Billedkredit: NASA
Det ser ud til, at tingene starter enkle, så de bliver mere komplekse. Livet er sådan. Og måske intetsteds er denne opfattelse sandere end når vi undersøger livets oprindelse. Faldt de tidligste enkeltcelle-livsformer sammen fra organiske molekyler her på Jorden? Eller er det muligt, at kosmiske vinder - ligesom mælkebøtter, der spifter spore over forårgræs - fører levende ting fra verden til verden senere for at slå rod og blomstre? Og hvis dette er tilfældet, hvor præcist forekommer en sådan "dia-spora"?
450 år før den fælles æra foreslog den græske filosof Anaxagoras fra Ionia, at alle levende ting stammede fra visse allestedsnærværende ”frø i livet”. Dagens opfattelse af sådanne "frø" er langt mere sofistikeret end noget andet, som Anaxagoras muligvis kunne forestille sig - begrænset som han var til enkle observationer af levende ting som spirende plante og blomstrende træ, krybende og summende insekt, loper dyr eller vandrende menneske; ikke for nævne naturlige fænomener som lyd, vind, regnbuer, jordskælv, formørkelser, sol og måne. Overraskende moderne i tankerne kunne Anaxagoras kun gætte på detaljerne ...
Cirka 2300 hundreder år senere - i 1830'erne - bekræftede den svenske kemiker J? Ns Jackob Berzelius, at kulstofforbindelser blev fundet i visse meteoritter "faldet fra himlen". Berzelius selv mente dog, at disse karbonater var forurenede med oprindelse i selve jorden - men hans konstatering bidrog til teorier, der blev fremført af senere tænkere, herunder lægen H.E. Richter og fysiker Lord Kelvin.
Panspermia modtog sin første virkelige behandling af Hermann von Helmholtz i 1879, men det var en anden svensk kemiker - Nobels prisvindende 1903 Svante Arrhenius - der populariserede begrebet liv, der stammer fra rummet i 1908. Måske overraskende var denne teori baseret på forestillingen om, at strålingstryk fra Solen - og andre stjerner - "blæste" mikrober omkring som små solsejl - og ikke som et resultat af at finde kulstofforbindelser i stenet meteorit.
Teorien om, at enkle livsformer rejser i ejecta fra andre verdener? indlejret i sten sprængt fra planetariske overflader ved påvirkningen af store genstande - er grundlaget for ”lithopanspermia”. Der er adskillige fordele ved denne hypotese - enkle, hårdføre livsformer findes ofte i mineralaflejringer på Jorden for at forbyde lokaliteter. Verdener - som vores egen eller Mars - sprænges lejlighedsvis af asteroider og kometer, der er store nok til at kaste sten i hastigheder, der overstiger flugthastigheder. Mineral i klipper kan beskytte mikrober mod stød og stråling (forbundet med slagkratere) såvel som hård stråling fra solen, når stenede meteorer bevæger sig gennem rummet. De hårdeste livsformer har også evnen til at overleve i et koldt vakuum ved at gå i stase - reducere kemiske interaktioner til nul, samtidig med at den biologiske struktur opretholdes godt nok til senere at optø og formere sig i mere saltige omgivelser.
Faktisk er flere eksempler på sådan ejecta nu tilgængelige på jorden til videnskabelig analyse. Stony meteorer kan omfatte nogle meget sofistikerede former for organiske materialer (kulstofholdige chondrites er fundet, der inkluderer amino- og carboxylsyrer). Fossiliserede rester fra Mars især - selvom de er underlagt forskellige ikke-organiske fortolkninger - er i besiddelse af institutioner som NASA. Teorien og praksis med "lithopanspermia" ser meget lovende ud - selvom en sådan teori kun kan forklare, hvor de enkleste livsformer kommer fra - og ikke hvordan den oprindeligt startede med.
I en artikel med titlen "Lithopanspermia in Star Forming Clusters", der blev offentliggjort 29. april 2005, diskuterer kosmologer Fred C. Adams fra University of Michigan Center for Theoretical Physics og David Spergel fra Institut for Astrofysiske Videnskaber ved Princeton University sandsynligheden for kulstofholdig chondritfordeling af mikrobielt liv inden for tidlige stjerneklynger. Ifølge duoen "er chancerne for, at biologisk materiale spreder sig fra et system til et andet, stærkt forbedret ... på grund af systemernes nærhed og lave relative hastigheder."
