Panspermia

Panspermia je hypotéza, že život sa šíri kozmickým priestorom prostredníctvom hviezdneho vetra, meteoroidov, komét, medziplanetárneho prachu a podobne. Nepriaznivé podmienky prežíva vo forme spór alebo vďaka schopnostiam extrémofilných organizmov a pri dopade na nejakú planétu sa v priaznivých podmienkach pokúša uchytiť. Samotné slovo panspermia vychádza z gréckeho πάν (pan, „všetko“) a σπέρμα (sperma, „semeno“).

Veľmi podobnou, ale odlišnou ideou je exogenéza (grécky: ἔξω (exo, „vonkajšok“) a γένεσις (genezis „počiatok“)), ktorá tvrdí, že život bol na Zem prinesený z vesmíru.

Hypotéza panspermie je v súčasnosti vo fáze intenzívneho výskumu.

História

Prvé úvahy na túto tému sa dajú nájsť okolo roku 450 pred Kr. u gréckeho filozofa Anaxagora. V pozmenenej podobe sa hypotéza opäť objavila v 19. storočí (Jöns Jakob Berzelius, William Thomson, Hermann von Helmholtz) a na začiatku 20. storočia ju do hĺbky rozpracoval švédsky chemik a fyzik Svante Arrhenius. Jej aktívnymi zástancami v 20. storočí boli sir Fred Hoyle a Chandra Wickramasinghe, ktorí sa domnievali, že život z vesmíru je pôvodcom niektorých epidémií, nových chorôb, ale aj genetických noviniek podporujúcich makroevolúciu. Podobne aj vedci Carl Sagan, Francis Crick a Leslie Orgel považovali za možné, že život sa na Zem dostal z vesmíru zámerným konaním vyspelej mimozemskej civilizácie. Posledne ju podporil tiež fyzik Stephen Hawking: „Život sa mohol šíriť z planéty na planétu alebo z hviezdneho systému do hviezdneho systému dopravovaný na meteoroch“.

Predpokladané mechanizmy

Jedným z prírodných mechanizmov transportu života sú meteoroidy, ktoré ho prenášajú na svojom povrchu. Bolo zistené, že viaceré meteority, ktoré dopadli na Zem pochádzajú z hmoty Marsu. Ďalšími prirodzenými mechanizmami prenosu sú hviezdny vietor (radiačný tlak) a plazmoidy. Panspermia umožnená ľudskou činnosťou prebieha prostredníctvom kozmických sond, preto boli zavedené prísne pravidlá pre sterilizačné procedúry vesmírnych sond, prípadne zastarané výskumné sondy sú zničené mimo planétu, ktorú chceme ochrániť pred kontamináciou.

Experimentálne overovanie

Extrémofilné organizmy

Zvyčajne ide o jednobunkovce, ktorých výraznou odlišnosťou od iných organizmov je, že dokážu žiť v extrémnych podmienkach - napríklad nízke či vysoké pH, vysoký obsah soli, vysoké či nízke teploty, vysoký tlak, vysoká radiácia atď. Sú však známe aj extrémofilné mnohobunkové organizmy, napríklad pomalky. Bolo uskutočnených aj niekoľko experimentov, ktoré testovali ich schopnosť prežiť v kozmickom priestore a zvládnuť medziplanetárny transport.

Spóry

Niektoré organizmy na Zemi dokážu prežiť nepriaznivé obdobie vďaka rôznym biochemickým mechanizmom. Napríklad baktérie utvárajú spóry a v takomto stave sú schopné odolávať podobným extrémnym podmienkam ako extrémofilné organizmy. Keď nastanú priaznivé podmienky, dochádza ku germinácii - spóra umožní vznik rodičovskej formy organizmu. Vzhľadom na ich schopnosť prežívať v takomto odolnom stave veľmi dlhú dobu a predsa si zachovať životaschopnosť sú práve ony považované za jedného z najlepších kandidátov na panspermiu.

