Chemiczny wypadek

ICHAŁ ECKSTEIN i TOMASZ MILLER: Wierzy Pan, że nie jesteśmy sami we Wszechświecie?

PAUL DAVIES: Często słyszę to pytanie i zawsze mnie złości.

Dlaczego?

Na tym etapie nie da się na nie odpowiedzieć! Pozwólcie, że wyłożę bardzo jasno swoje stanowisko, bo całkowicie różni się od tego, co jest teraz w modzie.

Dekady temu, gdy byłem studentem, uważano, że życie jest niesamowicie szczęśliwym trafem, chemicznym wypadkiem tak nieprawdopodobnym, że nie ma szans na jego dwukrotne wystąpienie we Wszechświecie. Każdy, kto szukał życia poza Ziemią, był uważany za wariata. Teraz wahadło przechyliło się w drugą stronę i nawet bardzo poważani uczeni wyrażają opinię, że kosmos aż kipi życiem.

Tymczasem oba te stanowiska nie są ugruntowane w faktach. Pojawienie się życia (nie mówiąc o życiu inteligentnym) wymaga przejścia od nie-życia – coś wpierw musi przekształcić chemiczną zupę w żywe organizmy – a my nie mamy pojęcia, jak to się stało. A skoro nie znamy tego procesu, to nie jesteśmy w stanie uczciwie oszacować prawdopodobieństwa jego zajścia. Co więcej, zapewne nie chodzi tu o jednoetapowy skok – nawet najprostsze żyjątka są tak skomplikowane, że ścieżka od nie-życia do życia musiała być długa i wieloetapowa. Nie znamy charakteru poszczególnych przejść: czy były gwałtowne i skokowe, czy raczej powolne i stopniowe…

W znanej nam fizyce nie ma zasady, w myśl której materia nieożywiona powinna stawać się ożywiona. Życie jest tak niezwykłe w swoich własnościach, że można sobie łatwo wyobrazić, iż jest unikalne na skalę całego obserwowalnego Wszechświata. Mam nadzieję, że takie nie jest, ale do wiary sporo tu brakuje.

Żeby przekonać się do istnienia życia pozaziemskiego, musielibyśmy je znaleźć?

Możliwe, że to jedyna droga – odkryć coś, co nazywam „drugą genezą”. Na szczęście może wcale nie trzeba w tym celu lecieć w kosmos. Być może życie pojawiło się więcej niż raz tu, na Ziemi. Hipotetycznie moglibyśmy znaleźć ziemską formę życia tak odmienną od znanych nam form, że musiałaby ona stanowić wynik niezależnej abiogenezy. Gdyby się okazało, że życie powstało wielokrotnie na Błękitnej Planecie, to zapewne powstało również wielokrotnie poza nią.

Mówi Pan o hipotezie „biosfery cieni”?

Tak, to termin ukuty przez Carol Cleland i Shelley Copley z Uniwersytetu Kolorado, które niezależnie wysunęły hipotezę, że na Ziemi może istnieć więcej niż jedna forma życia. Ja sam propaguję tę ideę od jakichś 20 lat. Było nawet kilka prób poszukiwań biosfery cieni, ale nie powstał do tej pory systematyczny program badawczy. Bardzo trudno przekonać mikrobiologów (bo mówimy tu o mikrobach) do takich poszukiwań, bo wszystkie ich techniki są przystosowane do życia takiego, jakie znamy. Prawdopodobnie zawiodłyby wobec nieznanych nam form.

Jak w ogóle szukać nieznanych form życia? Czy umielibyśmy rozpoznać mikroorganizmy powstałe na drodze drugiej genezy?

Podam przykład, czego możemy szukać – nazywam to „życiem lustrzanym”. Całe znane nam życie bazuje na lewoskrętnych aminokwasach oraz prawoskrętnych cukrach. Dla praw fizyki jest jednak wszystko jedno: lewa czy prawa, toteż równie możliwe jest życie oparte na lustrzanych odpowiednikach wspomnianych cząsteczek. Trudno sobie wyobrazić, by znane nam życie i życie lustrzane miały wspólny początek, dlatego gdybyśmy je znaleźli, byłby to niemalże dowód na drugą genezę.

Ogólniejsza strategia poszukiwań biosfery cieni jest następująca. Najpierw patrzymy na zakresy różnych parametrów środowiska, które dopuszczają życie takie, jakie znamy. A więc zakresy: ciśnienia, temperatury, pH, zasolenia, radioaktywności i parę innych…

Znane są mikroby, tzw. ekstremofile, które uwielbiają skrajnie wysokie temperatury lub poziomy radioaktywności zabójcze dla innych organizmów…

Ale nawet one mają granice wytrzymałości. Nieznanych form życia należałoby poszukać daleko poza tymi granicami. Podam zresztą prosty przykład.

Rzeczywiście, niemałym zaskoczeniem było odkrycie, że w pobliżu kominów hydrotermalnych na dnie oceanu istnieją bakterie i archeony żyjące w temperaturach sięgających 120-130 stopni Celsjusza. Mamy silne powody, by przypuszczać, że życie oparte na DNA nie wytrzymałoby dużo wyższych temperatur. Ale woda w pobliżu kominów nagrzewa się nawet do 350 stopni. Gdybyśmy więc znaleźli tam coś żywego przy, dajmy na to, 180-200 stopniach, wówczas to coś musiałoby być całkowicie inaczej zbudowane.