Ifølge forfatterne har tidligere undersøgelser undersøgt sandsynligheden for, at livsbærende klipper (typisk over 10 kg i vægt) spiller en rolle i spredningen af liv i isolerede planetariske systemer og fandt ”oddsene for både meteroid og biologisk overførsel er overordentlig lav." Imidlertid er "odds for stigning i overførslen i mere overfyldte miljøer" og "Da tidsskalaen for planetdannelse og den tid, hvor unge stjerner forventes at leve i fødselsklynger, er nogenlunde sammenlignelige, ca. 10 - 30 millioner år, har snavs fra planetdannelsen en god chance for at blive overført fra det ene solsystem til det andet. ”
I sidste ende konkluderer Fred og David ”unge stjerneklynger giver et effektivt middel til at overføre klippemateriale fra solsystem til solsystem. Hvis et hvilket som helst system i fødselsaggregatet understøtter liv, kan mange andre systemer i klyngen fange livsbærende klipper. ”
For at nå frem til denne konklusion udførte duoen "en række numeriske beregninger for at estimere fordelingen af udsprøjtningshastigheder for sten" baseret på størrelse og masse. De overvejede også dynamikken i de tidlige stjernedannende grupper og klynger. Dette var vigtigt for at hjælpe med at bestemme bjerggenvindingsgraden af planeter i nabosystemer. Til sidst måtte de tage visse antagelser om hyppigheden af livsindkapslede materialer og overlevelsesevnen for livsformer, der er indlejret i dem. Alt dette førte til en følelse af "det forventede antal succesrige lithopanspermia-begivenheder pr. Klynge."
Baseret på metoder, der blev brugt til at nå frem til denne konklusion og kun tænke med hensyn til de nuværende afstande mellem solsystemer, estimerede duoen sandsynligheden for, at Jorden har eksporteret liv til andre systemer. I løbet af alderen på livet på Jorden (ca. 4,0 Byr) anslår Fred og David, at Jorden har kastet omkring 40 milliarder livsbærende sten. Af de anslåede 10 biosten om året vil næsten 1 (0,9) lande på en planet, der er egnet til yderligere vækst og spredning.
De fleste kosmologer har en tendens til at tage fat på de "hårdvidenskabelige spørgsmål" om universets oprindelse som helhed. Fred siger, at "eksobiologi er iboende interessant" for ham, og at han og "David var sommerstudenter sammen i New York i 1981", hvor de arbejdede med "spørgsmål relateret til planetariske atmosfærer og klima, spørgsmål, der er tæt på spørgsmål om eksobiologi." Fred siger også, at han "bruger en sund brøkdel af forskningstiden på problemer forbundet med dannelse af stjerne og planet." Fred anerkender Davids særlige rolle i at tænke ”op på ideen om at se på panspermia i klynger; da vi talte om det, blev det klart, at vi havde alle brikkerne i puslespillet. Vi måtte bare sammensætte dem. ”
Denne tværfaglige tilgang til kosmologi og eksobiologi fik også Fred og David til at se på spørgsmålet om lithopanspermia mellem klyngerne selv. Igen ved hjælp af metoder, der er udviklet til at undersøge spredning af liv inden i klynger, og senere anvendt til eksport af liv fra Jorden selv til andre planeter uden for solsystemet, kunne Fred og David konkludere, at ”en ung klynge er mere tilbøjelig til at fange livet udefra end at give spontant liv. ” Og ”Når først kimen er tilvejebragt, giver klyngen en effektiv forstærkningsmekanisme til at inficere andre medlemmer” i selve klyngen.
I sidste ende kan Fred og David imidlertid ikke svare på spørgsmålet om hvor og under hvilke betingelser de første frø i livet formede sig. Faktisk er de villige til at indrømme, at "hvis livets spontane oprindelse var tilstrækkeligt almindeligt, ville der ikke være behov for nogen panspermia-mekanisme til at forklare tilstedeværelsen af liv."
Men ifølge Fred og David, når livet først får fodfæste et eller andet sted, lykkes det at komme omkring ganske handy.
Skrevet af Jeff Barbour
