Extraordinära påståenden – liv i meteoriter?

(DN)

Astrobiologen Richard B. Hoover vid NASA har publicerat en artikel där han hävdar att han funnit tecken på mikrofossil liknande cyanobakterier i meteoritstenar.  Ett mycket kontroversiellt och kritiserat påstående, och han har valt att publicera i tidskriften Journal of Cosmology, en tidskrift som tidigare gjort sig känd för att publicera artiklar av ganska spekulativ natur som andra tidskrifter inte publicerar.  Hoover måste ändå ses som en respekterad astrobiolog inom fältet, med sökandet efter liv i meteoriter som specialintresse i många år, och redaktören, möjligen efter att ha insett vilket dåligt anseende JoC har inom forskarvärlden, har därför ändå lagt stor vikt vid artikeln, skickat ut ett pressmedelande, och inbjudit ett antal ledande forskare att kommentera artikeln.  Varför ska man då vara skeptisk?

Till att börja med så är implikationerna av en sådan upptäckt enorma.  Om det verkligen fanns cyanobakterier i meteoritstenarna när de föll på jorden, betyder det att cyanobakterier levt på en liten himlakropp som enligt kemiska indikationer verkar ligga ganska långt ut i solsystemet, i alla fall kommer den inte från jorden eller månen.  Men cyanobakterier kan inte dokumenteras på jorden mer än omkring 3 miljarder år tillbaka, och representerar ett senare utvecklingssteg i livets utveckling på jorden än de tidigaste livsformerna, som alltså inte då borde varit fotosyntetiserande som cyanobakterierna.  Detta är långt efter att så gott som alla himlakroppar i solsystemet var färdigbildade.  På något sätt skulle alltså liv från jorden tagit sig ut till en annan himlakropp, eller tvärtom, en idé som brukar kallas panspermia, att liv från en himlakropp sprids till en annan.

Men det är sannerligen inte lätt att leda detta i bevis.  Till att börja med måste man hitta en meteoritsten, klassificera den utifrån kemisk sammansättning, försöka hitta en struktur som påminner om fossiliserade bakterier, analysera utseendet och den kemiska sammansättningen av den och jämföra den med andra mikrofossiler och levande bakterier.  Problemet är att om vi har något som ser ut som en bakterie från jorden i en meteorit som nyligen fallit på jorden så är ju den enklaste förklaringen att den hamnat där efter att meteoriten föll på jorden, och att det alltså handlar om att provet kontaminerats med jordlevande bakterier på något sätt.  Alternativt kan det vara något som ser ut som en bakterie men inte är det.  Hoover hävdar att han uteslutit alla andra möjligheter än att det verkligen är en utomjordisk fossiliserad bakterie som liknar en cyanobakterie.  Än så länge har dock inte experter inom fältet bekräftat hans slutsatser, och med all sannolikhet kommer två läger att uppstå kring detta:

dels en skeptisk majoritet, som tycker att Hoover drar slutsatser han inte har täckning för, att metoderna han använt inte kan falsifiera slutsatserna, d.v.s. att slutsatserna är ovetenskapliga, och att han använder Journal of Cosmology och övriga media för att skapa uppmärksamhet kring rena spekulationer,

och dels en liten grupp panspermiaentusiaster som anser att bevisen är övertygande och att man motarbetas av etablissemanget inom NASA och de mer välrenommerade vetenskapliga tidskrifterna.

Själv lutar jag nog mer åt skeptikerna.  Läs Phil Plaits Bad Astronomy för en (sunt skeptisk) sammanfattning av läget.  Om ni vill läsa JoC så får ni snabba på – den kommer snart läggas ner, enligt en pressrelease återbloggad av David Dobbs, som på ett mycket underhållande sätt berättar historien om denna publikation.

Uppdatering:

Clas Svahn, UFO-granskare och skribent på DN bloggar om meteoritfynden och försvarar DN:s publicering av nyheten.

