Mindhack.gr

μορφές ζωής
Στηλες/Συνεντευξεις

Πολύπλοκες μορφές ζωής και Εναλλακτική Βιοχημεία

Πολύπλοκες μορφές ζωής και Εναλλακτική Βιοχημεία: « Άνθρακες ο θησαυρός», μια πασίγνωστη φράση που όλοι σχεδόν σε κάποια φάση της ζωής μας είτε έχουμε ακούσει, είτε έχουμε χρησιμοποιήσει, για να περιγράψουμε μια κατάσταση που εξελίχθηκε με πολύ αρνητικότερο από αυτό που αναμέναμε τρόπο. Ένας χημικός και ένας βιολόγος όμως, μάλλον θα διαφωνούσαν ριζικά με αυτό. Γι’ αυτούς, το στοιχείο του Άνθρακα είναι ο ίδιος ο θησαυρός, κάτι που μάλλον θα αναγκάσει και όλους εμάς να συμφωνήσουμε.

14996522_10209200287863242_42552210_nΜετά από περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια βιολογικής εξέλιξης στον πλανήτη, η πολυπλοκότητα των μορφών ζωής που τον κατοικούν εντυπωσιάζει. Ανάλογο συναίσθημα προκαλεί και η βιοποικιλότητα, παρά τις σαφείς ενδείξεις που υποδηλώνουν το ότι σήμερα βιώνουμε την έκτη μαζική εξαφάνιση ειδών, και μάλιστα ανθρωπογενούς προέλευσης. Η Γη ακόμα μοιάζει με έναν ιδανικό τόπο εμφάνισης και ανάπτυξης της ζωής. Καταλυτικό και θεμελιώδη ρόλο σε αυτό παίζει το στοιχείο του Άνθρακα και οι άπειρες ενώσεις του, που χωρίς αυτές τίποτε από ότι γνωρίζουμε στον πλανήτη ως έμβιο δεν θα υπήρχε.

Δομικό συστατικό της ζωής ο Άνθρακας, απαντάται παντού σε αφθονία στην Γή. Η δυνατότητα του να δημιουργεί με ευκολία πολύπλοκες και σταθερές ενώσεις, ήταν ένα από τα κλειδιά της εμφάνισης και της επικράτησης της ζωής όπως την γνωρίζουμε στον πλανήτη. Δεν ήταν όμως το μόνο. Οι πολύπλοκες αυτές ενώσεις, θα παρέμεναν απλά εντυπωσιακά μόρια, αν δεν υπήρχε και ο κατάλληλος καταλύτης για την περαίωση και την επιτάχυνση των χημικών διαδικασιών που αφορούν την ζωή. Το νερό, για πολλούς ο ιδανικός «παγκόσμιος καταλύτης», έχει τον δικό του ξεχωριστό και πολύ σημαντικό ρόλο στην υπόθεση της ζωής όπως την γνωρίζουμε. Σε συνδυασμό με τον Άνθρακα δημιούργησαν όλο αυτό το οικοδόμημα που σήμερα καλούμε Ζωή. Εύκολα θα μπορούσε λοιπόν κανείς να σκεφτεί ότι αν θέλουμε να αναζητήσουμε ζωή εκτός του πλανήτη μας, θα πρέπει να ψάξουμε εκείνες ακριβώς τις συνθήκες που ευνοούν το νερό να υπάρξει σε υγρή μορφή για εύλογα χρονικά διαστήματα. Η Αστροβιολογία, ένας πολύ δυναμικός επιστημονικός κλάδος που γνωρίζει αλματώδη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια, μελετά μεταξύ άλλων και αυτή την πιθανότητα. Συνακόλουθα, η ανάγκη περιορισμού των παραμέτρων αναζήτησης στα χιλιάδες εξωηλιακά πλανητικά συστήματα που έχουμε ανακαλύψει, οδήγησε στην ανάγκη υιοθεσίας της λεγόμενης «κατοικήσιμης ζώνης» ενός άστρου. Μιας λωρίδας διαστήματος, όπου επικρατούν τέτοιες συνθήκες που να ευνοούν θεωρητικά την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή για εύλογο χρονικό διάστημα.

