Előszó és köszönetnyilvánítás
Tisztelt Olvasók, Kedves Barátaim!
Első munkám itt a Férfihangon, amellyel szeretnék bemutatkozni a Tisztelt Közönségnek! Mielőtt bármit is írnék, szeretném az oldal üzemeltetőinek kifejezni a hálámat, hogy a továbbiakban megoszthatom itt a legkülönfélébb agymenéseimet!
Mivel az aktuálpolitikai és közéleti események gyakorlatilag teljesen negatív együttállásban vannak, véleményem szerint szükséges, hogy néha ettől kicsit elszakadjunk, érdekes és pozitív témákkal töltődjünk fel. Ennek jegyében egy olyan hat részes írást szeretnék lehozni (kevesebb, mint hat részben közölve), amelyet már korábban is boncolgattak itt a Tisztelt Szerzők, de bízom benne, hogy magam is hozzá tudok tenni valami újat. A témára azért esett a választásom, mert úgy vélem, néha jó, ha a politika és a közélet mellett szabadabb dolgokkal is foglalkozunk, mint a tudomány, vagy a szépirodalom. Jól esik látni, hogy a többi szerző között vannak jó írói vénával megáldottak. Egy-egy novellát olvasni nagyon felüdítő tud lenni az oldalon, főleg a sok feminista őrjöngést taglaló sorok után. A továbbiakban jómagam is szeretnék hozzátenni az oldal működéséhez, főleg tudományos oldalról, de alkalomadtán akár saját novellával is, ha a Tisztelt Közönség és a Szerkesztőség ezt megengedi nekem.
Élet a Földön kívül – 1. rész, a földi élet a Kozmoszban
Az ember már ősidők óta kémleli az eget. Az éjszakánként odafönn hunyorgó csillagok ezrei megihlettek már tudósokat, művészeket, mérnököket, de egyszerű embereket is. Ha olyan szerencsés helyen élünk, ahol nem túl nagy a fényszennyezés, akkor tiszta idő esetén akár öt-hatezer csillagot is megfigyelhetünk és láthatjuk magát a Tejutat is! Ha egy pillanatra belegondolunk, hogy a Föld légkörének legfelső határán túl egy szinte végtelenül nagy tér nyílik ki, nemcsak beleborzongunk, de képzeletünk is szárnyalni kezd a tér-idő hullámain. Ezek a gondolatok előbb-utóbb fennakadnak azon a tényen, hogy e korlátlan tér kihasználatlansága pazarlás. Fennakadnak azon is, hogy értelmetlenül üres az Univerzumunk. Hiába a több milliárd galaxis, csillagokkal, bolygókkal, feketelyukakkal, a köztük lévő üres tér adja a Világegyetem legnagyobb részét. Sőt, a túlnyomó részét! A gigantikus távolságok és a leírhatatlan mennyiségű anyag, amely alkotja ezt az egész világot, a mi földi szemünk számára ijesztő, de egyben kihívást is jelentő. Felmerül a gondolat, hogy ha mi itt a Földön gondolkodni képes élőlények vagyunk, vajon odakint máshol is lehetnek-e hozzánk hasonlóak, akik ugyanerről elmélkednek, ha saját bolygójuk felszínén állva a sötét, csillagos égre tekintenek fel? Elvégre, ha nincsen élet az Univerzumban, akkor talán értelme sincs, hiszen nincsen, aki rácsodálkozzon. Ezt az utolsó mondatot szeretném a továbbiakban részletesebben kifejteni, hogy megvizsgáljuk, a Földünkön kívüli élet létezése csak hiedelem-e, vagy tényként is kezelhetjük a rendelkezésünkre álló adatok alapján.