NASAs ledning själva distanserar sig från Hoover och förklarar att artikeln ursprungligen skickades in till astrobiologitidskriften International Journal of Astrobiology redan 2007, men aldrig accepterades för publicering av expertgranskarna.  (Möjligen kan Hoover ha sett JoC som sin sista chans att få artikeln publicerad?)

Astrosmurfen och astronomerna i Populär Astronomis kommentarsfält är också minst sagt skeptiska.

Gästbloggat på Populär Astronomi om arsenikbakterier

I veckan har jag gjort ett litet gästspel på Populär Astronomis redaktionsblogg.

Den lilla proteobakterien GFAJ-1 av familjen Halomonadaceae har visat sig kunnat göra något som inget annat känt liv på jorden kan: den kan binda arsenik i sina biomolekyler, specifikt i sitt DNA (Science, Astrobiology Magazine, SR Vetenskapsradion, DN, Aftonbladet). Bakterien använder det istället för fosfor och den så kallade fosfatgruppen i DNA-kedjan, som alltså istället blir en arsenatgrupp.

I mitt inlägg har jag framför allt försökt förklara vilken roll arseniken kan tänkas spela i en sådan organism och vilken betydelse GFAJ-1 har för astrobiologin som forskningsområde.

 

Guldlockplaneten Gliese 581g

Inte för varmt och inte för kallt, men precis lagom – så kan man sammanfatta vad det teoretiska begreppet ”den beboeliga zonen” (eng. Habitable Zone, HZ) betyder för en planet.  Av denna anledning kallar man ibland zonen för Guldlockzonen, eftersom Guldlock i folksagan våldgästade de tre björnarna och åt av gröten som var lagom varm, efter att ha smakat på alla tre tallrikarna, där den första var för varm och den andra för kall.

[…] The estimated equilibrium temperature of GJ 581g is 228 K, placing it squarely in the middle of the habitable zone of the star and offering a very compelling case for a potentially habitable planet around a very nearby star. That a system harboring a potentially habitable planet has been found this nearby, and this soon in the relatively early history of precision RV surveys, indicates that eta_Earth, the fraction of stars with potentially habitable planets, is likely to be substantial. This detection, coupled with statistics of the incompleteness of present-day precision RV surveys for volume-limited samples of stars in the immediate solar neighborhood suggests that eta_Earth could well be on the order of a few tens of percent. If the local stellar neighborhood is a representative sample of the galaxy as a whole, our Milky Way could be teeming with potentially habitable planets.

Vogt m. fl. (2010), accepterad för publicering i Astrophysical Journal

Gliese 581 (eller GJ 581, vilken är dess katalogförkortning) är en liten, röd dvärgstjärna, av den sorten som är så vanlig och oansenlig att man bokstavligt talat inte lägger märke till den – medan stora stjärnor bränner sitt väte snabbt och lyser över stora avstånd, behöver man ett teleskop för att överhuvudtaget se Gliese 581 på stjärnhimlen – och det är bara det faktum att den är relativt nära oss i Vintergatan, 6,2 pc eller omkring 20 ljusår, som gör att man trots allt studerat dess ljus i detalj.

Med hjälp av radialhastighetsmetoden, alltså genom att mäta hur stjärnans ljus dopplerskiftas när planeterna rör sig i sin bana kring stjärnan, har man under flera år kunnat kartlägga stjärnans rörelse, med ständigt förbättrad precision och mer och mer tillgängliga data.  Resultatet har blivit en växande lista över planeter i systemet.  Den först upptäckta GJ 581b som antagligen är en gasjätte, GJ 581c, en varm ”superjord” på gränsen till den beboeliga zonen, som kanske skulle kunna ha en tät atmosfär med vattenånga, GJ 581d, en stor kall planet, eventuellt med en fast yta, på den yttre gränsen till den beboeliga zonen, GJ 581e, som kan vara den minsta exoplanet kring en huvudseriestjärna som någonsin hittats och antagligen är en het stenvärld, och slutligen de senaste fynden GJ 581f, en stor isplanet i utkanten av systemet, eventuellt med ett gashölje, och GJ 581g.

