Kép jóváírása: Woods Hole Oceanographic
Sok dolognak jól kellett mennie, hogy az élet létrejöhessen. Ha visszalépsz, akkor az egész a Big Bang univerzummal kezdődik, amely helyet és időt szül. Ebben a korai világegyetemben a fény visszhangzott, és lelassult az élénkség, az ősi elemek összeilleszkedtek, majd kondenzálódtak a hatalmas tenyésztő csillagok első generációjává. Az elgondolás felmelegedése után (gravitációs tömörítés útján) az ősanyag megolvadt a csillagmagokban, és a fény egy kisebb formája kifelé mozdult, hogy melegítse és megvilágítsa egy fiatal és potenciálisan folyamatosan bővülő Univerzumot.
Több időt és helyet kapott a korai kék csillagok sokasága (nagyon rövid élet után). Az ezt követő robbanások hatalmas mennyiségű nehezebb - nem elsődleges - atomot bocsátottak az űrbe. Ebből a gazdag kozmikus adományból új csillagok alakultak ki - sokan bolygó kísérőivel. Mivel az ilyen második és harmadik generációs napok kevésbé hatalmasak, mint elődeik, lassabban, hűvösebben és sokkal hosszabb ideig égnek - ez valami nélkülözhetetlen a jóindulatúan állandó energiaszintekhez, amelyek szükségesek a bioélet megteremtéséhez.
Bár a tenyésztőcsillagok a nagy robbanástól számított néhány száz millió éven belül kialakultak, az élet itt a Földön tette az idejét. Napunk - egy szerény tömegű harmadik generációs csillag - körülbelül kilenc milliárd évvel később alakult ki. Az életformák alig több mint egymilliárd évvel később alakultak ki. Amint ez megtörtént, a molekulák egyesülnek és szerves vegyületeket képeznek, amelyek megfelelő körülmények között aminosavakként, fehérjékként és sejtekként kapcsolódnak össze. Mindezek során az egyik bonyolultsági réteg hozzáadódott a másikhoz, és a lények egyre érzékenyebbé váltak a körülöttük lévő világ számára. Végül - több milliárd év után - kialakult a látás. És a látás - amelyet a tudatosság tudatosságához fűzött hozzá - tette lehetővé az Univerzumnak, hogy visszatekintjön önmagára.
Az élet alapjaival kapcsolatos empirikus kutatások azt mutatják, hogy a nem-ionizáló ultraibolya sugárzásnak kitett, jól megválasztott elemek (hidrogén, szén, oxigén és nitrogén) összeállítása aminosavakat képez. Maguk az aminosavak figyelemre méltó képességgel képesek fehérjékké láncolni. És a fehérjék meglehetősen „proteán” képességgel bírnak a sejtek alakjának és viselkedésének megteremtésében. Most teljesen lehetettnek tartják, hogy a legelső aminosavak az űrben alakultak ki1 - árnyékolva a sugárzás nehezebb formáitól, az ókori és csillagszerű anyagokból álló hatalmas felhőkön belül. Ezért az élet mindenütt jelenség lehet, amely csak bizonyos kedvező körülményeket vár, hogy gyökerezzenek és sokféle formába váljanak.
Jelenleg az exobiológusok úgy gondolják, hogy a folyékony víz nélkülözhetetlen a szerves élet kialakulásához és szaporodásához. A víz rendkívüli anyag. Enyhe oldószerként a víz lehetővé teszi más molekulák disszociációját és keverését. Eközben nagyon stabil és átlátszó a látható fény számára - ez hasznos, ha a biotikumoknak közvetlenül a napfényből kell nyerniük az energiát. Végül a víz jól tartja a hőmérsékletet, elpárologtatja a felesleges hőt, és lehűtve jégként megszilárdulni kezd.