Hogy legyen honnan elindulnunk, vizsgáljuk meg, hogy az a szinte végtelen tér, amiről fentebb már áradoztam, vajon mégis mekkora, vagy milyen idős! Az űrkutatás hajnalán kidolgozott elméletek szerint az Univerzum (most a Multiverzum elméletbe ne menjünk bele, bőven elég lesz a saját realitásunkkal foglalkoznunk) minden anyagi és nem anyagi (energia) létező összessége. Ősibb, mint bármi, amit itt a Földön ismerünk, amit itt a Földön láthatunk. Földünk legöregebb ősföldjei, vagy kratonjai a fiatal bolygónk lávafelszínének első, megszilárdult kérgéből alakultak ki. Ezek az ősmasszívumok, minden jóindulattal együtt is csak maximum négy és félmilliárd évesek lehetnek. Ezek a legősibb képződmények, amelyeket a Kék Bolygón láthatunk1. A Világegyetem azonban ennél jóval régebbi. Kívülről nézve a Föld egy fiatal bolygó, ha egy órának vesszük az ősrobbanás óta eltelt időt, akkor kis túlzással csak az utolsó húsz percben jelent meg. Az ESA (Európai Űrügynökség) által 2000-ben felbocsájtott Planck műhold mérései alapján annyit tudunk, hogy körülbelül 13,8 milliárd évvel ezelőtt alakult ki minden, amit ma az Univerzumunkban megfigyelhetünk2. Ezt a kialakulást egy gigászi robbanásnak tulajdonítják, amit Ősrobbanásként azonosítunk. Nem tudjuk, hogy mi váltotta ki, és értelemszerűen fogalmunk sincs róla, hogy előtte milyen állapotok uralkodtak az Univerzumban. Mivel minden jelenlegi molekula, atom, sőt szubatomi részecske akkor és ott egy szőlőszem nagyságú anyagcsomóban koncentrálódott, így minden teljesen a nulláról indult el. Vagyis egyelőre nem lehet információnk az Ősrobbanást megelőző időkről. S noha ezt kezdő időpontnak vehetjük, a robbanás előtti időszak hosszáról nincs sejtésünk. Akár az a nehezen felfogható lehetőség is igaz lehet, miszerint a Világegyetemünk soha nem keletkezett, mert mindig is volt. Ugyanígy a végső időpontja is homályba vész. Nagy-reccs, vagy elsötétülés, de az Univerzum továbbra is fennmarad. De nem csak az életkora, hanem a Kozmosz méretei szintén lenyűgözőek. Csak megközelítő becsléseink lehetnek erről2. Annyit tudunk, hogy a tőlünk legtávolabbi galaxis, amit még meg tudunk figyelni, 13 milliárd fényévnyire van tőlünk. Ez a galaxis a kellemesen csengő UDFJ-39546284 nevet kapta3.
Ahogy a robbanást követően a kolosszális detonáció középpontjától egyre távolodnak a galaxisok (és köztük az egyik a Tejút), egyre jobban növekszik az entrópia, a teret kitöltik ezek a csillagvárosok. A Kozmosz folyamatosan hűl és “tágul”, az ősrobbanás visszhangjai ilyen sok milliárd év múlva is hallhatók. Ez a “hangyafoci” az üres csatornákon, ahol nem jön be a csudálatos Netflix, vagy a rádió sistergése, hiába is erőlködünk hajnalban, munkába menet, hogy a Bartók rádió bejöjjön az autósrádión4…
Az összes általunk ismert égitest és egyéb képződmény (nebulák, kvazárok, galaxishalmazok, stb.) ebben a “táguló” térben vannak. Hogy kontextusba tudjuk helyezni a földi élet mibenlétét, néhány számadat álljon itt. Jelenleg csak becslések vannak róla, hogy hány galaxis lehet még a miénken kívül odakint. Fodor Lajos István csillagász szerint, aki 1979-ben tett jóslatot, tízmilliárd is lehet, Hawking pár évvel később több százmilliárdra szavazott, míg Karl Sagan a kilencvenes évek megfigyeléseire alapozva százmilliárd galaxist saccolt5. A megfigyeléseket nehezíti, hogy csak egyetlen pontból, a Földről és annak közvetlen környezetéből tudunk megfigyeléseket végezni, jelenleg nincs módunk a Tejúton kívüli megfigyelésekre. Mivel mindössze látni tudjuk őket, csak feltételezzük, hogy a többi galaxisban is a miénkre jellemző fizikai törvények uralkodnak.
Hogy közelebb jöjjünk a nagy távolságokból, vizsgáljuk meg saját Galaxisunkat, a Tejutat! Ez az egyik, ha nem a leglátványosabb, szabad szemmel is látható képződmény az éjszakai égbolton. Csaba Királyfi Csillagösvénye. Tengernyi monda és legenda fűződik kialakulásához, majdnem annyi, mint amennyi csillagot látunk belőle, ha felnézünk rá. Azért láthatjuk, mert Galaxisunk egy lapos, küllős spirál-galaxis, négy fő karral és két kisebbel (egyik ilyen kisebb, az Orion-kar, Napunk otthona). A mérete gigászi, körülbelül 97 800 fényév az átmérője6. Gondoljunk bele! Mire a fény az egyik végéből a másikba eljut, 97 800 év telik el. Amikor a Tejút túlsó végéből elindult felénk egy ottani csillag fénye, itt a Földön még csak a paleolit korszakban dagonyáztunk. A Tejút vastagsága a középpontnál a legnagyobb, itt 16 300 fényévnyi, a szélein teljesen belapul6. Fényévnek azt a távolságot nevezzük, amit a fény egy év alatt tesz meg. Mennyi ez?
