niedziela, 15 kwietnia 2012

O tym, jak niesporczaki i kleszcze zasiedlą kosmos

Kiedy mówimy o początkach życia na Ziemi i utkniemy w martwym punkcie, zawsze możemy podeprzeć się teorią panspermii, czyli pozaziemskiego pochodzenia życia. To taki nieładny wybieg, który niczego nie wyjaśnia, a jedynie pozwala nam przejść do rozważań nad ewolucją życia. Panspermia tylko przenosi nas w inne miejsce w Kosmosie, ale problemy powstania samoreplikujących się struktur organicznych pozostają nadal nierozwiązane. Mało tego, nie bardzo wiadomo, skąd to życie konkretnie miałoby przybyć do nas. Wobec braku perspektyw na jakąkolwiek kandydatkę - rodzicielkę życia, stwierdzono przewrotnie, że jedynym, znanym nam miejscem gdzie istnieje życie we Wszechświecie jest Ziemia, więc to ona będzie je rozsiewać. Taka odwrotna panspermia (Hara et al., 2012). Jak to możliwe?

Pomysł nie jest zupełnie nowy, ale tym razem Japończycy wyliczyli prawdopodobieństwo takiego zdarzenia. Oczywiście punktem wyjścia była 100% pewność, że życie znamy tylko na Ziemi, zatem stąd będzie wysyłane do innych planet. Żeby tam się dostało musi jednak pokonać przestrzeń międzyplanetarną, gdzie narażone będzie przede wszystkim na zabójcze promieniowanie kosmiczne. Gdy jednak wyposażymy nasze mikroorganizmy w jakąś osłonę, wtedy mogą się uchronić. Osłoną mogą być kilkucentymetrowe fragmenty skorupy ziemskiej wyrzucone w kosmos, czyli ziemskie meteory.
Krater Chicxulub na Jukatanie (rys. NASA)
Do takiej sytuacji może dojść podczas uderzenia w Ziemię dużej asteroidy, np. podobnej do tej, która przyczyniła się do wyginięcia dinozaurów pod koniec kredy, zostawiając nam krater Chicxulub na płw. Jukatan. Tę asteroidę Hara i in. (2012) wzięli do swoich obliczeń. Szacuje się, że miała ona ok. 10 km średnicy i ważyła biliony ton, więc wyrzuciła sporo materiału poza pole grawitacyjne Ziemi. Skrupulatni badacze wyliczyli, że w określonych warunkach na Europę - księżyc Jowisza mogło spaść 300 milionów kawałków skorupy Ziemi, a na Enceladus - księżyc Saturna 500 milionów! Oczywiście na Marsa i Księżyc jeszcze więcej.

Na tym nie koniec teorii odwróconej panspermii. Meteory wyrzucone z Ziemi mogły także opuścić Układ Słoneczny i dotrzeć do którejś z pobliskich gwiazd, np. Gliese 581, czerwonego karła oddalonego od nas o 20 lat świetlnych. Wokół tej gwiazdy istnieje ekosfera z planetą na której może występować woda w stanie płynnym. Hana z kolegami wyliczyli, że ok. 1000 meteorów mogło dolecieć do tej planety w ciągu miliona lat, więc życie przyniesione z Ziemi miało ponad 60 mln lat żeby dostosować się do tamtych warunków (lub nie).

To jeszcze nie koniec. Prawie równolegle z wyliczeniami Japończyków ukazały się artykuły o niezwykłych kleszczach (zresztą też z Japonii) oraz o jajach niesporczaków.
Kleszcz pospolity Ixodes ricinus (fot. Bartłomiej Bulicz CC-BY-SA)
Zacznę od kleszczy (Ishigaki et al., 2012). Kleszcze pozbierano w parku, po czym wsadzono pod mikroskop skaningowy i sfilmowano jak ruszały odnóżami. Potem wyjęto, włożono do pojemnika i one nadal żyły! Kleszcze przeżyły ciśnienie wysokiej próżni 0.0015 Pa oraz wiązkę elektronów, bodajże 1.5 kV (czyli taka sieć średniego napięcia)!. Warunki porównywalne z przestrzenią kosmiczną.
Dorosły niesporczak (fot. Goldstein lab - tardigrades CC-BY-SA)
A teraz niesporczaki (Tardigrada). To pierwsze zwierzaki które wystawiono za okno sondy kosmicznej, która przez 10 dni krążyła dokoła Ziemi. Przeżyły. Jednak w przeciwieństwie do kleszczy, niesporczaki wysuszono i krążyły wokół Ziemi jako mumie. Po powrocie, z powrotem je nawodniono i dopiero wtedy ożyły. Kleszcze cały czas były obserwowane na żywca .
Jaja niesporczaków. Po lewej mumia, po prawej nawodnione (skala 0.1 mm)
(fot.  Horikawa et al., 2012)
Jednak nie dano spokoju niesporczakom (znowu Japończycy, Horikawa et al., 2012). Zabrano się za ich jaja. Okazało się, że niesporczaki mają zdecydowanie 'twarde jaja' (ale po wysuszeniu). Ponad 70% takich pozbawionych wody jaj przetrwało temperaturę -320oF (-196oC) i +122oF (+50oC). Przetrwały też 1690 Gy promieniowania! Człowiek nie przeżyje nawet procenta takiej dawki w ciągu dnia.

