Нов консорциум на НАСА, който ще проучи как започва животът

Изображение чрез Политехническия институт на Rensselaer.

Помогнете на EarthSky да продължи! Моля, дарете каквото можете за нашата годишна кампания за финансиране на множеството.

Как започна животът на Земята ? Това е един от най-старите и дълбоки въпроси, на които хората някога са се опитвали да отговорят. През последните няколкостотин години научните отговори изминаха дълъг път. Учените искат да разберат какви процеси създават живот - и тук, и евентуално, на други планети - но има много нерешени загадки. За да помогне за решаването на загадката, този месец НАСА пусна нов изследователски консорциум - обединяващ изследователи в множество научни дисциплини - наречен Prebiotic Chemistry and Early Earth Environment или PCE3.

Учени от Калифорнийския университет, Ривърсайд (UCR) и Rensselaer Политехнически институт (RPI) обявиха PCE3 на 14 февруари 2019 г. Лори Глаз, изпълняващ длъжността директор на НАСА Планетарната наука, заяви, че НАСА има големи надежди за този нов консорциум:

[Той] има потенциала да трансформира как изследваме произхода на живота. Консорциумът ще постигне напредък в разбирането на начина, по който започва животът, чрез кръстосано оплождане на общността, даване на възможност за ново сътрудничество и фундаментална промяна на диалога чрез разнообразна интелектуална експертиза.

Крайната цел на PCE3 е да идентифицира какви видове планетарни условия ще позволят животът да започне. Резултатите от него ще бъдат използвани и за ръководство на бъдещите мисии на НАСА, които търсят обитаеми екзопланети.

Учените все още не знаят със сигурност как животът се е развил за пръв път на Земята. Изображение чрез Университета на Сейнт Андрюс.

PCE3 ще използва виртуален интерактивен портал, за да предостави данни на разположение на по-широката научна общност. Тези данни се отнасят до ранните среди на Земята и как тези условия позволиха на химията, необходима за живота, да започне. Както беше обяснено от Карин Роджърс от RPI, един от четиримата PCE3 ко-лидери:

С този подход ще включим реалистични планетарни условия в експериментите с пребиотична химия, водещи до модели за появата на живот, които са в съответствие с това, което знаем от ранната история на нашата планета.

Планетата Земя и химията на живота споделят един и същи път. Поради тази коеволюция можем да използваме нашето разбиране за основните планетарни процеси, които привеждат в движение системата на Земята, за да очертаят физическата, химическата и екологичната карта към живота.

Роджърс обяснява повече за този подход във видеото по-долу:

Как ранните химични реакции, включващи органични молекули, доведоха до самия живот? PCE3 ще се опита да отговори на този въпрос, каза Рам Кришнамурти от Scripps Research:

Сред първоначалните задачи на групата ще бъде да проучи как се синтезират малки молекули върху или се доставят на ранната Земя и как те могат да оцелеят и впоследствие да образуват по-сложни съединения в ранна земна среда, които биха могли да доведат до появата на живота.

Проучване на MIT и Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics миналата година установи, че молекулите, наречени сулфидни аниони, са били изобилни по времето, когато се смята, че животът за пръв път се е появил на Земята. Изображение чрез MIT.

Лорен Уилямс от Технологичния институт в Джорджия отбеляза:

Деконструкцията на произхода на живота изисква богато разбиране на околната среда и химичните условия през ранната история на Земята и за това как животът се е развивал и напредвал в свят, много по-различен от днешния.

Програмата за астробиология на НАСА отпусна безвъзмездна финансова помощ на стойност 9 милиона долара на RPI, чрез проекта Earth First Origins, който ще използва своя опит за подпомагане на консорциума PCE3.

Както отбелязва президентът Ширли Ан Джексън, RPI има дълга история на изследвания в областта на астробиологията:

Rensselaer има богата история на значителен принос в областта на астробиологията, а проектът Earth First Origins и изследователско-образователният център за астробиология Rensselaer (RARE) ще бъдат огромни допълнения към нашето наследство от откритие. Интердисциплинарното глобално сътрудничество, участващо в тези инициативи, олицетворява визионерската работа, в която участваме като The New Polytechnic.

На ранната Земя са съществували различни видове среди и много от тях биха могли да са началното място на живота или животът може да се появи чрез процеси, които свързват няколко ниши на околната среда. Искаме да установим обхвата на възможните условия в различни ранни земни среди, да ги възпроизведем в лабораторията и да разберем конкретните фактори, които допринасят за последователността на химичните синтези, които водят до живот.

Строматолитите бяха едни от най-ранните многоклетъчни форми на живот на Земята. Изображение чрез iStock.

Изследователската програма RPI обединява учени в широк спектър от области, включително планетарна еволюция, ранна земна геохимия, пребиотична / експериментална астробиология и аналитична химия. Екипът включва също молекулярни биолози, както и геохимични моделисти и експерти и визуализация на данни.

Ранната земна лаборатория (eEL) - част от Earth First Origins - ще използва експериментално оборудване за симулиране на условията на ранната Земя, според Брус Уотсън, сътрудник, геохимик и професор от института в Rensselaer:

Ранната Земя беше домакин на широк спектър от различни среди. Чрез точно представяне на взаимодействията вода-скала-атмосфера или потока и смесването на течности по термични и химични градиенти, eEL ще осигури много по-добър начин за изследване на химичните пътища, появили се през най-ранните времена на Земята.

Това е вълнуващо начинание не само по отношение на живота на Земята, но и на други места. Хиляди екзопланети - планети, обикалящи около други звезди - вече са открити от астрономите, а според тях има само милиарди в нашата галактика. Знанието как животът е възникнал на Земята ще помогне на астрономите да търсят живот в други светове, включително и в нашата собствена Слънчева система. Океанските светове са често срещани в нашата Слънчева система - не само на Земята, но и на няколко ледени луни с подземни океани - така че океаните може да са често срещани и другаде в Космоса. Ако тези океански светове могат да бъдат намерени, те биха били основна цел за търсене на доказателства за извънземна биология.

Консорциумът PCE3 може не само да помогне на учените да разберат как се е развил животът на Земята, но и как това може да се случи и на други скални екзопланети, като тези в системата TRAPPIST-1. Изображение чрез ESO / M. Kornmesser.

Земята е скалиста планета и сега много открити планети се откриват извън нашата Слънчева система. Все още не знаем условията на нито един от тях, но някои от тези светове може да се окажат донякъде подобни на Земята. С напредването на новия консорциум на НАСА неговите резултати ще помогнат на учените да определят кой от тези светове може да бъде не само обитаем, но и обитаван. Каза Тимоти Лион от UCR:

Особено се вълнувам, че поставям началото на живота в контекста на ранното, динамично обитаване на нашата планета и използвам тези уроци, за да си представя как планетите около далечни звезди по подобен начин биха могли да благоприятстват произхода и развитието на живота.

Как започна животът на Земята? Нов изследователски консорциум на НАСА ще се опита да отговори на този въпрос. Изображение чрез Политехническия институт на Rensselaer.

Долен ред: Новият PCE3 консорциум от НАСА ще се опита да отговори на един от най-големите въпроси, поставени някога пред човечеството - как започна животът на Земята?

Via University of California, Ривърсайд

Чрез Rensselaer Политехнически институт