A fénysebesség (jóindulatúan kerekítsünk) 300 000 km/s7. Az óvodai alap v=s/t képletet használva megkapjuk, hogy egy év alatt a megtett út körülbelül 9,5 billió km. Ez 9,5 X 1015 millió km! És ez csak egyetlen fényév! A hozzánk legközelebb lévő csillag a Proxima Centauri, amely 4,25 fényévre van innen8. A mérések megkönnyítése érdekében egy nem SI mértékegység, a parszek is mértékadó lehet, amely az a távolság, ahonnét a Föld-Nap átlagos távolság mindössze egyfokos szögből látszik. Egy parszek 3,26 fényévnyire jön ki, ami jó közelítés, ha rácshálót fektetünk az Univerzum bármely síkjára9.
A Galaxisunkban 3-100 milliárd csillag helyezkedik el, ebből egyetlen egy a mi Napunk (latinul Sol)10. Naprendszerünk középpontjában a Nap áll, egy magányos, G típusú, azaz a fősoron elhelyezkedő csillag (a G a színképeloszlásra utal, ez alapján meg lehet állapítani egy csillag főbb tulajdonságait, pl. fehér törpe, vagy vörös szuperóriás). Szinte minden tekintetben teljesen közönségesnek tűnik. Élete közepén jár, teljesen átlagos méretű és összetételű csillag. Nyolc nagyobb bolygója és számtalan kisbolygó, aszteroida, üstökös kering körülötte.
Földünk a harmadik bolygó a Nap felszínétől számítva. Az úgynevezett élhető zónában vagyunk, átlagosan 149 600 km-re keringünk a csillag körül elliptikus pályán. Télen közelebb vagyunk, nyáron valamivel távolabb11. A lakható zóna egy csillagtól mérve az a távolság (csillagonként egyedi zóna), amelyen belül folyékony halmazállapotú víz természetes formában lehet jelen egy bolygó felszínén. Tehát nem túl forró, hogy minden elégjen, elforrjon, de nem is túl hideg, hogy minden megfagyjon. Bár a lakható zóna óriásbolygók holdjaira is kiterjeszthető, első körben a bolygókat érdemes vizsgálni. A holdak esetében nem a központi csillag adja a hőt, hanem a gravitációs bolygó-hold vonzásból adódó belső súrlódási hő termelődés. Ez ugyanúgy folyékony halmazállapotú vizet hozhat létre, mint akár a Jupiter Európa holdján, de ne szaladjunk ennyire előre!
A Föld, saját bolygónk a jelenlegi ismereteink szerinti egyetlen olyan égitest, amelyen élet is van. A Kék Bolygó egy közepes méretű kőzetbolygó, súlya körülbelül 60 trillió tonna, 40 000 km az egyenlítői kerülete, 12 000 km az átmérője. Keringési sebessége 30 km/s. Mivel a belső magja megközelítőleg 6000 fokos, ezért nem csak kívülről, de belülről is kap némi meleget. A belső hőmérséklet a bolygó kialakulása óta folyamatban lévő nukleáris hatások következménye, de nekünk, élőlényeknek nagyon jól jön ez, mert a belső anyagáramlás révén a bolygó körül kialakul egy mágneses védőzóna, amit magnetoszférának nevezünk. Ez megóv minket a Naptól érkező napszelektől és mindenféle elektromágneses kisülésektől, valamint a kozmikus sugárzástól is. Enélkül nem létezhetne élet a Földön, legalábbis a jelenleg ismert formában biztosan nem12.
Még sokáig lehetne ragozni a Föld szerepét, és helyét az Univerzumban. Régen azt gondoltuk, hogy mi vagyunk a mindenség közepe. Aztán rá kellett jönnünk, hogy ez nem így van, a Nap körül keringünk. Ennek filozófiai mélységeibe sajnos itt nem tudunk belemenni, csak érintőlegesen említem meg, hogy a Teremtő részéről milyen szép dolog is volt úgy rendezni az anyagot, hogy minden az éltető forrás, a Nap körül helyezkedjék el…
Azóta már tudjuk, hogy még csak a mi napunk sem egy központi égitest, hiszen a Galaxis széléhez sokkal közelebb van, mint a központhoz. És milyen szerencse ez! Ha odabent lennénk, akkor a galaktikus viharok megsemmisítették volna Földünk légkörét, de legalábbis a sok por és gáz eltakarná a napfényt, nem is beszélve a giga-villámokról, amelyek ott cikáznak!