Hara et al. (2012) postulują nawet ideę, że życie mogło przy pomocy meteorów przeskakiwać z jednych układów planetarnych do innych. Czyli jednak panspermia.. Autorzy wyliczają, że życie mogło powstać ok. 10 mld lat temu gdzieś w naszej Galaktyce, a potem we fragmentach meteorów włączonych w jądra komet podróżować w Kosmosie, by ostatecznie trafić na Ziemię jakieś 4.5 mld lat temu. Im dłużej o tym myślę, tym bardziej mnie to fascynuje. Nie zdziwiłbym się, gdyby któregoś dnia okazało się, że eksplozja kambryjska, czy fauna z Ediacara to też efekt panspermii ;)

Na koniec już, wypada wspomnieć, że najbardziej odporne na wszystko są bakterie. Potrafią przetrwać promieniowanie 5000 Gy. I to pewnie one towarzyszyć będą niesporczakom i kleszczom w opanowywaniu kosmosu.

Źródła:
Horikawa, D., Yamaguchi, A., Sakashita, T., Tanaka, D., Hamada, N., Yukuhiro, F., Kuwahara, H., Kunieda, T., Watanabe, M., Nakahara, Y., Wada, S., Funayama, T., Katagiri, C., Higashi, S., Yokobori, S., Kuwabara, M., Rothschild, L., Okuda, T., Hashimoto, H., & Kobayashi, Y. (2012). Tolerance of Anhydrobiotic Eggs of the Tardigrade to Extreme Environments Astrobiology DOI: 10.1089/ast.2011.0669

Ishigaki, Y., Nakamura, Y., Oikawa, Y., Yano, Y., Kuwabata, S., Nakagawa, H., Tomosugi, N., & Takegami, T. (2012). Observation of Live Ticks (Haemaphysalis flava) by Scanning Electron Microscopy under High Vacuum Pressure PLoS ONE, 7 (3) DOI: 10.1371/journal.pone.0032676

Tetsuya Hara, Kazuma Takagi, & Daigo Kajiura (2012). Transfer of Life-Bearing Meteorites from Earth to Other Planets Journal of Cosmology, 7(2010), 1731 arXiv: 1204.1719v1

Bardzo fajny wpis o kleszczu pod SEM na blogu Szescstopni

Zdjęcie w nagłówku: eviloars CC-BY-SA (flickr.com)

12 komentarze:

Nie ma sprawiedliwości na świecie, skoro akurat takie mało atrakcyjne stworzenia są takie odporne... :P

Trochę smutno, że to one będą nas reprezentować we Wszechświecie ;) Ale z drugiej strony to jest fascynujące, jak życie potrafi z uporem trzymać się... życia.

Fakt faktem - brzmi frapująco.
Jeśli chodzi o zakres mojej wiedzy to nic nie stoi na przeszkodzie aby życie powstało właśnie gdzieś poza planetami w obłoku materii organicznej i protoorganicznej. O ile wiem przeprowadzano eksperymenty z symulacjami "pierwotnej zupy oceanicznej" ale nie z "pierwotnym obłokiem kosmicznym"

Paulino - atrakcyjność jest pojęciem względnym.

Czyli jeśli kiedyś znajdziemy życie na jakiejś innej planecie to może być bardzo podobne do ziemskiego... Ciekawsze byłoby jednak życie w całkiem innej formie, np krzemowej :D

Z dywagacji na temat związków na których może opierać się życie na placu boju został tylko węgiel. Po pierwsze jest stosunkowo dużo we Wszechświecie, po drugie łatwo wchodzi w związki z innymi pierwiastkami. Krzem trudno łączy się z innymi pierwiastkami, a jeśli już mu się uda, to powstają związki bardzo trwałe, odporne na dalsze reakcje np. ditlenek krzemu SiO2 czyli kwarc.
Kiedyś Lem przewidział, że po epoce samoreplikujących się związków organicznych zacznie się epoka samoreplikujących się automatów, które stworzy człowiek. Kto wie, czy w ten sposób nie trzeba patrzeć na ewolucję zycia we Wszechświecie.
Ja zawsze w definicji życia, do samoreplikacji dodaję zdolność do ewolucji, ale to jest cecha determinująca życie, choć niekonieczna w sprzyjających warunkach (tzn. w myśl złotej zasady "nie chcem, ale muszem").

uważam, że Twój blog jest wspaniały i wiele się z niego uczę, więc z chęcią przekazuję Ci wyróżnienie w blogowej sztafecie :) więcej tutaj: http://ponadsiebie.blogspot.com/2012/04/zalegosci-blogowe-czyli-bardzo-wam.html

Jest mi niezwykle przyjemnie i szczerze dziękuję w imieniu swoim i kolegów, którzy tu czasami piszą! Już wielokrotnie podkręslałem, że największą nagrodą dla autora jest radość Czytelnika, a tu mam nagrodę podwójną, to i moja radość jest podwójna
Przyjmuję pałeczkę i muszę się zastanowić, jak podać ją dalej :)
Ale to chyba dopiero za tydzień, bo czeka mnie wyjazd.
Na koniec życzę dalszej miłej lektury i zasyłam pozdrowienia dla Twoich dwóch smyków!

Kiedyś oglądałam program o niesporczakach. Badacze je zamrażali, odmrażali i tak dalej a one nadal miały się świetnie. Ewenement :)

Jak ktos kiedyś zauważył, wszystko przeżyją, oprócz paznokcia (kleszcze) a niesporczaki, to już nie wiem sam, jak to będzie z tym paznokciem :-)

miałem takiego niesporczaka w garażu, co go powaliłem na plecy to ten wstawał, nie dawał za wygrane. TWARDZIEL!
Darowałem mu życie posyłając w trawę.

I znów zrobiło się bardzo miło! Dzięki :D

Prześlij komentarz

Szanowni Czytelnicy!
Zachęcam Was gorąco do komentowania wpisów na blogu i jednocześnie zachęcam równie gorąco do korzystania z tagów HTML, szczególnie przy wklejaniu linków do stron internetowych.

Oto kilka przykładów tagów HTML obsługiwanych przez bloggera:
link - a href=
wytłuszczenie - b
kursywa - i