Astrobiologia

Astrobiologia edo exobiologia unibertsoaren jatorria, bizi goiztiarraren eboluzioa, banaketa eta biziaren etorkizuna aztertzen dituen zientziaren adarra da. Astrobiologiak galdera nagusitzat du ea Lurretik kanpo bizirik badagoen eta, egonez gero, gizakiek nola detekta dezaketen.

Astrobiologiak beste munduetan bizia egoteko posibilitatea aztertzeko eta Lurraren biosferak dituen ezaugarriak ez dituzten biosferak aurkitzeko, hainbat arlo zientifiko baliatzen ditu, hala nola, biologia molekularra, biofisika, biokimika, kimika, astronomia, kosmologia fisikoa, exoplanetologia eta geologia. Astrobiologiak datu zientifiko errealen interpretazioa egiten du; nahiz eta espekulazioa erabil daitekeen testuingurua ezartzeko, astrobiologiak dagoeneko existitzen diren teoria zientifikoen inguruko hipotesiak bakarrik egiten ditu. Zientziaren adar honek ikertzen du planeta-sistemen jatorria, espazioko konposatu organikoen jatorria, arroken, uraren eta karbonoaren arteko elkarrekintzak, Lurraren abiogenesia, planeten habitagarritasuna eta biziaren gaitasuna Lurreko eta kanpo-espazioko erronka ezberdinei aurre egiteko. Biokimika Big Bang gertatu eta gutxira hasi zela uste dute ikertzaileek, duela 13,8 mila milioi urte. Garai horretan unibertsoak 10-17 milioi urte besterik ez zituen. Panespermia hipotesiaren arabera, Eguzki Sistemaren meteorito, asteroide eta beste gorputz txikiek sakabanatutako bizi mikroskopikoa unibertso osoan zehar egon daiteke. 2015. urteko abuztuan argitaratu zen ikerketa baten arabera, galaxia oso handiak Esne Bidea bezalako galaxia txikiagoak baino egokiagoak izan daitezke planeta habitagarriak sortu eta garatzeko. Lurra da, ordea, gizakiok ezagutzen dugun leku habitagarri bakarra. Beste izarren inguruan bizitzeko baldintzak dituzten zonak aurkitzeko estimazioek, "Zona zirkunestelar habitagarri" ere deritzenak, aurkitu diren ehunka exoplanetekin batera, pentsarazten digute duela gutxi arte uste izan dena baino bizitzeko egokiak diren askoz ere leku gehiago egon daitezkeela unibertsoan.Marte planetan Curiosity eta Opportunity rovers-en bidez egiten ari diren ikerketetan antzinako biziaren ebidentziak bilatzen ari dira, hala nola, antzinako erreka edo lakuen ondorio diren lautadak, habitagarriak izan zitezkeenak. Marteko habitagarritasunaren ebidentziak fosilak (tafonomia) eta molekula organikoak dira bai NASAren eta bai ESAren helburu nagusiak.

Nahiz eta Lurretik kanpo bizirik ez existitu, astrobiologiari esker lortu diren ikuspuntu ebolutiboek onurak ekarri dituzte.

Etimologia 
Astrobiologia hitza Gavriil Tikhov errusiar astrobiologoak proposatu zuen lehen aldiz 1953. urtean. Astrobiologia etimologikoki grezierazko ἄστρον astron "konstelazio, izar-multzo", βίος bios "bizia" eta -λογία -logia "ikasketa"-tik dator. Astrobiologia hitzak hainbat sinonimo ditu eta sinonimo horiek astrobiologiaren garapenean inplikatuta dauden astrologia eta biologia zientzietan oinarrituta daude. Sinonimoetako bat exobiologia da, eta grezierazko Έξω "kanpo", Βίος bios "bizia" eta λογία -logia "ikasketa"-tik dator. Exobiologia hitza Joshua Lederberg biologo molekularrak proposatu zuen. Exobiologia Lurretik kanpo dagoen bizia aztertzera mugatzen da; astrobiologiarena, aldiz, eremu zabalagoa da eta biziaren eta unibertsoaren arteko loturak ikertzen ditu; hau da, lurretik kanpoko bizia ikertzeaz gain, Lurrean dagoen bizia, Lurraren jatorria eta eboluzioa ere ikertzen ditu.