Drugi przykład: wiemy, że życie sięga ładnych parę kilometrów w głąb Ziemi. Tam nie tylko rosnąca temperatura stanowi problem – ze wzrostem głębokości pory w skałach stają się coraz mniejsze, aż w końcu są za małe nawet dla mikrobów, które znamy. Może jednak istnieć inna forma życia, prostsza, o mniejszej molekularnej maszynerii, która żyje jeszcze głębiej i pozostaje oddzielona od form nam znanych.

To przypomina historię ze słynnym marsjańskim meteorytem ALH84001, znalezionym na Antarktydzie, w którym rzekomo odkryto skamieniałości znacznie mniejsze od najmniejszych ziemskich bakterii…

Niestety ostatecznie okazało się, że te mikrostruktury były najpewniej efektem procesów związanych z przygotowaniem próbek do analizy. Nie były to nanobakterie z Marsa.

Ale czy jest jednak możliwe, że życie podróżowało z planety na planetę za pośrednictwem meteoroidów, nawet jeśli narodziłoby się tylko raz w historii Wszechświata? Coś takiego głosi hipoteza panspermii.

Jak najbardziej. W 1991 r. zaproponowałem nową formę tej hipotezy. Z początku wzbudziła powszechne rozbawienie i długo trwało, zanim potraktowano ją poważnie. W pierwotnej wersji panspermii, pochodzącej od Svantego Arrheniusa, mikroby miałyby pokonywać przestrzeń międzygwiezdną popychane ciśnieniem światła gwiazd. Dziś wiemy, że promieniowanie ultrafioletowe byłoby zabójcze dla żyjątek frunących przez kosmos bez żadnej osłony. Ale gdyby ukryć je wewnątrz skały, byłyby bezpieczne.

Rzecz jasna, bardzo nikła jest szansa na to, by fragment ziemskiej skały, wybity uderzeniem meteorytu, trafił w przyszłości na ziemiopodobną planetę. Ale za to są spore szanse, że doleci on na Marsa i odwrotnie – że skały z Marsa dotrą na Ziemię. Ba! Wiemy, że docierają – mamy je na naszym uniwersytecie. Mikroorganizmy bez problemu mogłyby przeżyć taką podróż. Według mnie to wręcz nieuniknione, że wymianie materiału skalnego między Ziemią a Marsem towarzyszyła wymiana mikrobów.

Niewykluczone, że życie zaczęło się na Marsie, a stamtąd dotarło na Ziemię. Albo na odwrót. Albo powstało i tu, i tu, po czym się wymieszało…

To chyba dodatkowo komplikuje poszukiwanie dowodów na drugą genezę…

Rzeczywiście, ludzie ekscytują się możliwością istnienia życia na Marsie, twierdząc, że miałoby ono kosmiczne konsekwencje. Nie musi mieć. Może się okazać, że nawet jeśli znajdziemy na Marsie mikroby, będą one podobne do ziemskich. Życie z Ziemi lub Marsa mogło w ten sposób zawędrować nawet na Europę, księżyc Jowisza. Choć raczej już nie dalej.

Rozmawialiśmy o początkach życia. A czy Pana zdaniem życie w rozszerzającym się Wszechświecie będzie mieć swój koniec?

To ciekawe i przygnębiające pytanie. Napisałem kiedyś książkę „Ostatnie trzy minuty”, w której zastanawiam się nad losem życia w dalekiej przyszłości. Rzecz jasna, terminu „życie” używam tu w bardzo ogólnym sensie. Tym, co cenimy najbardziej, nie jest w końcu konkretna biochemia – chodzi raczej o wytwory naszej kultury. Nawet jeśli uda nam się to wszystko zachować, być może w postaci specjalnie zaprojektowanych systemów (mówi się o komputerach i robotach, ale to terminy XX-wieczne – nikt dziś nie wie, czym takie systemy będą) i przetrwamy wypalenie się Słońca i gwiazd, to wciąż wszystko sprowadza się do pytania, czy zawsze będą dostępne źródła energii swobodnej, które pozwolą nam opierać się rozpadowi wynikającemu z drugiej zasady termodynamiki. A to mocno zależy od przyjętego modelu kosmologicznego. To kolejne pytanie, na które nie da się odpowiedzieć.
Mówimy o być może nieskończonej przyszłości Wszechświata. W perspektywie nieskończonego czasu dowolnie słabe zjawisko fizyczne, o którego istnieniu nie mamy dziś nawet pojęcia, może w ostatecznym rozrachunku stać się dominujące i zaważyć na losie całego kosmosu. ©

Michał Eckstein, Tomasz Miller

PROF. PAUL DAVIES jest fizykiem i popularyzatorem nauki. Pracuje na Uniwersytecie Stanowym Arizony; dyrektor instytutu Beyond: Center for Fundamental Concepts in Science. Autor wielu książek poświęconych fizyce kwantowej, kosmologii, astrofizyce i powstaniu życia. W Polsce ukazały się m.in. „Ostatnie trzy minuty”, „Kosmiczny projekt”, „Milczenie gwiazd”, „Plan Stwórcy”. Od wielu lat zaangażowany w projekt SETI, skupiony na poszukiwaniu pozaziemskiego życia. W 1995 r. otrzymał Nagrodę Templetona.