Lynnette Cook, konstnärlig tolkning av GJ 581g.

Gliese 581g är en milstolpe för planetjägarna.  Inte för att den är liten, för även om den är så pass liten att den bör vara en stenplanet, har man upptäckt mindre planeter.  Nej, det revolutionerande är att den har ett sådant avstånd från sin stjärna att denna stenplanet av stjärnans röda sken värms upp ungefär lika mycket som jorden, och att den med en atmosfär liknande jordens också borde ha liknande temperaturer.  I genomsnitt.  Kort sagt, det är inte otroligt att det finns platser på denna planet med förhållanden liknande dem på jordens yta.

Men ett par viktiga skillnader mellan denna planet och jorden finns.  Genomsnittstemperaturen är visserligen en bra indikator, men den ger inte hela bilden.  Ett problem kan vara stjärnans strålningsspektrum och dess påverkan på atmosfären och hypotetiska livsformer, ett annat att planeter på ett sådant avstånd från en röd dvärgstjärna tenderar att vara låsta i sin rotation så att de alltid visar samma sida mot stjärnan.  Följden skulle vara ett extremt klimat, kanske med påföljden att ena sidan av planeten blir en torr öken och den andra en frusen isvärld, med extrema vindar och vädereffekter som följd i den lilla remsa mellan sidorna som skulle kunna ha en drägligare temperatur.  Eventuellt vatten i atmosfären kanske skulle frysa på den kalla nattsidan och torka ut luften.  Det i sin tur skulle kraftigt begränsa planetens förmåga att hysa livsformer större än bakterier på större delen av ytan.

De forskare som menar att just den låsta rotationen är en avgörande faktor för möjligheten att hitta liv, tycker att man borde leta efter månar kring gasplaneter i den beboeliga zonen kring röda dvärgar – de kan nämligen vara låsta till planetens rotation istället för stjärnans, och därmed ha en ”normal” dag- och nattcykel, även om planeten inte rör sig på himlen.

Om vi om 10-20 år kan avbilda och spektralanalysera små jordliknande planeter med framtidens teleskopteknik, då är detta definitivt ett av de första ställena som vi kommer att titta på.  Men vi kan nog i alla fall nu våga oss på ett svar på frågan om andra planeter med jordliknande temperaturer och atmosfärer finns – ja, de finns, och de kan vara mycket vanliga.  Att vi inte ser så många än beror bara på att de ligger precis i gränsen för vad man överhuvudtaget kan upptäcka med dagens teknik.

Populär Astronomi sammanfattar läget bra på svenska.

Phil Plaits blogg Bad Astronomy reder ut lite myter och möjliga missuppfattningar kring upptäckten, på engelska.

DN, Presskonferens på National Science Foundation(engelska, video), Aftonbladet

”Hello world!” – artificiellt liv här

Tänk dig att du skulle kunna skriva ihop kod till ett program i datorn, trycka på en knapp och skicka iväg koden till ett laboratorium.  Efter en tid får du med posten din egen lilla mikroorganism, tillverkad exakt efter dina genetiska specifikationer.

Ett första steg mot denna verklighet har tagits i och med publiceringen av artikeln nedan, som rapporterar att en fullt fungerande bakterie med 100 % labbtillverkat DNA nu har skapats.   Amerikanska Craig Venter Institute, som också var först med att producera det första helt syntetiska viruset och den första helt syntetiska kromosomen, ligger bakom bedriften.