A NASA exobiológusa, Andrew Pohorille szerint: "A víz összehozza a szerves molekulákat, és lehetővé teszi a szervezetek szerkezetét, amelyek végül sejtekké válnak." Ennek során a víz páratlan mátrixban működik, amely lehetővé teszi a szerves molekulák számára önszerveződő struktúrák kialakulását. Andrew egy olyan tulajdonságot idéz elő, amely egyedileg kapcsolódik a vízhez, lehetővé téve az önszerveződést és a növekedést: „A hidrofób hatás felelős azért, hogy a víz és az olaj ne keveredjenek össze, a szappanok és tisztítószerek„ elfogják ”az olajos szennyeződéseket a vízben való mosás során, és hatalmas számú jelenség. Általánosabban fogalmazva, a hidrofób hatás felelős a nem poláris (olajos) molekulák vagy molekulák részeinek vízből történő szétválasztásáért, így akkor is összetapadhatnak, ha nem kapcsolódnak egymáshoz. A biológiában ezek pontosan azok a kölcsönhatások, amelyek felelősek a membrán sejtfalak kialakulásáért és a fehérjék funkcionális struktúrákké történő összecsukásáért. "
Ahhoz, hogy a víz folyékony állapotba kerüljön, ennek viszonylag szűk hőmérsékleti és nyomástartományban kell maradnia. Emiatt csak néhány jó elhelyezkedésű bolygó - és valószínűleg egy-egy maroknyi nagy hold kedveli azokat a feltételeket, amelyek az élet éléséhez szükségesek. Sok esetben az égbolt egyfajta formája - elhelyezkedés, elhelyezkedés, elhelyezkedés…
A korai élet a Földön nagyon egyszerű volt formájában és viselkedésében. Bár sejtes, nem volt központi mag (prokarióta) és más alszerkezetek (organellák). Ha nincs mag, akkor az ilyen sejtek szekunder módon szaporodnak. Ezek az anaerobok elsősorban a hidrogénből és a szén-dioxidból származó metángáz előállításával (anabolizálásával) maradtak fenn. Szeretették a meleget - és rengeteg volt körülötte!
Az a tény, hogy a Földön kialakult élet nem lehet olyan meglepő, mint gondolnánk. Az élet most sokkal robusztusabbnak tekinthető, mint valaha elképzeltem. Még az óceánból származó hidrotermikus szellőzőnyílások forráspontú vizet bocsátanak ki az óceánból. Az ilyen szellőzőnyílások mellett az élet - óriási csőférgek és kagylók formájában - virágzik. A Föld felszínén mélyen ásványi anyagcserét végző anaerob baktériumok találhatók. Az ilyen körülményeket a XX. Század nagy részében lehetetlennek tartották. Úgy tűnik, hogy az élet még a legrosszabb körülmények között is felbukkan.
Az életformák fejlődésével a világunkban a sejtek organellákat fejlesztettek ki - némelyikben kevesebb, speciálisabb sejtet építettek be szerkezetükbe. A bolygó lehűlt, légköre megtisztult, és az óceánokon napfény játszott. Primitív baktériumok keletkeztek, amelyek rögzített energiát a napfényből táplálékként használják. Néhányan prokarióta maradt, míg mások kifejlesztettek egy magot (eukarióta). Ezek az primitív baktériumok növelték a Föld légkörének oxigéntartalmát. Mindez körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt történt, és elengedhetetlen volt a „Kék Bolygó” népességének életminőségének és mennyiségének támogatásához.
Eredetileg a légkör kevesebb, mint 1% oxigént tartalmazott, de a szint emelkedésével a baktériumokat fogyasztó életformák képesek voltak a vizet oxigénből és hidrogénből szintetizálni. Ez sokkal több energiát bocsát ki, mint amennyire képes a metán anyagcseréje. A víz szabályozott szintézise óriási eredmény az élet számára. Fontolja meg a középiskolai kémiai laboratóriumi kísérleteket, ahol a hidrogént és az oxigént gázt kombinálják, melegítik, majd felrobbannak. A primitív életformáknak meg kellett tanulniuk ezt a nagyon illékony dolgot sokkal biztonságosabban kezelni - a foszfor feladatát képezve az ADP átalakításáról ATP-re és vissza.
Később - körülbelül egymilliárd évvel ezelőtt - kialakultak a legegyszerűbb többsejtű lények. Ez akkor történt, amikor a sejtek a közjó érdekében összegyűltek. De az ilyen lények egyszerű kolóniák voltak. Minden sejt teljesen önálló volt, és gondoskodott saját szükségleteiről. Csak a korai óceánok meleg tápanyagának állandó kitettsége szükséges, hogy tápanyagokat nyerjenek és a hulladékokat eltávolítsák.
