Duboko ispod površine oceana, u potpunoj tami i bez trunke kisika, mikrobi opstaju u uvjetima koji bi za većinu života na Zemlji bili smrtonosni. No upravo ti ekstremni organizmi mogli bi biti ključ za razumijevanje kako bi izgledao život na drugim svjetovima. Američki mikrobiolog James Holden sa Sveučilišta Massachusetts vodi istraživanje koje bi moglo pomoći u odgovoru na pitanje koje znanost progoni desetljećima: kako izgledaju izvanzemaljci?
Vreli izvori na dnu oceana kao ogledalo za drugačiji svijet
NASA je angažirala profesora Holdena, stručnjaka za ekstremofile – mikroorganizme koji preživljavaju u ekstremnim uvjetima – da prouči kako bi takvi oblici života mogli izgledati na ledenim mjesecima poput Europe, jednog od Jupiterovih prirodnih satelita.
“Na temelju onoga što znamo o vlastitom planetu, vjerujemo da Europa ima uvjete koji bi mogli podržavati život”, rekao je Holden.
Europa se već godinama smatra jednim od najozbiljnijih kandidata za izvanzemaljski život u Sunčevu sustavu. Ispod njezine guste ledene kore vjerojatno se nalazi golemi tekući ocean, zagrijavan iznutra zbog jakih gravitacijskih sila koje na nju djeluje Jupiter. Znanstvenici vjeruju da se na dnu tog oceana nalaze hidrotermalni izvori – pukotine u tlu iz kojih izbija vruća voda bogata kemijskim spojevima.
Na Zemlji takvi hidrotermalni otvori vrve životom, unatoč tome što su potpuno odsječeni od sunčeve svjetlosti. Umjesto fotosinteze, mikroorganizmi se ondje oslanjaju na proces koji se zove kemosinteza – koristeći spojeve poput vodika, sumpora i željeza za stvaranje energije.
Zašto izgledaju kao mi? Jer žive u istim paklenim uvjetima
Za razliku od popularnih predodžbi o zelenim humanoidima ili bićima s velikim crnim očima, znanstvena je pretpostavka znatno skromnija: ako izvanzemaljski život postoji, najvjerojatnije je mikrobiološki i ekstremno prilagodljiv.
“Vjerujemo da bi život na Europi, ako postoji, mogao izgledati poput naših mikroorganizama iz hidrotermalnih izvora”, kaže Holden.
Do sada još nijedna sonda nije zaronila ispod ledene kore Europe.
NASA-ina sonda Europa Clipper lansirana je u listopadu 2024. i trenutno putuje prema Jupiterovu sustavu, s očekivanim dolaskom do Europe 2030. godine. Njezina misija uključuje više desetaka preleta iznad površine mjeseca kako bi prikupila podatke o debljini ledene kore, mogućim gejzirima i magnetskom polju koje može otkriti prisutnost oceana ispod površine.
Dok čekamo dolazak sonde, Holden i njegov tim u laboratoriju nastavljaju simulirati uvjete s dna oceana kako bi pokušali predvidjeti kako bi izvanzemaljski mikrobi mogli izgledati, funkcionirati i preživljavati u takvom okruženju.
Laboratorijski svemir za mikroskopske “izvanzemaljce”
U svom laboratoriju na Sveučilištu Massachusetts, Holden i njegovi suradnici izgradili su hermetički zatvoreni sustav koji oponaša dubokomorske uvjete: potpuni mrak, visoki tlak, nedostatak kisika i prisutnost ključnih kemikalija. Mikroorganizmi s dna oceana izloženi su upravo takvom okolišu kako bi se pratilo njihovo ponašanje i načini na koje proizvode energiju.
“Još od 1988. istražujem dubokomorske vulkane”, kaže Holden. “Koristimo podmornice – ponekad s posadom, ponekad robotske – kako bismo zaronili i do 1.600 metara dubine, prikupili uzorke i donijeli ih u laboratorij.”
Ti mikroorganizmi proizvode energiju razgradnjom molekula vodika pomoću enzima poznatih kao hidrogenaze. Holden je otkrio da različiti oblici tih enzima funkcioniraju na različite načine, ovisno o vrsti stanice, što može dovesti do vrlo raznolikih metaboličkih puteva. A ako je kemija života drugačija na Europi, vjerojatno su i tamošnji organizmi fiziološki drugačiji.
“Naše istraživanje usmjereno je na to kako različiti kemijski procesi oblikuju fiziologiju organizma”, objašnjava Holden.
Kemija određuje biologiju – i to vrijedi i za druge svjetove
Na Zemlji su elementi poput sumpora, ugljika i željeza iznimno učinkoviti u vezivanju s vodikom, prihvaćajući njegove elektrone kako bi stvorili energiju. No još uvijek nije jasno kako ti procesi točno funkcioniraju u biološkom smislu, osobito kada količine vodika u okolišu znatno variraju.
Takva pitanja postaju još složenija kada se pokušaju primijeniti na drukčije svjetove. Ocean ispod ledene kore Europe mogao bi imati sasvim drugačiji kemijski sastav od Zemljinih mora. Ako mikrobi ondje doista postoje, moguće je da se oslanjaju na potpuno drugačije metaboličke puteve, što bi im moglo dati neobične ili neočekivane fizičke osobine.
“Razlike u kemijskim procesima mogle bi stvoriti sasvim drukčije vrste mikroba nego što ih poznajemo”, ističe Holden.
Što ćemo zapravo tražiti kada jednom stignemo?
Iako će Europa Clipper pružiti presudne podatke o uvjetima ispod ledene kore, pravi znanstveni proboj dogodit će se tek kada neka buduća misija uspije probiti taj ledeni sloj i zaroniti u ocean ispod njega. Do tada, Holdenovo istraživanje pomaže odrediti što točno tražiti: koje kemijske tragove, koje metaboličke procese, koje signale života koji možda ne nalikuje ničemu poznatom.
“Ako jednom dobijemo priliku ući u taj ocean, morat ćemo znati prepoznati život koji se ne ponaša kao naš”, kaže Holden. “Zato proučavamo mikrobe koji žive u tami, pod tlakom, bez kisika, hraneći se kemijom samog planeta.”
Znanstvenici još ne znaju kako će izgledati prva bića koja otkrijemo izvan Zemlje. No sve je više onih koji vjeruju da će, kada ih konačno pronađemo, biti mnogo manje čudna – i mnogo više poznata – nego što očekujemo.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