14970930_10209200294583410_572574304_o

Μια σειρά άλλων παραμέτρων, όπως η βραχώδης σύσταση του πλανήτη, η ατμοσφαιρική αναλογία των αερίων και η ίδια η φύση και συμπεριφορά του μητρικού άστρου, συμπληρώνουν τις προδιαγραφές που θα πρέπει να έχει ένας υποψήφιος για νέες μορφές ζωής πλανήτης. Αυτά φυσικά σε ότι αφορά την ζωή όπως εμείς γνωρίζουμε και αντιλαμβανόμαστε, σε ότι μας είναι ήδη οικείο, και θεωρητικά πιθανότερο, μιας και οι ενδείξεις από τα έως τώρα γνωρίζουμε δίνουν ένα σαφές προβάδισμα στον συνδυασμό του Άνθρακα με το Νερό. Η λέξη προβάδισμα έχει ειδική όμως σημασία. Κάποιες παρατηρήσεις, άλλα και δόκιμες θεωρητικές αναγωγές, μας δείχνουν η ζωή είναι πολύ πιθανόν να όχι μόνο να έρχεται σε άλλες «συσκευασίες», άλλα και να ευδοκιμεί σε αυτές. Η χημεία του Άνθρακα δείχνει η πλέον ευέλικτη, άλλα πιθανότατα όχι η μόνη ικανή.Αν κοιτάξουμε τον Περιοδικό Πίνακα Στοιχείων, κάτω ακριβώς από την θέση του Άνθρακά θα βρούμε το Πυρίτιο. Αυτό το στοιχείο, που συχνά το βρίσκουμε και υπό το όνομα Σιλικόνη, ανήκει στην χημική ομάδα του Άνθρακα μαζί με τον Μόλυβδο, τον Κασσίτερο και το Γερμάνιο. Αν και λιγότερο δραστικό και ευέλικτο από αυτόν, φαίνεται να έχει μια έφεση στο να δημιουργεί και αυτό πολύπλοκες ενώσεις, αν και λιγότερο σταθερές. Το Πυρίτιο δεν είναι και τόσο «εξωτικό» για την υπόθεση της ζωής όπως ίσως αρχικά να φαίνεται. Σε όλους σχεδόν τους έμβιους οργανισμούς που γνωρίζουμε φαίνεται να παίζει έναν σημαντικό ρόλο, σε κάποιους από αυτούς δε, αρκετά σημαντικό, όπως στους σπόγγους και άλλα θαλάσσια ζώα, σαν τα διάτομα και τα ακτινόζωα, οι σκελετικές δομές των οποίων βασίζονται στο Πυρίτιο. Μια πολύ ενδιαφέρουσα υπόθεση εργασίας μιλά για βιόσφαιρες και μορφές ζωής όπου το Πυρίτιο θα επιτελεί το ρόλο του Άνθρακα ως βασικό δομικό στοιχείο.

14962378_10209200287223226_852264120_nΗ κοντινότερη αναλογία τέτοιων οργανισμών που θα μπορούσαμε να φανταστούμε, μιλά για πλάσματα ανάλογα με τους θαλάσσιους σπόγγους, που περισσότερο θα μπορούσαν να ονομαστούν ως «έμβιοι βράχοι». Μια καλή απεικόνιση της σκέψης αυτής εμφανίστηκε σε ένα επεισόδιο της θρυλικής σειράς Επιστημονικής Φαντασίας Star Trek, το 1967. Το « The Devil in the dark», διηγείται την συνάντηση του πληρώματος του Enterprise με μια πυριτική μορφή ζωής, έναν στην κυριολεξία έμβιο βράχο. Το επεισόδιο σκιαγραφεί και μια άλλη πολύ σημαντική παράμετρο . Την αδυναμία του πληρώματος, πλην ενός, στο να αντιληφθούν ότι όντως πρόκειται για διακριτή μορφή ζωής. Αν και λιγότερο πιθανή από τον Άνθρακα, δεν υπάρχει κάτι που να απαγορεύει στην χημεία του Πυριτίου να δημιουργεί απλές ή και πολύπλοκες μορφές ζωής.

