Znanstvenici pronašli novi način kako tražiti život na Marsu i Europi

Potraga za životom izvan Zemlje možda se neće svoditi samo na pitanje jesu li na nekom planetu ili mjesecu pronađene organske molekule. Novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature Astronomy pokazuje da bi važniji trag mogao biti skriven u načinu na koji su te molekule raspoređene.

Znanstvenici su analizirali aminokiseline i masne kiseline u biološkim i nebiološkim uzorcima te otkrili prepoznatljive statističke obrasce koji razdvajaju kemiju živih sustava od kemije nastale bez života. Takav pristup mogao bi biti posebno važan za buduće misije na Mars, Europu, Encelad i druge svjetove na kojima se traže tragovi organske kemije.

Sama molekula više nije dovoljna

Desetljećima se potraga za izvanzemaljskim životom oslanjala na naizgled jednostavno pitanje: koje molekule treba tražiti? Aminokiseline, masne kiseline i drugi organski spojevi prirodno su se našli u središtu te potrage jer su važni za život kakav poznajemo na Zemlji.

No taj pristup ima ozbiljno ograničenje. Organske molekule nisu automatski dokaz života.

Aminokiseline su pronađene u meteoritima, a slični spojevi mogu nastati i u laboratorijskim pokusima koji oponašaju uvjete u svemiru. Drugim riječima, kemija može proizvesti neke od “životnih” sastojaka i bez biologije. Ako buduća misija na Marsu ili Europi otkrije organske molekule, to samo po sebi neće biti dovoljno za zaključak da je ondje postojao život.

Zato se novo istraživanje ne usredotočuje samo na pitanje što je pronađeno, nego kako je pronađeno. Važan trag nije nužno u pojedinoj molekuli, nego u širem obrascu koji se pojavljuje među molekulama.

Fabian Klenner, docent planetarnih znanosti na Sveučilištu Kalifornije u Riversideu i suautor studije, kaže da život ne proizvodi samo molekule. Prema njemu, život proizvodi i organizacijski princip koji se može prepoznati statističkom analizom.

Skriveni red među organskim spojevima

Istraživački tim analizirao je približno 100 postojećih skupova podataka. U njima su uspoređeni uzorci iz mikroba, tla, fosila, meteorita, asteroida i laboratorijski dobivenih materijala nastalih nebiološkim procesima.

U središtu analize bile su dvije skupine spojeva: aminokiseline i masne kiseline.

Kod aminokiselina se pokazalo da su biološki uzorci dosljedno raznolikiji i ravnomjernije raspoređeni od abiotičkih uzoraka, odnosno uzoraka koji nisu nastali djelovanjem života. Kod masnih kiselina obrazac je bio obrnut. Masne kiseline nastale nebiološkim procesima bile su ravnomjernije raspoređene od onih koje su povezane s biološkim procesima.

Upravo ta razlika čini metodu zanimljivom. Istraživači nisu tražili jednu posebnu molekulu koja bi sama po sebi “dokazivala” život. Umjesto toga, tražili su statistički potpis, odnosno način na koji se skup molekula ponaša kao cjelina.

Takav pristup mogao bi biti posebno koristan u astrobiologiji, gdje su podaci često ograničeni, a pogrešno tumačenje može imati goleme posljedice.

Astrobiologija je forenzika svemira

Gideon Yoffe, postdoktorski istraživač na Weizmannovu institutu za znanost u Izraelu i prvi autor studije, opisuje astrobiologiju kao forenzičku znanost. Istraživači pokušavaju iz nepotpunih tragova zaključiti koji su procesi oblikovali neki uzorak.

To je osobito teško u svemirskim misijama. Letjelice koje istražuju druge svjetove nose ograničen broj instrumenata, a uzorci i podaci do kojih dolaze često su maleni, neizravni ili kemijski složeni. Misije su skupe i rijetke, pa znanstvenici iz svakog mjerenja moraju izvući što više pouzdanih informacija.

Metoda opisana u novoj studiji zato je zanimljiva jer se ne oslanja na jedan poseban instrument. Autori smatraju da bi se njihov statistički okvir mogao primijeniti na podatke kakve već prikupljaju postojeće i planirane svemirske misije.

Ideja dolazi iz ekologije. Ekolozi raznolikost živog svijeta često mjere kroz dva svojstva: broj prisutnih vrsta i njihovu ravnomjernu zastupljenost u okolišu. Yoffe je takve metrike koristio u radu sa složenim podacima, uključujući istraživanja drevnih ljudskih kultura. Sada je isti način razmišljanja primijenjen na organsku kemiju.

Umjesto vrsta u ekosustavu, istraživači su promatrali molekule u uzorku.

Biološki trag može preživjeti milijune godina

Najzanimljiviji dio istraživanja nije samo razlika između živih i neživih procesa. Metoda je pokazala da biološki materijali tvore niz od dobro očuvanih do znatno izmijenjenih uzoraka.

Drugim riječima, statistički potpis života ne nestaje nužno čim se biološki materijal razgradi. Čak i oštećeni ili vrlo stari uzorci mogu zadržati trag unutarnjeg reda koji je oblikovala biologija.

U studiji su, primjerice, analizirane fosilizirane ljuske jaja dinosaura. Iako je riječ o drevnom i izmijenjenom materijalu, u njemu su i dalje bili prepoznatljivi statistički tragovi povezani s biološkim podrijetlom.

To je važno za Mars i ledene mjesece vanjskog Sunčevog sustava. Ako je ondje život ikada postojao, njegovi tragovi možda nisu svježi, jasni ni kemijski netaknuti. Mogli bi biti djelomično razgrađeni, izmijenjeni zračenjem, promijenjeni geološkim procesima ili skriveni u složenoj mješavini organskih spojeva.

U takvom scenariju potraga za pojedinom molekulom mogla bi biti preslaba. Potraga za obrascem mogla bi dati dodatni sloj dokaza.

Novi alat, ne konačan dokaz

Autori studije jasno naglašavaju da nijedna metoda sama po sebi neće biti dovoljna za tvrdnju da je pronađen život izvan Zemlje. Takva bi tvrdnja morala počivati na više neovisnih dokaza, uz pažljivo tumačenje geološkog i kemijskog okoliša u kojem su podaci prikupljeni.

No nova metoda mogla bi postati važan dio tog procesa. Ako buduće misije na Marsu, Europi ili Enceladu pronađu organske molekule, znanstvenici će morati odgovoriti na teže pitanje: jesu li one nastale nebiološkom kemijom ili su dio nekog dubljeg biološkog traga?

Statistički red među molekulama mogao bi pomoći u toj procjeni.

To ne znači da će jedna analiza riješiti pitanje života u svemiru. Ali znači da znanstvenici dobivaju novi način čitanja organskih podataka. U potrazi u kojoj sama prisutnost organskih spojeva više nije dovoljna, raspored tih spojeva mogao bi postati jedan od najvažnijih tragova.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.