Most, hogy látjuk, milyen apró pont vagyunk a Kozmoszban, érdemes lehet megvizsgálni, hogy nálunk, a Földön hogyan alakult ki az élet, mert ez segíthet megértenünk a továbbiakban, hogy máshol milyen arányban számíthatunk rá, hogy megtaláljuk, amit keresünk!
Élet a Földön kívül – 2. rész, a földi élet eredete
Hogy megértsük, hogyan alakul ki az élet, először modellre van szükségünk. Példát kell vennünk a természetből, hogy lássuk, mi a menete annak, amit vizsgálni szeretnénk. Szerencsénkre a Földön éppen burjánzik az élet, ezért kis ügyességgel meg tudjuk figyelni, illetve némi tudományos-filozófiai elmélkedéssel eljuthatunk arra a felismerésre is, hogy miként jelent meg az élet bolygónkon. Így már jó eséllyel tudjuk vizsgálni a Földön kívüli életet is.
Földön kívüli életnek azt tekintjük, amely nem a Föld nevű bolygón keletkezett. Noha nem földi életre közvetlen bizonyítékunk még nincsen, a tudományos viták már beindultak ezzel kapcsolatban. Tulajdonképpen, ha valaki épít egy holdbázist (pl. a kínaiak tervezik húsz éven belül), majd odaköltözik, akkor ő még mindig földi. De felmerül a kérdés, hogy mi van abban az esetben, ha egy új élet fogan a holdbázison? Akkor ő holdlakó lesz? Földönkívüli? Bizonyos tekintetben igen, de bizonyos tekintetben meg nem. Az ő életének eredete ugyanis továbbra is földi. A kérdést bonyolítaná, ha egyszer kiderülne, hogy a földi élet sem földi eredetű. Egyelőre azonban még nincs konkrét bizonyítékunk sem a pontos származásunkra, sem pedig arra, hogy miként képes élet keletkezni az élettelenből. Emiatt azt sem tudjuk, hogy mekkora az esélye az élet kialakulásának a megfelelő körülmények között.
A földönkívüli élettel az exobiológia tudománya foglalkozik részletesen, de érintőlegesen az asztrofizika is, bár teljesen eltérő szempontok szerint13. Egyik az élet kialakulásához általunk gyanított alapvető fizikai feltételeket keresi, a másik ezeken a célzott területeken az élet nyomait. Mivel az az alapfeltevés, hogy a fizikai-kémiai és biológiai törvények mindenütt hasonlóak, vagy ugyanolyanok, mint itt a Tejúton és azon belül a Földön, logikus, hogy önmagunkat tanulmányozva rábukkanhatunk olyan szabályosságra, vagy mintázatra, amely révén odakint is életet találhatunk. Vagy legalábbis hatékonyabban kereshetjük.
De hogyan indult el az élet itt a bolygónkon? Erre még ma sincsen teljesen egyértelmű konszenzus. Tudományos és vallási viták kereszttüzében lángol valahol az igazság és tudás fája. Mivel az evolúciós elmélet bizonyos elemeire is csak közvetlen bizonyítékaink vannak, a Teremtő közvetlen beavatkozásában hinni sem hiba, hiszen nincs egyértelmű bizonyíték a kezünkben. Jogosan merül fel tehát a kérdés, hogy akkor mi az, amit már tudunk? Mire lehet alapozni a továbbiakban? Milyen elméletek vannak a Teremtésen kívül?