Ανάλογη προσέγγιση έχει γίνει και για την Αμμωνία, ως καταλύτη των βασικών χημικών αντιδράσεων στην θέση του Νερού. Όπως και αυτό αποτελεί έναν πολύ καλό διαλύτη και καταλύτη, αν και παρουσιάζει κάποια μειονεκτήματα. Έχει μικρότερο ωφέλιμο θερμοκρασιακό εύρος, και σε αντίθεση με το νερό, βυθίζεται όταν παγώνει. Παραμένει όμως εντυπωσιακή η ικανότητα της να επιτρέπει την δημιουργία μακρών μοριακών δεσμών, παρόμοιων με τα αμινοξέα, βασικά δομικά συστατικά της ζωής όπως εμείς την γνωρίζουμε. Τίποτε δεν φαίνεται να αποκλείει την ύπαρξη βιοσφαιρών Άνθρακα-Αμμωνίας, ή και Πυριτίου-Αμμωνίας. Υπάρχουν υποθέσεις λιγότερο πιθανές, άλλα άκρως εντυπωσιακές, που εισάγουν και άλλα, περισσότερο εξωτικά και τοξικά στοιχεία στην υπόθεση, όπως το Υδροφθόριο, άλλος ένας μεγάλος διαλύτης και μάλιστα με πολύ ευρύ θερμοκρασιακό εύρος, που όμως είναι κάπως σπάνιος στο Σύμπαν. Ανάλογες σκέψεις ανά διαστήματα έχουν εκφραστεί και για το Μεθάνιο, το Διοξείδιο του Θείου, ακόμα και για το υγρό Άζωτο.

14971241_10209200295503433_1937133287_nΣε κάθε περίπτωση, η αναζήτηση για μορφές ζωής εκτός των στενών ορίων του πλανήτη μας παραμένει μια πολύ ουσιώδης και απαραίτητη διαδικασία, που τα τελευταία χρόνια και υπό το φως των σχεδόν καταιγιστικών ανακαλύψεων σε πολλούς επιστημονικούς τομείς αντιμετωπίζεται συντεταγμένα και με την δέουσα σοβαρότητα. Ερωτήματα όπως οι εναλλακτικές βιόσφαιρες αποτελούν καίρια και σημαντικά ερωτήματα που κινητοποιούν ένα αξιοσέβαστο επιστημονικό δυναμικό. Η όλη προσπάθεια εντάσσεται και σε ένα ακόμα μεγαλύτερο πλαίσιο αναζήτησης. Οι ανακαλύψεις και οι παρατηρήσεις των τελευταίων ετών, μάλλον έχουν καταστήσει τον ακριβή ορισμό της ζωής, ακόμα πιο ασαφή. Μεγάλη σημασία σε αυτό έχει και η οπτική που ακολουθούμε. Αν θέλουμε να το περιορίσουμε στα δικά μας βιολογικά κριτήρια, τότε υπάγεται σε πολύ πιο σαφείς και γνώριμες παραμέτρους. Η πραγματικότητα τείνει όμως να μας διαψεύσει, δείχνοντας μας ότι το φαινόμενο της ζωής είναι κάτι μάλλον πολύ ευρύτερο από την δική μας πολλές φορές μυωπική και εγωκεντρική οπτική. Ίσως να πρέπει να «εξελίξουμε» την όραση μας. Πέρα από όλες τις απόπειρες ορισμού, φαίνεται ότι η ικανότητα εξέλιξης, παραμένει άρρηκτα συνδεδεμένη με το οτιδήποτε μπορεί να καταταχθεί ως έμβιο.

Πολύπλοκες μορφές ζωής και Εναλλακτική Βιοχημεία
Comments
To Top