Az élet evolúciójának következő nagy lépése2
jött a specializált sejtszövet típusok fejlődésével. Az izom, az ideg, az epidermisz és a porc tovább fejlesztette a sok bonyolult életforma fejlődését, amely most a bolygónkat tölti be - a virágos növénytől kezdődő fiatal csillagászig! De az első szervezett lény nagyon valószínűleg egy féreg (annelid), amely körülbelül 700 millió évvel ezelőtt a tengeri nyálkahártyán hullott el. Hiányos a szeme és a központi idegrendszer, csak megérintette és megkóstolta. De most az élet képes volt megkülönböztetni és specializálódni. Maga a lény az óceán lett…
A jól szervezett lények megjelenése felgyorsította az élet ütemét:
500 MYA-ra az első gerincesek fejlődtek ki. Valószínűleg angolnaszerű lények voltak, akiknek nincs látása, de érzékenyek a környezetük kémiai - és esetleg elektromos - változásaira.
450 MYA-ra az első állatok (rovarok) csatlakoztak a gyökerekhez a szárazföldön.
Mintegy 400 MYA az első gerincesek kiszálltak a tengerből. Lehet, hogy ez egy kétéltű hal, amely rovarokon és növényi életben él a part mentén.
350 MYA-ra - az első „iguána-szerű” hüllők jelentek meg. Ezek erős, kemény állkapocsokkal rendelkeztek egy darabból álló koponyában. Ahogy növekedtek, az ilyen hüllők nyílásokkal (az egyszerű szemhüvelyekön túl) megkönnyítették a koponyájukat. Mielőtt a dinoszauruszok uralták a földet, krokodilok, teknősök és pteraszaurák (repülõ hüllõk) megelõzték õket.
Az primitív emlősök majdnem 220 millió évvel visszamentek. Ezeknek a lényeknek a többsége kicsi és rágcsálószerű. A későbbi verziók kifejlesztették a méhlepényt, de a korábbi fajok csak tojásokat keltenek belsőleg. Természetesen az összes emlős melegvérű és emiatt különféleképpen kell enni, hogy fenntartsák a testhőmérsékletet - különösen hideg, szeles éjszakákon, amelyek az Eridanus folyó mentén lévő halvány galaxisokat követik fel.
Mint az emlősök, a melegvérű madarak több élelmet igényelnek, mint a hüllők - de, mint a hüllők -, tojásaik. Nem rossz ötlet egy repülõ lény számára! Manapság mennyei madarak repülnek (például a nyár végén a Cygnus a Swan és az Aquila a Sas), mert az igazi madarak mintegy 150 MYA szárnyaltak el.
A legkorábbi főemlősök még a dinoszauruszok kihalása idején léteztek. Erős bizonyítékok támasztják alá azt az elképzelést, hogy a dinoszauruszok maguk is csoportként haladtak át, miután egy aszteroida vagy üstökös becsapta a Mexikói Egyesült Államok Yucatan-félszigetét. A katasztrófa utáni esemény után a hőmérséklet esett, amikor a „nem nukleáris” tél leereszkedett. Ilyen körülmények között nem volt elegendő az étel, de a melegvérűség a sajátja lett. Nem volt hosszú, de mielőtt az egyik „gigantizmus” hamarosan felváltotta a másikot - maguk az emlősök rendkívüli méretűek lettek, és a legnagyobb a tenger méhében fejlődtek ki, és ma a nagy bálnák formájában jelennek meg.
A „szörnyű gyíkok” vége nem volt az élet első tömeges kihalása - négy korábbi halálos esemény előzte meg azt. Manapság, tudatában más ilyen kataklizmikus hatásoknak, a világ néhány csillagásza figyelemmel kíséri a föld közeli keringő törmelékdarabjait, amelyek megmaradtak a Naprendszer kialakulásakor. A legkisebb típusok - például meteorok - ártalmatlan égitestre mutatnak be. A nagyobb meteorok (bolidok) időnként eloszlatják a „lángot” és nyomon követik a „füstöt”, amikor a Földre zuhannak. A nagyobb testek a természeti pusztítások nyomán hagyták el az erdők mérföldeit - anélkül, hogy nyomot hagynának a saját „partik összeomlásának” anyagáról. De a nagyobb betolakodóknak kevés ilyen szerénységük van. Egy kilométer átmérőjű aszteroida vagy üstökös abszolút balesetet jelentene a lakosság központjában. A testnek tízszer nagyobb mérete a súlyos elhalálozásoknak tudható be, amelyek meghatározták a dinoszaurusz végét.