Létrejöhetett az élet spontán, ősnemzéssel is, amely elmélet lényege szerint olyan kivételes fizikai-kémiai együttállás állt fenn, amely egy kezdeti organizmust létre tudott hozni és az működőképes is volt14. Azért kivételes, mert azóta nem sokszor ismétlődött meg (egyszer sem), nem alakult ki új élettörzs a Földön. Az elmélet szerint az ősi légkör és tenger összetétele sok szerves anyagot tartalmazott, amit a korai villámok, UV sugárzás és társaik összegyúrtak, megváltoztattak és ezáltal életet gyújtottak. Spontán, a semmiből. Ebbe belegondolva a Teremtés elmélete nem is tűnik elrugaszkodottnak. Az embernek kicsit olybá tűnik, hogy ez az elmélet nem más, mint Isten kizárása a képletből. Akár erőszakosan is. Ugyanakkor vannak arra utaló jelek, hogy ez akár végbe is mehetett15. A spontán membránképződést már megfigyelték a kilencvenes-kétezres években a mesterséges sejteket kifejleszteni szándékozó kutatók16. A szerves anyagok jelenléte nem feltétlenül függ az életformáktól, aminosavak kialakulhatnak teljesen steril környezetben is, csak kémiai reakciók kérdése az egész. Ha ez megtörténik, akkor jogos a felvetés, hogy nukleinsavak, netán ribonukleinsavak is ki tudnak-e így alakulni. A fő kérdés nem is az, hogy a sejtalkotók kialakulnak-e külön-külön, hanem az, hogy együttesen kialakulnak-e? És ha ki is alakulnak, képesek lesznek-e az önszerveződésre, ahogyan a sejtek képesek rá? Lesz-e osztódási képességük, vagy egyáltalán életképesek-e ezek az így létrejött sejtek? Ha igen, elindulhat az evolúció17…
Egy másik elmélet szerint az élet nem a Földről származik, hanem valahonnan odakintről. Egy meteorit, vagy üstökös belsejében is érkezhetett. Akár több fiatal naprendszeri bolygót is érintve. Ezt a teóriát pánspermia elméletnek nevezik. Egyes vonulatai azt feltételezik, hogy odakint sok helyütt van élet, de mind egy tőről fakad. Ennek egyik ága a földi élet. Végső soron ennek az elméletnek is megvannak a maga bizonyítékai és cáfolatai18. Több üstökös csóvájából is kimutattak már elemi szerves vegyületeket és tudvalevő, hogy ezek egyébként is megtalálhatók más, steril égitesteken is (gondolok itt a Titán holdra, de erre még visszatérünk a későbbiekben19). Az égitestek között pattogó meteoritok, kisbolygók sem lehetetlen dolgok, a földtörténetben többször is megesett hasonló. Azt is gyanítjuk, hogy a Földön elérhető vízmennyiség sem mind helyben keletkezett, mert a fizikai egyensúly ezt nem támasztja alá. Valószínűbb, hogy még valamikor a prekambriumban (kb. 4600 – 590 millió évvel ezelőtt) egy, vagy több, főleg jégből álló aszteroida, vagy üstökös csapódott bolygónkba. Akárhogy is, a legtöbb üstökös nem csak kövekből, hanem jégből is áll, nem csak szárazjégre, hanem vízjégre gondolok itt20.
Annyit mindenesetre tudunk, hogy az ifjú Föld nagyon nem hasonlított a mostani állapotára. A légköre gyilkos volt, jórészt metánból, szén-dioxidból és nitrogén-oxidokból állt. Az ózonpajzs még nem létezett, legalábbis nem a mostani formájában. A Hold lényegesen közelebb volt (évente hozzávetőlegesen 4 cm-t távolodik21), így az árapály jelenségek is fokozottabban éreztették hatásukat. Gyakoriak voltak a földrengések és a vulkánkitörések, hiszen a kőzetlemez még vékonyabb volt és sok helyütt nem teljesen stabil (Han Solo: “Nem teljesen stabil? Örülök, hogy ilyen jó megfigyelő vagy!”). Hannak igaza van, ugyanis akkoriban a földkéreg többször is megolvadt, majd újra megszilárdult. Először mindenütt, aztán idővel csak helyenként olvadozott fel újra, míg végül mindenütt megszilárdult, teret engedve a felszíni formák kialakulásának22.
Ilyen körülmények között álmodni sem lehetett volna a mostani életformákról. Kizárólag extremofil organizmusok tudtak fennmaradni. Ilyeneket ma is ismerünk, például a Yellowstone forró vizében is élnek baktériumok23, vagy a mélytengeri fekete füstölők mellett24. Az alkalofil baktériumok akár a 13-as pH-t is vígan elviselik, sőt alacsonyabb pH érték mellett szenvednek és meghalnak. Ezek az életformák voltak az elsők, akik az ősi tengerekben léteztek. Feltételezhető, hogy az ősi légkör, az összetétele és a benne található kolloid szemcsék eltérő aránya miatt nem ugyanúgy szórta szét a Nap fényét, mint ma. Lehetséges, hogy az ősi égbolt akár vérvörös színben pompázott, vagy narancssárga volt. Igazából részletkérdés, csak érdekességképpen jegyeztem meg.
A Földünk maga körülbelül 4,6 milliárd évvel ezelőtt alakult ki. A Nap körül sodródó gáz és porrészecskék sok-sok millió év alatt rendeződtek gömbformává és söpörték ki a pályájukat. A Hold keletkezése szintén érdekes téma, most hagyjuk, mert ez az ősi időszak nem tartozik szervesen a földönkívüli élet kereséséhez. Tehát a Föld 4,6 milliárd éves bolygó, számtalan kataklizma után kivívta a jogot rá, hogy önálló égitestként keringjen a központi csillag körül. Bár hatással vannak rá a rendszer többi bolygói a gravitációs erők révén, ez nem olyan jelentős, amely lehetetlenné tenné az élet fennmaradását25. Magára az életre utaló legöregebb leletek 3,8 milliárd évesek26.