Astrobiologiaren elementuak

Astronomia 

Astronomiarekin lotutako astrobiologia-ikerketa gehienen helburua exoplaneta berriak aurkitzea da, beti ere, hipotesi batean oinarrituta; bizia Lur planetan sor baldin bada, antzeko baldintzak dituzten beste planetetan ere sortu zitekeen. Horretarako, Lurraren tamainako exoplanetak bilatzeko tresnak garatzeko proiektuak sortu dituzte. Nagusiak NASA agentziaren Terrestrial Planet Finder (TPF) eta ESA espazio agentziaren Darwin programa izan dira; biak bertan behera geratu dira. NASA agentziak Kepler misioaren jaurtiketa ere egin zuen 2009ko martxoan, eta Frantziako Espazio Ikerketarako Zentroak 2006an COROT misio espaziala jaurtiki zuen.

Misio espazial horien helburua Lur planetak duen tamainaren antzekoa duten exoplanetak bilatzea ez ezik, espektroskopia bidez argia duten planeten azterketa egitea ere bada. Espektroa aztertuz, exoplaneta baten atmosferaren edo lurzoruaren osaera azter daiteke. Horrela, planeta horretan bizia egoteko probabilitatea kalkula daiteke.

Astobiologiako beste ikerketa-arlo aktibo bat planeta-sistemen sorrera da. Proposatu izan da Eguzki-sistemak dituen berezitasunak, Jupiter planeta ezkutu babesle bezala kokatzeak esate baterako, Lurrean bizi adimentsua egoteko probabilitateak handitu dituela.

Biologia 
Biologiak ezin du ziurtatu matematikoki posible den prozesu edo fenomeno bat gorputz batean existitu behar denik. Estremofiloen aurkikuntza, hau da, muturreko egoera edo inguruneetan bizitzeko gaitasuna duten organismoen, aurkikuntza ikerketa-xede bihurtu zen astrobiologoentzat. Organismo horiek testuinguru planetario batean biziaren mugak zeintzuk diren ulertzeko balio dute; potentzial-panspermia, gizakiek bultzatutako esplorazioek eragindako kutsadura, gizakien planeta-kolonizazioa eta iraungitako eta ez iraungitako Lurretik kanpoko biziaren esplorazioa adibidez. 

70eko hamarkada arte bizia Eguzkiaren energiaren menpekoa zela uste zuten ikertzaileek. Lurreko landareak argi-energia bereganatzen dute fotosintesia egiteko. Prozesu horretan karbohidratoak eratzen dira CO2 eta H2O-tik abiatuta eta oxigenoa (O2) askatzen da. Askatutako O2-a arnasketa aerobioa egiten duten organismoek kontsumitzen dute eta, horrela, energia kate trofikora pasatzen da. Horretaz gain, ikertzaileek pentsatzen zuten ozeano sakonetan argia iritsi ezin den lekuetan dauden bizidunek elikagaiak goiko geruzetatik jaitsitako materia organikotik edo detritu hori jan zuten animalietatik lortzen zituztela, alegia, bizia eguzki-argiaren menpe zegoela. 1977. urtean Galapagoetako rift gunean egiten ari ziren ikerketa batean, ezaugarri bolkanikoak dituzten itsas azpiko egituretan, iturri hidrotermaletan hain zuzen ere, zientzialariek askotariko animalia-espezieak aurkitu zituzten, hala nola, hodi itxurako zizare handiak, txirlak, krustazeoak eta muskuiluak. Bizidun horiek nahiz eta eguzki-argia lortzeko aukerarik ez eduki, aparteko ekosistema oso bat osatzen dute. Hala ere, oxigenoa beharrezkoa dute bizirauteko, eta O2 fotosintesi oxigenikoaren bitartez lortzen da; beraz, ez dira independenteak. Badira bakterio kimiolitoautotrofo batzuk uranioaren deskonposizio erradiaktiboa erabiltzen dutenak, inolako argirik erabili gabe. Aurkikuntza horiek guztiek astrobiologia goitik behera aldatu zuten, ikusi baitzen bizia ez zela garatzen eguzkiaren menpe, ura eta energia-gradiente bat besterik ez du behar biziak.

Bizidun estremofiloak ingurune askotan aurkitu dira, izotzean, irakindako uretan, ingurune azidoetan eta alkalinoetan, erreaktore nuklearren uretan edo hondakin toxikoetan. Horrek Lurretik kanpoko habitat posible ezberdinen kopurua handitu du, eta espezie horien ikerketak unibertsoaren beste lekuetan bizia nola gara zitekeen aztertzeko ezinbestekoak dira.

Astroekologia 
Astroekologiak planeta aztertzen duen zientziaren arloa, asteroideetan eta kometetan egon daitekeen biziaren eta espazioko inguruneen arteko elkarrekintzak aztertzen dituen zientziaren arloa da. Eskala handiago batean, arlo honek etorkizuneko bizia kuantifikatzea du helburu.