Potenciálne obývateľné miesta

Život po dopade na povrch potrebuje na svoj rozmach vhodné podporné podmienky. Posledné výskumy naznačujú, že napríklad mesiac Európa planéty Jupiter má pravdepodobne podpovrchový oceán kvapalnej vody, kde by sa mohol rozvinúť život. Už dlhšiu dobu sa vedie intenzívny výskum, či by prostredie Marsu mohlo poskytnúť vhodné podmienky pre život. Skúmaniu a hľadaniu obývateľných zón vo vesmíre sa intenzívne venuje NASA.

Mimozemský život

V súčasnosti jediné známe kozmické teleso, na ktorom je rozvinutý život je planéta Zem. Napriek intenzívnemu výskumu a hľadaniu mimozemských civilizácií sa zatiaľ nepodarilo získať jednoznačne presvedčivé dôkazy ich existencie a to ani klasickými metódami ani v rámci projektu SETI. Ich početnosť je možné odhadnúť pomocou Drakeovej rovnice, ale výsledné čísla sú veľmi závislé od vstupných hodnôt a rôznych predpokladov. Vo vedeckej komunite je široké spektrum názorov na túto otázku. Niektorí vedci tvrdia, že jednoduchý život môže byť vo vesmíre pomerne rozšírený, ale komplexný život si podľa nich vyžaduje natoľko zložité podporné podmienky, že ho je vo vesmíre veľmi málo (pozri Hypotéza zriedkavej Zeme). Iní vedci sa domnievajú, že rozvinutý mimozemský život sa nám podarí objaviť napríklad na Marse alebo iných telesách.

Konkrétne nálezy a experimenty

V súčasnosti existuje niekoľko pozorovaní, ktoré podporujú myšlienku panspermie:

 slnečný vietor je schopný unášať drobné častice (veľkosti niekoľko mikrónov) v rámci celej slnečnej sústavy a snáď aj ďalej

 tenká vrstvička grafitu môže výrazne chrániť mikroorganizmy pred škodlivým ultrafialovým žiarením v kozme

 mikroorganizmy môžu „cestovať“ vesmírom na povrchu skál vymrštených zo Zeme napríklad dopadom veľkého meteoritu (prípadne nechtiac byť prenesené na povrchu našich výskumných družíc)

 pomocou balónov boli zachytené v pozemskej atmosfére mikroorganizmy vo výškach približne 9 km až 40 km

Preto bolo uskutočnených aj niekoľko experimentov, ktoré mali za úlohu otestovať schopnosť rôznych organizmov prežiť v extrémnych podmienkach kozmu. Z nich najúspešnejší bol pravdepodobne Foton-M3, ktorý s určitosťou preukázal, že niektoré baktérie, spóry, lišajníky a dokonca pomalky sú schopné zvládnuť kruté podmienky kozmického priestoru i pristátie na planéte.

Typy panspermie

Prirodzená panspermia

Berie do úvahy len prírodné procesy fungovania panspermie. Prenos mikroorganizmov do kozmického priestoru je možný niekoľkými spôsobmi. Pravdepodobne najčastejšie sa to stáva na povrchu skál vymrštených dopadom veľkého telesa a to najmä z planét s menšou gravitáciou alebo riedkou atmosférou. Predpokladá sa, mesačné a marťanské meteority dopadnuté na Zem mali práve takúto príčinu vzniku.
maným je plazmoid - súdržná čiastočka plazmy a magnetického poľa. Ďalší transport života sa môže uskutočňovať buď formou meteoroidov alebo tlakom hviezdneho vetra. Dopad na ďalšie telesá, ktoré prípadne ponúkajú priaznivé podmienky na rozvinutie života je spôsobený buď priamou kolíziou alebo ich gravitačným poľom.