Az első életformák minden bizonnyal a sztromatolitok, vagy azokhoz hasonlók voltak. Ezek inkább kövekre hasonlítanak, mintsem akármi élőre. A sztromatolit maga is geológiai leletként kerül katalogizálásra. Azonban ezek a képződmények közvetlenül az élethez kapcsolódnak, bizonyos cianobaktériumok (kékbaktériumoknak is fordíthatjuk őket erősen szabad fordításban) nélkül ugyanis nem tudnak keletkezni. Ezek a bacik fotoszintetizáló szervezetek. Nagyon primitív a felépítésük. Az eltelt sok ezermillió év alatt alig, de jobbára semmit sem változtak. Innen tudjuk, hogy miként működnek. Ezek a szervezetek az úgynevezett prokarióták közé tartoznak, vagyis valódi sejtmaggal és számos egyéb sejten belüli szervecskével sem rendelkeznek. A sejtplazmájukban úszkálnak a sejtalkotók és ad hoc módon találkoznak egymással, bonyolítják le az életfolyamatokat. Mivel a sejt maga nem túl nagy, ezek a reakciók végbe tudnak menni, de nem is túl kicsi ahhoz, hogy minden össze legyen zsúfolva bennük a toxikus mértékig.
A sztomatolitok biofilmet képeznek az aljzaton. Megkötik az üledékszemcséket és így hozzák létre a napszaki, évszaki lerakódásokat, magukat a sztromatolit-kőzeteket. A formájukból és összetételükből következtetni lehet a vízmélységre, az áramlatok irányára, az árapály jelenségek dinamizmusára, de akár a víz hőmérsékletére is. Ezek ugyanis befolyásolják a kövek növekedési sebességét és irányát27. Nem csak ez az, amiért ezek a baktériumok érdekesek számunkra, hanem azért is, mert 2,5-3 milliárd éven keresztül semmilyen más életformára utaló nyomot nem sikerült találni. Ha az ebből levonható következtetések helyesek, akkor ebben a rengeteg időben semmi más nem élt a Földön, csak ezek a kis csirkefogók28!
A cianobaktériumok fotoszintetizáló életformák, akár a növények (bár náluk lényegesen egyszerűbb az egész folyamat), vagyis oxigént termelnek és szén-dioxidot vonnak ki a légkörből. Mivel nem volt természetes biológiai ellenségük, a fiatal Föld pedig lassan-lassan normalizálódott egy nyugodtabb állapotában, ezek a lények az egész őstengert ellephették és szaporodhattak. Felmerül a kérdés, hogy a szabad szemmel nem látható élőlények hogyan tudnának bolygószintű változásokat elérni pusztán azáltal, hogy szaporodnak? Jó, ha tudjuk, hogy a mai teljes biomassza túlnyomó többségét most is a mikroorganizmusok adják, szaporodási ütemük messze meghaladja akármelyik többsejtű élőlényét. Bármelyik Kedves Olvasó béltraktusaiban több bélbaktérium él, mint ahány ember valaha is létezett a Földön. A tengerekben lévő oxigéngeneráló baktériumok produktivitása túlmutat az esőerdőkén, de legalábbis megegyezik velük. Ehhez jön hozzá a tengerek alap, oxigéngeneráló tulajdonsága29,30. 2,5-3 milliárd év hosszú idő. A légkör lassan megváltozott, az ózonpajzs megerősödött. Így az UV sugárzás szintje is csökkent.
Az UV hatásra egy picit térjünk ki! Az UV-t a legtöbb laboratóriumban germicid hatása miatt alkalmazzák sterilizálásra. A fénynek ez a tartománya ugyanis képes károsítani a DNS-t. A DNS ilyenkor szabálytalan diméreket képez, amelyek nem tudják betölteni a normális biológiai funkcióikat31. A prokarióta sejtekben nemigen van DNS javító mechanizmus, így ők gyakorlatilag ki vannak téve az UV hatásnak. Mutációk érik őket, amennyiben nagyon közel kerülnek a felszínhez és éri őket az UV fény. A korai cianobaktériumokat még nem tudta az ózonpajzs megvédeni, így a tenger mélyén találtak menedéket, illetve az üledékszemcsék fénytörő és fényelnyelő képessége segítette át őket a nehézségen32,33.