Arlo honek planeta-lurzoru ezberdinetako baliabideak aztertzen ditu, gaur egungo espazio-materialak erabiliz. Lortutako emaitzek indartzen dute biziak hasierako asteroide urtsuetan eta antzeko materialetan iraun zuela, eta horiek hautsak, kometek edo meteoritoek Lurrera garraiatu zituztela.

Astrogeologia 
Astrogeologia arlo zientifiko planetarioa da, zeruko gorputzen geologia aztertzen duena. Diziplina honek planeta edo satelite naturalen potentziala neurtzen du bertan bizia garatu eta mantentzeko.

Diziplina honetan dagoen alor bat geokimika da, hainbat alderdi aztertzen dituena: Lurraren eta beste planeten osaera kimikoa, arroken eta lurzoruaren osaerek eragiten dituzten prozesu kimikoak eta erreakzioak, materia- eta energia-zikloak eta horien elkarrekintza hidrosferarekin eta atmosferarekin.

Bizia Eguzki-sisteman 
Ikusi ere: Abiogenesia, Europa (satelitea) eta Bizia Marten

Lurretik kanpoko biziaren inguruan gogoeta asko egin diren arren, biokimikak muga argiak ezarri ditu bizia bermatzeko beharrezkoak diren baldintza fisiko-kimikoen inguruan. Litekeena da Lurretik kanpoko bizia karbonoan oinarritua egotea, karbonoa taula periodikoko elementu ugarienetarikoa delako. Karbonoa eta Silizioa dira atomo naturalen artean informazio biologikoa garraiatzeko beharrezkoak diren molekula luzeak sortzeko gai diren bakarrak. Karbonoak, silizeak ez bezala, erraztasun handia du beste atomoekin lotura kimikoak sortzeko eta, hori dela eta, oso erraz ahalbidetzen ditu erreakzio biologikoak.

Eguzki Sisteman bizia argi-izpien eta Eguzkiaren berotasunean oinarritzen da eta, beraz, lurrazalera mugatuta dago. Bizia sustengatzeko Eguzki Sistemako hautagai probableenak dira Marte, Europa satelitea, Saturnoko Titan satelitea  eta Entzelado satelitea .

Marte, Entzelado eta Europa dira bizia aurkitzeko hautagai egokienak lur azpian ur likidoa dutelako. Izan ere, ura da zelulek bizitzeko ezinbestekoa duten molekula. Marteko ur gehiena izozturik dago bere izotz-geruza polarretan; hala ere, lurrazalean egin diren azken laginketek erakutsi dute, ur likidoa aurkitzeko aukera dagoela planetaren azalean. Probablea da ura oso gazia izatea tenperatura eta presio baxuak direla eta. Europa eta Entzeladori dagokienez, ozeano global handiak daude sateliteen kanpoko zarakar izoztuen azpian. Ozeano-hondoko haizebide bolkanikoen bitartez ura berotu egiten da egoera likidoa lortu arte. 2013ko abenduaren 11n, NASAk filosilikatoa aurkitu zuen Europaren azal izoztuan. Filosilikatoak materia organikoari lotuta agertzen dira askotan. Mineral horren presentzia asteroide edo kometa baten talkaren ondorio izan liteke. 2018ko ekainaren 27an, konplexu makromolekular organikoak detektatu ziren Entzeladon, eta NASAren arabera, Lurretik kanpoko punturik egokiena da zibilizazio bat sortzeko.

Saturnoko Titan satelitea ere Lurretik kanpoko bizitza mantentzeko gorputz planetario posiblea da.Titanek Lur planetaren jatorrizko baldintzen antzekoak izan ditzakeela uste dute ikertzaileek. Haren azalean laku likidoak aurkitu dituzte zientzialariek, lehenak lurretik kanpo, baina etanozkoak eta/edo metanozkoa direla dirudi. Zientzialari batzuek uste dute hidrokarbono horiek uraren tokia har lezaketela zelula bizietan. 2018ko martxoan, Cassini-ren datuak aztertu ondoren, Titanek ur likidoz eta amoniakoz osatutako ozeanoak izan zitzakeela ondorioztatu zen.

Hidrogeno eta metano mailak Marten neurtzeak bizia planeta horretan posible den ikertzea ahalbidetzen du. Zientzialarien arabera, "...H2/CH4 erratio baxuek agerian uzten dute bizi aktiboaren presentzia oso probablea dela". Beste zientzialari batzuek adierazi dute badaudela hidrogenoa eta metanoa Lurretik kanpoko atmosferan detektatzeko metodo berriak.

Meteoritoetan dauden pirimidina bezalako konposatuak erabiliz, uraziloa, timina eta zitosina bezalako biomolekulak sintetizatzea lortu da espazioko baldintzak laborategietan erreplikatuta. Pirimidina, hidrokarburo polizikliko aromatikoak bezala, karbonoan aberatsena den unibertsoko konposatu kimikoa da.

