Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Usuwanie śladów życia w laboratorium pomaga naukowcom z NASA badać jego pochodzenie

Usuwanie śladów życia w laboratorium pomaga naukowcom z NASA badać jego pochodzenie

W laboratorium JPL Origins and Habitability Laboratory naukowcy używają zamkniętej komory do przeprowadzania eksperymentów beztlenowych w celu odtworzenia chemii wczesnej Ziemi. Na zdjęciu od lewej współprzewodnicząca laboratorium Laurie Barge oraz badaczki Jessica Weber i Laura Rodriguez. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Wyspecjalizowane laboratorium JPL usuwa chemiczny wpływ współczesnych organizmów, dzięki czemu naukowcy mogą badać chemię, która mogła dać początek życiu.

W Laboratorium Origins and Habitability w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA można znaleźć naukowca w probówce – konkretnie w uproszczonej symulacji wczesnej Ziemi. Odtwarzając warunki, jakie panowały na naszej planecie prawie 4 miliardy lat temu, naukowcy mogą zawęzić zakres możliwych reakcji chemicznych, które mogły wówczas zajść – w tym tych, które mogły mieć kluczowe znaczenie dla powstania tu życia, lub które mogą wskazywać na istnienie życia w innym świecie.

W zeszłym roku naukowcy z Laboratorium Origins and Habitat JPL przeprowadzili symulację chemii wczesnej Ziemi i przeprowadzili kluczową reakcję chemiczną związaną z metabolizmem, procesem, w którym żywe istoty przekształcają paliwo (takie jak światło słoneczne lub żywność) w energię. Czy pierwsze formy życia na Ziemi wytwarzały energię w takich samych reakcjach chemicznych, jakich używają żywe organizmy dzisiaj?

Pierwszym krokiem do odpowiedzi na to pytanie jest sprawdzenie, czy takie reakcje były możliwe nawet na wczesnej Ziemi. U istot żywych takie reakcje zachodzą tylko w błonie (takiej jak ściana ochronna żywej komórki), co jest tylko jednym z powodów, dla których pozostaje otwarte pytanie, czy i jak te reakcje mogły zajść przed powstaniem życia.

Praca laboratorium należy do dyscypliny znanej jako astrobiologia: badanie pochodzenia, ewolucji, rozmieszczenia i przyszłości życia we wszechświecie. Wszystkie wątki są ze sobą powiązane, więc próba zrozumienia, jak powstało życie na Ziemi, pomoże naukowcom także w poszukiwaniu życia gdzie indziej. Rzeczywiście, w innym badaniu zespół laboratoryjny przyjrzał się, w jaki sposób zrozumienie pochodzenia życia na Ziemi może również pomóc naukowcom wyjaśnić wygląd cząsteczek organicznych (podstawa chemiczna żywych istot na Ziemi), które mogą istnieć na innej planecie lub księżycu.

READ  Potężny rozbłysk słoneczny po drugiej stronie Słońca wciąż wpływa na Ziemię

Ale symulowanie warunków na Ziemi przed pojawieniem się życia nie jest łatwym zadaniem. Cofnięcie czasu oznacza uwzględnienie tego, jak życie zmieniło naszą planetę.

Ta ilustracja wczesnej Ziemi zawiera wodę w stanie ciekłym oraz magma wyciekającą z jądra planety w wyniku potężnego uderzenia. Naukowcy z NASA szukają chemii, która mogła być obecna w tym czasie w historii planety. Źródło: Simon Marchi

Coś w powietrzu

Nie ma miejsca na Ziemi, które nie byłoby zajęte przez jakąś formę życia. Mikroorganizmy można znaleźć na dnie oceanu, w palących gorących gejzerach oraz w komorach przeznaczonych do usuwania tych organizmów.

Formy życia zmieniły również chemię naszej planety. Radzenie sobie z obecnością tlenu jest jednym z największych wyzwań związanych z próbami stworzenia warunków przedżyciowych w laboratorium. W dużej mierze nieobecny w ziemskiej atmosferze przed pojawieniem się życia, jest teraz wszechobecny, ponieważ wytwarza go wiele form życia. W rezultacie wszystkie eksperymenty dotyczące pochodzenia życia w laboratorium muszą być przeprowadzane w hermetycznym pudełku ze śluzą powietrzną do wnoszenia lub wyjmowania przedmiotów. Oprócz probówek zawierających chemikalia, wszelkie instrumenty używane do analizy tych chemikaliów muszą zmieścić się w pudełku, więc jest kilka eksperymentów, których zespół nie może przeprowadzić w tej konfiguracji.

Co więcej, w skrzyni może jednocześnie pracować tylko jedna osoba, mająca na sobie grube gumowe rękawice wbudowane w boki kontenera do przenoszenia przedmiotów lub obsługi sprzętu. Filtry (które wymagają regularnego czyszczenia) wychwytują zabłąkane atomy tlenu. Nawet woda musi przejść długi proces, aby usunąć gazowy tlen.

„Nauka polega na replikacji” – powiedziała Lori Barge, naukowiec z JPL, która współprowadzi Laboratorium Origins and Habitat. „Chcemy przeprowadzać eksperymenty w kółko, a to trudne, gdy trzeba spędzić dużo czasu, upewniając się, że do probówki nie dostanie się ani odrobina tlenu”.

Barge i jej zespołowi zajęło kilka miesięcy udowodnienie, że pojedyncza reakcja chemiczna zaangażowana we współczesny metabolizm mogła zajść w tych wczesnych warunkach ziemskich. Planują nadal próbować symulować każdy etap metabolizmu iw pewnym momencie mogą odkryć, że dana reakcja może zajść tylko wewnątrz struktury ochronnej, takiej jak błona. Może to pomóc w zawężeniu, kiedy membrany stały się niezbędne w powstaniu życia – spojrzenie w przeszłość.

READ  Kapsuła SpaceX pomyślnie i bezpiecznie powraca z orbity, wieńcząc swoją pierwszą misję turystyczną

Istnieje inny sposób, w jaki naukowcy mogą dowiedzieć się o chemii, która miała miejsce i prawdopodobnie przygotowała grunt pod życie na Ziemi: badając planetę lub księżyc przy użyciu mniej więcej tych samych surowców, które można znaleźć na wczesnej planecie. Lokalizacja może być martwym księżycem w naszym Układzie Słonecznym lub planetą krążącą wokół innej gwiazdy. Następnie Barge i jej współpracownicy mogli przetestować pomysły, których szukali, w środowisku nieograniczonym wielkością schowka.

„Interesujące będzie zweryfikowanie i porównanie niektórych wyników naszych badań laboratoryjnych z wynikami z innego świata” – powiedziała Jessica Weber, naukowiec z JPL w Origins and Habitability Laboratory, która kierowała Metabolizmem. „Znalezienie takiego środowiska pomoże nam lepiej odtworzyć Ziemię w naszych eksperymentach laboratoryjnych, a to przybliży nas do odpowiedzi na niektóre z tych wielkich pytań dotyczących życia na naszej planecie i potencjalnie innych”.