A kambrium korszakban (kb. 590-520 millió évvel ezelőtt) aztán történt valami rendhagyó. Ezt a jelenséget kambriumi robbanásnak nevezzük. Megjelentek az első összetett életformák. A moszatokon túl többsejtű élőlények és eukarióta (valódi sejtmaggal és számos új sejtszervecskével rendelkező) sejtek is megjelentek. Maga a kambriumi robbanás azért nagyon érdekes, már-már sci-fi-be illő, mert sem előtte, sem azután nem következett be még egyszer. Egyszeri esemény volt. Az élet átalakult és nyert valamiért valahonnan egy nagy erejű lökést, hogy tovább tudjon haladni, fejlődni. A megváltozott légkör alkalmas volt arra, hogy a felszínhez közelebb is életben maradjon, aki feljebb úszik. Kialakultak olyan primitív, de nagyon érdekes életformák, mint a háromkaréjos ősrákok (trilobiták), a nautilusok (fejlábúak), a diania (lobopodii). De a korai gerinchúrosok is kifejlődtek, sőt az ízeltlábúakra és a férgekre jellemző ősi kreatúrák is mind-mind. Mondhatni itt a kambrium korban minden nagyobb törzs kifejlődött34,35,36. A következő mérföldkő aztán a szárazföldre lépés volt, amelyre a Devon érában került sor (kb. 420-360 millió évvel ezelőtt)37,38. Az első telepesek a növények voltak, megjelentek az úgynevezett edényes növények, amelyek kibírták az oxidatív légkört, sőt erős belső vázukkal meg tudták tartani magukat a szárazföldön is. Pedig akkoriban sokkal komolyabb viharok dúltak, mint manapság. Ezeket a növényeket aztán az első állati életformák is követték. Kétéltűek, majd hüllők, ízeltlábúak, puhatestűek és sokan mások. Az evolúció további lépéseibe ne menjünk bele, mert nagyon messzire vinne, a lényeg ebből az egészből az, hogy a szelekció, a kiválogatódás azóta is fejleszti, tökéletesítgeti a különböző életformákat.
A szelekcióra és az evolúcióra számtalan populációgenetikai modell létezik. Ezeket érdemes magunkkal vinni az űrbe, ha földönkívüli életet keresünk. Feltételezzük ugyanis, hogy a hasonló fizikai és kémiai feltételek hasonló biológiai struktúrák kialakulásához vezetnek. Jó példa erre az uszony. A halaknál, emlősöknél, sőt a hüllőknél is teljesen hasonló forma alakult ki, hogy a vízben való haladást segítse. Ez vélhetően más bolygók élővilágával is hasonlóan megtörténhet.
Az életformáknak az a képessége, hogy alkalmazkodnak a környezethez, alkalmassá teszi őket arra, hogy akár olyan helyeken is előfordulhassanak, ami elsőre a józanész számára lehetetlennek tűnik. Ilyen életformák például a kőzetek belsejében élő nitrifikáló baktériumok39. Ez alapján jóval nagyobb az esély, hogy akár a lakhatónak titulált zónán túl is élőlényekbe fussunk. Az evolúció és szelekció megléte azonban jelenlegi tudásunk szerint ehhez az alkalmazkodási folyamathoz nélkülözhetetlen, így feltesszük, hogy ezzel a képességgel más életformák is rendelkeznek, már ha léteznek. A továbbiakban vegyük górcső alá a Naprendszer lehetséges élőhelyeit és a földönkívüli élet kutatási módjait!
Felhasznált irodalom
1] ANDOR, Szabó Tibor–Zallár; ALBERT, SzentGyörgyi. A FÖLD KÜLÖNLEGES LÉGKÖRÉNEK KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE. Magyar Tudomány, 2017, 4.
2] ISTVÁN, Csabai, et al. Az univerzum szerkezete. fizikai szemle fizikai szemle, 2007, 385.
3] UCSC, Santa Cruz. Distant Galaxy Candidate.
4] DIÓSI, LAJOS, et al. KANDIDÁTUSI ÉRTEKEZÉS.
5] SAGAN, Carl. Pale blue dot: A vision of the human future in space. Random House Digital, Inc., 1997.
6] SANNA, Alberto, et al. Mapping spiral structure on the far side of the Milky Way. Science, 2017, 358.6360: 227-230.
7] YENER, Namık. Speed of light in vacuum revisited. In: 2017 Progress In Electromagnetics Research Symposium-Spring (PIERS). IEEE, 2017. p. 2378-2383.
8] KERVELLA, Pierre; THEVENIN, Frederic. A family portrait of the alpha centauri system: Vlt interferometer studies the nearest stars. ESO. Archived from the original on, 2007, 7.
9] MIKLÓS, Marik. Csillagászat. Akadémia Kiadó, Budapest, 1989.
10] https://www.wikizero.com/en/Milky_Way%23Age
11] PRATT, David. Mintázatok a természetben.
