.

Dünyadaki tüm canlı organizmalarda aynı kimyasal süreçler görülür ve bu süreçler evrensel olabilir. Onlar da olabilir radikal biçimde farklı başka yerde.

Ekim 2024’te bir farklı bilim adamlarından oluşan bir grup bir araya geldi evrim konusunda kalıpların dışında düşünmek. Bir adım geri çekilip evrende düzeni (biyolojik olsun ya da olmasın) ne tür süreçlerin yarattığını araştırmak ve Dünya’daki yaşamdan tamamen farklı olan yaşamın ortaya çıkışını nasıl inceleyeceklerini çözmek istediler.

Mevcut iki araştırmacı, bazı konfigürasyonların diğerlerinden daha iyi devam etmesine izin veren ortamlarda karmaşık kimyasal veya mineral sistemlerinin, Daha fazla miktarda bilgiyi depolamak için gelişmek. Zaman geçtikçe sistem daha çeşitli ve karmaşık hale gelecek ve bir tür doğal seçilim yoluyla hayatta kalmak için gerekli işlevleri kazanacak.

Çok çeşitli fiziksel sistemlerin evrimini tanımlayacak bir yasanın olabileceğini öne sürdüler. Doğal seçilim yoluyla biyolojik evrim, bu daha geniş yasanın yalnızca bir örneği olabilir.

Biyolojide, bilgi Toplu olarak bir organizmanın genomunu oluşturan ve organizmanın neye benzediğini ve nasıl çalıştığını belirleyen bir DNA molekülü üzerindeki nükleotid dizisinde saklanan talimatları ifade eder.

Eğer tanımlarsan bilgi teorisi açısından karmaşıklıkDoğal seçilim, çevresi hakkında daha fazla bilgi depoladığı için genomun daha karmaşık büyümesine neden olacaktır.

Karmaşıklık ölçümünde yararlı olabilir. hayatla cansızlık arasındaki sınır.

Ancak hayvanların mikroplardan daha karmaşık olduğu sonucuna varmak yanlıştır. Biyolojik bilgi genom boyutu arttıkça artar, ancak evrimsel bilgi yoğunluğu damla. Evrimsel bilgi yoğunluğu, genom içindeki fonksiyonel genlerin oranı veya toplam genetik materyalin çevreye uygunluğu ifade eden kısmıdır.

Bakteriler gibi insanların ilkel olarak kabul ettiği organizmalar, yüksek bilgi yoğunluğuna sahip genomlara sahiptir ve bu nedenle daha iyi tasarlanmış görünmek bitki veya hayvanların genomlarından daha fazladır.

A evrensel yaşam teorisi hala anlaşılması zor. Böyle bir teori, karmaşıklık ve bilgi depolama kavramlarını içerecektir ancak DNA’ya veya karasal biyolojide bulduğumuz belirli hücre türlerine bağlı olmayacaktır.

Dünya dışı yaşam arayışına ilişkin çıkarımlar

Araştırmacılar araştırdı alternatifler karasal biyokimyaya. Bakterilerden insanlara kadar bilinen tüm canlı organizmalar su içerir ve bu bir çözücüdür. Dünyadaki yaşam için gerekli. Çözücü, yaşamın ortaya çıkabileceği kimyasal reaksiyonları kolaylaştıran sıvı bir ortamdır. Ancak yaşam potansiyel olarak diğer çözücülerden de ortaya çıkabilir.

Astrobiyologlar Willam Bains ve Sara Seager yaşamla ilişkili olabilecek binlerce molekülü keşfettik. Makul çözücüler sülfürik asit, amonyak, sıvı karbondioksit ve hatta sıvı kükürt içerir.

Uzaylı yaşamı olmayabilir karbon bazlıtüm yaşamın temel moleküllerinin omurgasını oluşturur – en azından burada, Dünya’da. Hatta olmayabilir bir gezegene ihtiyacım var hayatta kalmak için.

Yabancı gezegenlerdeki gelişmiş yaşam biçimleri öyle olabilir tanınmamaları garip. Astrobiyologlar Dünya dışındaki yaşamı tespit etmeye çalışırken yaratıcı olmaları gerekecek.

Bir strateji ölçmektir maden imzaları ötegezegenlerin kayalık yüzeylerinde Mineral çeşitliliği karasal biyolojik evrimi takip ediyor. Yaşam Dünya’da geliştikçe dış iskeletler ve yaşam alanları için mineraller kullanıp yarattı. Yaşamın ilk oluştuğu dönemde mevcut olan 100 mineral, bugün yaklaşık 5.000’e çıkmıştır.

Örneğin zirkonlar, yaşamın başlangıcından önceki zamana kadar uzanan basit silikat kristalleridir. Avustralya’da bulunan bir zirkon bilinen en eski parça Dünya’nın kabuğundan. Ancak diğer mineraller gibi apatitKompleks bir kalsiyum fosfat minerali olan biyoloji tarafından yaratılmıştır. Apatit kemiklerin, dişlerin ve balık pullarının ana maddesidir.

Dünyadakinden farklı olarak yaşam bulmanın bir başka stratejisi de, yapay ışıklar veya atmosferdeki endüstriyel kirletici nitrojen dioksit gibi bir uygarlığın kanıtlarını tespit etmektir. Bunlar, adı verilen akıllı yaşamın izleyicilerinin örnekleridir. teknoimzalar.

Nasıl ve ne zaman olacağı belli değil ilk tespit Dünya’nın ötesinde yaşam gerçekleşecek. Güneş sistemi içinde, ötegezegenlerin atmosferlerini koklayarak ya da uzak bir uygarlıktan gelen yapay radyo sinyallerini tespit ederek olabilir.

Arama bir virajlı yolbasit bir yol değil. Ve bu bildiğimiz hayat için geçerli; bilmediğimiz hayat için ise tüm bahisler geçersiz.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okuyun orijinal makale.