Ikerkuntza 
Ikusi ere: Bizi estralurtar

Lurretik kanpoko biziaren bilaketa jakintza-alor anitzeko adar zientifikoa da. Gaur egun, astrobiologiaren aplikazio praktikoena zientzian oinarritutako hipotesien planteamendua izan daiteke, hipotesi eta iragarpen horiek askotarikoak izan daitezke. Proposatu da birusak beste planeta batzuetan ere ager daitezkeela nahiz eta bizirik ez egon.

Ikerkuntzaren emaitzak 
Momentuz ez da Lurretik kanpoko biziaren ebidentziarik aurkitu.1984. urtean Antartikan berreskuratu zen Allan Hills 84001 meteoritoa aztertu ondoren, David McKay eta beste zientzialari batzuek diote Martetik datorren meteorito horretan mikrofosilak daudela, baina oso interpretazio eztabaidatua da.

Yamato 000593 meteoritoa 2000. urtean aurkitu zen Lurrean eta Martetik datorren 2. meteoritorik handiena da. Maila mikroskopikoan aztertuta, karbonoan aberatsak diren esferak aurkitu dira. NASAko zientzialari batzuen ustez, karbonoan aberatsak diren esferak aktibitate biologikoak sortuak izan daitezke. 2011ko martxoaren 5ean Richard B. Hoover ikertzaileak azaldu zuen zianobakterioen antzeko mikrofosilak aurkitu zituela karbono-meteoritoetan. Neil deGrasse Tyson astrofisiko amerikarraren esanetan: "Momentuz, Lurreko bizia da ezagutzen dugun unibertsoko bizi bakarra, baina argudio sendoak daude bakarrik ez gaudela pentsatzeko".

Lurrean dauden muturreko inguruneak 
2013ko martxoaren 17an ikertzaileek baieztatu zuten Marianetako itsas hobian forma bizi mikroskopikoak aurkitu zirela. Ozeano-hondotik 580 metroko sakonerako arroketan izaki mikroskopiko estremofiloak aurkitu dira, 2600 metroko sakoneretan lur lehorretik. Ikertzaile baten arabera, "Mikroorganismoak edonon aurkitu daitezke—edonon bizirauteko eta muturreko baldintzetara egokitzeko gai dira". Aurkikuntza horiek ateak irekitzen diote beste planetetako nitxo ekologikoen existentziari.

Metanoa 
2004. urtean metanoaren (CH4) argi-espektroa detektatu zen Marteko atmosferan, Lurreko teleskopio eta Mars Express orbitadore espazialaren bidez. Erradiazio kosmikoa eta eguzki-erradiazioa direla eta, metanoa atmosferatik pixkanaka desagertzea espero da hurrengo urteetan. 2018ko ekainaren 7an NASAk azaldu zuen aldaketak gertatu zirela Marten metano atmosferiko mailetan prozesu geologikoek edota biologikoek eraginda. Gaur egun oraindik ere aurrera jarraitzen dute metano mailen neurketek.

Planeta-sistema 
Baliteke exoplaneta batzuek bizirako baliagarriak diren satelite solidoak edota ozeano likidoak izatea. Eguzki-sistematik kanpo aurkitu diren planetak orain arte gasezko erraldoi bizigaitzak dira gehien bat. Detekzio-metodo berriek eta behaketa-tarte zabalek planeta-sistema berriak aurkitzera eramango gaituzte zalantzarik gabe. Adibidez, NASAren Kepler Misioak Lurraren tamainako exoplanetak bilatzea du helburu, eta izarren argiaren kurbaren aldaketak neurtzen ditu izarraren eta espazio-ontziaren artean.

Planeten habitagarritasuna 
Planeten habitagarritasunaren inguruko galdera gehienek porrot egin dute erantzuna aurkitzeko orduan orain arte, nahiz eta Wobble metodoa erabiliz Eguzki-sistematik kanpo dauden planeta asko detektatu diren. Gliese 581 da lehenengoz aurkitu zen lurraren tamainako exoplaneta habitagarri posiblea.

Misioak 

Muturreko ekosistemen ikerketek aurrera jarraitzen duten heinean, hipotesi berriak plazaratzen dira. Eguzki Sistematik kanpoko planetak ikertzeko misio asko jarri dira martxan, besteak beste, Phoenix zunda, Mars Science Laboratory, ExoMars, Mars 2020 rover eta Cassini.

Erreferentziak

Ikus, gainea 
 Abiogenesia
 Hauts kosmikoa
 Bizi estralurtar
 Planeten habitagarritasuna

Kanpo estekak 

Exobiologia
Biologiaren adarrak
Bizi estralurtarra