Pseudo-panspermia

Niekedy sa nazýva aj „slabá panspermia“ alebo „molekulárna panspermia“ a tvrdí, že prebiotické stavebné bloky života vzniknuté vo vesmíre boli neskôr rozšírené na povrch planét a tam podporili vznik živých organizmov. Už od 70-tych rokov 20. storočia bolo známe, že medzihviezdny prach obsahuje veľké množstvo organických molekúl, ktoré v ňom vytvára ionizácia, kozmické žiarenie a vzájomné interakcie. Viaceré štúdie potvrdili prítomnosť rôznych organických molekúl na povrchu meteoritov alebo komét,"'Life chemical' detected in comet". NASA (BBC News). http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8208307.stm

Náhodná panspermiaExperimentálny výskum jasne dokazuje schopnosť viacerých organizmov prežiť extrémne podmienky v kozmickom prostredí. Nejde len o mikrobiálny život ale aj o mnohobunkové živočíchy napríklad pomalky. Analýzy povrchu našich kozmických sond vysielaných do vesmíru potvrdili, že na ich povrchu sa nachádzajú pozemské extrémofilné organizmy. Najnovšie štúdie dokonca objavili množstvo mikróbov priamo v sterilných miestnostiach využívaných NASA na montáž kozmických sond a to aj napriek prísnym sterilizačným pravidlám. Viacerí vedci sa preto oprávnene domnievajú, že ľudstvo už v uplynulých desaťročiach kozmického výskumu mohlo nechtiac rozšíriť pozemský život do okolitého vesmírneho priestoru a aj na blízke kozmické telesá.  T. Gold, profesor astronómie predložil hypotézu „kozmické smeti“, kde uvažoval, že život na Zemi mohol začať z kontajnera odpadových produktov pochádzajúcich od mimozemskej civilizácie, ktorý nechtiac dopadol na Zem.

Riadená panspermia

Jej najznámejšími zástancami boli astronóm Carl Sagan, Francis Crick (spoluobjaviteľ štruktúry DNA) a chemik Leslie Orgel.  Tvrdili, že zárodky života mohli byť na Zem zámerne rozšírené vyspelou mimozemskou civilizáciou. V súčasnosti sa uvažuje, že podobnú aktivitu by bolo schopné vyvinúť aj ľudstvo a tak pozemským životom osídliť iné kozmické telesá. Kapsule vyslané do vesmíru by mohli obsahovať mikróby a extrémofilné organizmy.

Pravdepodobnosť dosiahnutia cieľovej oblasti sa dá vypočítať z nasledovnej rovnice:

kde A(cieľ) je prierez cieľovej oblasti, „dy“ je neurčitosť pozície dopadu, „a“ je konštanta závislá od mierky, „r“ je polomer cieľovej oblasti, „v“ je rýchlosť sondy, „tp“ je cieľová presnosť (arcsec/rok) a „d“ je vzdialenosť k cieľu.

So súčasnými technológiami je možné osiať napríklad hviezdu Beta Pictoris, ktorá je vzdialená cca 63 svetelných rokov dávkou mikróbov vážiacou 4,5 gramu. So vzrastajúcou vzdialenosťou cieľa rastie aj počet potrebných mikróbov a hmotnosť kapsuly.

Referencie

Pozri aj 

 Astrobiológia
 Drakova rovnica
 Fermiho paradox
 Hypotéza zriedkavej Zeme
 Mimozemský život
 Obývateľná zóna
 Veľký filter

Literatúra 

 Peter Ward and Donald Brownlee, Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. New York: Springer, 2000

Externé odkazy 

 Astrobiology magazín. 
 David Darling: Encyklopédia vedy. panspermia. 
 Poznámky Francisa Cricka k prednáškam o jeho teórii smerovanej panspermii. 5. november 1976. . 
 Society for Life in Space (SOLIS) (Interstellar Panspermia Society) - výskum a prednášky o smerovanej panspermii. . 
 Štúdie obývateľnosti. 
 Súčasní zástancovia teórie panspermie 
 Súčasní oponenti teórie panspermie

Zdroj 

 

Astrobiológia
Život