12] AHRENS, Thomas J. (ed.). Global earth physics: a handbook of physical constants. American Geophysical Union, 1995.
13] LEDERBERG, Joshua. Exobiology: approaches to life beyond the Earth. Science, 1960, 132.3424: 393-400.
14] HUXLEY, Thomas Henry. Biogenesis and abiogenesis. 1873.
15] ISTVÁN, Hornyák Péter. Természettudomány és teológia Prohászka Ottokár korai gondolkodásában.
16] NOIREAUX, Vincent; MAEDA, Yusuke T.; LIBCHABER, Albert. Development of an artificial cell, from self-organization to computation and self-reproduction. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2011, 108.9: 3473-3480.
17] BRACHER, Paul J. Origin of life: Primordial soup that cooks itself. Nature chemistry, 2015, 7.4: 273-274.
18] KIRSCHVINK, Joseph L.; WEISS, Benjamin P. Mars, panspermia, and the origin of life: where did it all begin. Palaeontologia electronica, 2002, 4.2: 8-15.
19] NEISH, Catherine D.; SOMOGYI, Arpad; SMITH, Mark A. Titan’s primordial soup: formation of amino acids via low-temperature hydrolysis of tholins. Astrobiology, 2010, 10.3: 337-347.
20] ROBERT, Francois. The origin of water on Earth. Science, 2001, 293.5532: 1056-1058.
21] JACKSON, Andy. A new turn for Earth’s rotation. Nature, 2010, 465.7294: 39-40.
22] NISBET, Euan G. The young Earth: an introduction to Archaean geology. Springer Science & Business Media, 2012.
23] JOHNSON, D. Barrie; OKIBE, Naoko; ROBERTO, Francisco F. Novel thermo-acidophilic bacteria isolated from geothermal sites in Yellowstone National Park: physiological and phylogenetic characteristics. Archives of microbiology, 2003, 180.1: 60-68.
24] ZOBELL, CLAUDE E.; MORITA, Richard Y. Deep-sea bacteria. Galathea Report, Copenhagen, 1959, 1: 139-154.
25] NATIONAL RESEARCH COUNCIL, et al. Origin and evolution of Earth: Research questions for a changing planet. National Academies Press, 2008.
26] OPARIN, Aleksandr Ivanovich, et al. The origin of life on the earth. The origin of life on the earth., 1957, 3rd Ed.
27] VANYO, J. P.; AWRAMIK, S. M. Stromatolites and earth—sun—moon dynamics. Precambrian Research, 1985, 29.1-3: 121-142.
28] KNOLL, Andrew H.; GOLUBIC, Stjepko. Anatomy and taphonomy of a Precambrian algal stromatolite. Precambrian Research, 1979, 10.1-2: 115-151.
29] LYONS, Timothy W.; REINHARD, Christopher T.; PLANAVSKY, Noah J. The rise of oxygen in Earth’s early ocean and atmosphere. Nature, 2014, 506.7488: 307-315.
30] RISER, Stephen C.; JOHNSON, Kenneth S. Net production of oxygen in the subtropical ocean. Nature, 2008, 451.7176: 323-325.
31] SINHA, Rajeshwar P.; HÄDER, Donat-P. UV-induced DNA damage and repair: a review. Photochemical & Photobiological Sciences, 2002, 1.4: 225-236.
32] SINHA, Rajeshwar P.; HÄDER, Donat-P. UV-protectants in cyanobacteria. Plant Science, 2008, 174.3: 278-289.
33] SCHIRRMEISTER, Bettina E.; SANCHEZ-BARACALDO, Patricia; WACEY, David. Cyanobacterial evolution during the Precambrian. International Journal of Astrobiology, 2016, 15.3: 187-204.
34] MARSHALL, Charles R. Explaining the Cambrian “explosion” of animals. Annu. Rev. Earth Planet. Sci., 2006, 34: 355-384.
35] MORRIS, Simon Conway. The Cambrian “explosion”: slow-fuse or megatonnage?. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2000, 97.9: 4426-4429.
36] SMITH, M. Paul; HARPER, David AT. Causes of the Cambrian explosion. Science, 2013, 341.6152: 1355-1356.
37] BERALDI-CAMPESI, Hugo. Early life on land and the first terrestrial ecosystems. Ecological Processes, 2013, 2.1: 1-17.
38] GRAY, Jane; SHEAR, William. Early life on land. American Scientist, 1992, 80: 444-444.
39] GORBUSHINA, Anna A. Life on the rocks. Environmental microbiology, 2007, 9.7: 1613-1631.
Forrás:ferfihang.hu
Tovább a cikkre »