Az emberek először egyenesen álltak körülbelül 6MYA-val. Ez valószínűleg akkor következett be, amikor az út eltérő volt a primo-csimpánzok és a korai hominidek között. Ez az eltérés egy tízmillió éves gyors főemlős-evolúciót követett, és beleolvadt az emberi evolúció hatmillió éves ciklusába. Az első kőszerszámokat emberi kéz készítette durván 2 millió évvel ezelőtt. Egy millió évvel később az emberi faj valamely vállalkozó tagja felhasználta a tüzet. A technológia nagyon lassan nyert lendületet - évezredek ezrei töltöttek el anélkül, hogy a régi múlt törzsi társadalmai által használt eszközök jelentősen javultak volna.
A modern emberek több mint 200 000 évvel ezelőtt származtak. Körülbelül 125 ezer évvel később olyan esemény történt, amely a Föld bolygó teljes emberpopulációját kevesebb mint 10 000 egyedre csökkent. Ez az esemény nem volt földönkívüli jellegű - maga a Föld valószínűleg „tűz és kéménykőnek” nyúlt ki egy gáztöltött magma kamra kitörésekor (hasonló az USA nyugati részén, a Yellowstone Nemzeti Park alatt található). Újabb 65 000 év telt el, és a kőkorszak helyet adott a mezőgazdaság korának. 5000 évvel ezelőtt az első városi államok összeomlottak a termékeny völgyekben, sokkal kevésbé vendégszerető éghajlatokkal körülvéve. Egész civilizációk jöttek és mentek. Mindegyik átadja a kultúra fáklyáját és a lassan fejlődő technológiát a következőhöz. Ma már csak néhány rövid évszázad telt el az első emberi kéz alakú üveglencsék óta, és az emberi szemét az éjszakai égbolt dolgaira fordította.
Manapság hatalmas tükrök és űrszondák teszik lehetővé a világegyetem hatalmas határainak mérlegelését. Kozmosz dinamikus és valószínűleg izgalmas élettel látjuk gazdagabb életvitelt, mint bárki elképzelte volna. A fény és az anyaghoz hasonlóan az élet nagyon is alapvető tulajdonsága lehet a tér-idő folytonosságának. Az élet ugyanolyan univerzális lehet, mint a gravitáció - és olyan személyes, mint egy este egyedülálló este az éjszakai égbolt alatt teleszkóppal ...
1 Valójában legalább egy aminosav (glicin) rádiófrekvenciás spektrográfiai ujjlenyomatát találták a csillagközi közeg (ISM) hatalmas por- és gázfelhőiben. (Lásd a mély űrben található aminosavat).
2 Az, hogy az élet a kevésbé kifinomult formáktól a kifinomultabb formáig fejlődik, a tudományos vitán kívüli kérdés. Pontosan ez a folyamat zajlik az emberi társadalom mély megosztottságának kérdése. A csillagászoknak - ellentétben a biológusokkal - nem kell külön elméletet birtokolniuk ebben a kérdésben. Az, hogy a véletlenszerű mutáció és a természetes szelekció hajtja-e a folyamatot, vagy létezik-e valamilyen láthatatlan „kéz” az ilyen dolgok előidézésére, a csillagászati kutatás területén kívül esik. A csillagászokat érdekli az egész világegyetem szerkezete, körülményei és folyamatai. Ahogy az élet egyre vonzóbbá válik e beszélgetéshez, a csillagászatnak - különösen az exobiológiának - többet kell mondania a kérdésről. De az a tény, hogy a csillagászok megengedhetik a természetnek, hogy beszéljen az olyan kérdésekről, mint egy hirtelen és pillanatnyi „teremtés ex nihilo” Nagyrobbanás formájában, megmutatja, mennyire rugalmas a csillagászati gondolkodás a végső eredet szempontjából.
Elismerés: Köszönöm az exobiológusnak
Andrew Pohorille, a NASA, aki felhívta a figyelmet a hidrofób hatásnak az önszerveződés kialakulásának nagy jelentőségére. Az exobiológiával kapcsolatos további információkért kérjük, olvassa el a NASA Exobiology Life Through Space and Time hivatalos weboldalát, amelyen keresztül szerencsém volt kapcsolatba lépni Andrew-val.
A szerzőről:
Az 1900 eleji remekmű: „Az ég a három, négy és öt hüvelykes távcsövekkel” ihlette, Jeff Barbour hét éves korában kezdte meg a csillagászatot és az űrkutatást. Jeff Jeff jelenleg nagy részét az ég megfigyelésére és a weboldal fenntartására fordítja
Astro.Geekjoy.