Science DOI: 10.1126/science.1190719

Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome

D. G. Gibson et al.


We report the design, synthesis and assembly of the [Mycoplasma mycoides] genome starting from digitized genome sequence information and its transplantation into a Mycoplasma capricolum recipient cell to create new Mycoplasma mycoides cells that are controlled only by the synthetic chromosome. […] The new cells have expected phenotypic properties and are capable of continuous self-replication.

Naturligtvis är de första stegen ganska blygsamma och mer av symbolisk betydelse – det handlar inte om att bokstavligen konstruera en bakterie från grunden, utan vad man har gjort är att ta den kända genetiska informationen från en typ av relativt väl studerade bakterier, tillverkat en fullständig DNA-kopia och placerat DNA:t i en bakterie av liknande typ som man tömt på genetiskt material.  När den nya bakterien sen delar sig så kommer den i fortsättningen att sprida anlagen från det syntetiska DNA:t, inte det ursprungliga.  Vad är då nyttan med detta?

Inte så mycket idag.  Bakterien beter sig ju precis som en organism som redan finns.  Men för att bevisa att det verkligen rör sig om en syntetisk organism, har man kodat in meddelanden i delar av DNA-koden.  Enligt uppgift rör det sig om kontaktuppgifter till forskarna som ligger bakom upptäckten som man valt att koda in i bakteriens proteinsekvenser, som ett så kallat påskägg åt de forskare som vill verifiera upptäckten.

För molekylärbiologin är detta en stor bedrift, antagligen större än fåret Dolly. Man har framgångsrikt demonstrerat principen att det är möjligt att konstruera genetiskt helt skräddarsydda organismer.  Craig Venter har tidigare sagt att han har den uttalade ambitionen att skapa bakterier som kan hjälpa mänskligheten att lösa stora problem som till exempel klimatförändringarna, genom att binda atmosfärens koldioxid till biobränsle.  Konsekvenserna för jordens ekosystem är potientiellt enorma, och med all sannolikhet kommer Venters idéer att granskas hårt med avsikt på miljö, etik och säkerhet.

Den eventuella betydelsen för ett tvärvetenskapligt fält som astrobiologin är svårare att överblicka.  I det långa loppet kan det antagligen leda till en intensivare debatt kring mänsklig påverkan på ekosystem på jorden och möjligheten att skräddarsy bakterier anpassade för att leva under de extrema förhållandena på andra platser i solsystemet.  Kanske är den viktigaste konsekvensen av denna upptäckt, och andra milstolpar på vägen, att vårt sätt att tänka kring livet förändras – från att ha varit ett stort mysterium, till att bli en oerhört komplex process som ändå kan studeras, förstås och påverkas.

En gratulation kan vara på sin plats, från den kanske äldsta vetenskapen (astronomin) till en av de yngsta (molekylärbiologin), för att, ursäkta klyschan, ha löst ett problem som för inte så länge sedan var ren science fiction.  Det blir intressant att se om denna bedrift kommer att följas av en serie utsagor om att liv i universum kan vara vanligt förekommande – inte för att det i princip har någon betydelse för livets spontana uppkomst, men för att det påverkar forskarens inställning till fenomenet.

Även en anmärkning kan vara befogad: artificiellt liv i vidare mening, alltså maskiner, programvara, robotar och annat som uppvisar beteenden och egenskaper liknande livets, har naturligtvis funnits betydligt längre som forskningsfält.  ”Riktiga” bakterier med syntetiskt DNA benämns syntetiskt liv av de som har anledning att skilja på de två begreppen.  Det återstår att se vilken som blir den mest etablerade termen.

SVT Rapport

Wired

DN

Varför jorden och inte Mars eller Venus?

Jag fick en fråga till den gamla bloggen:

Hej hopp! Vi håller på med ett skolarbete i skolan om evolution. En av frågorna är vad som gjorde jorden så lämplig för livet att utvecklas -Vad för ”egenskaper” som var/är speciella för jorden som inga andra planeter i solsystemet har…
Fanny

En av astronomins och astrobiologins grundläggande frågor handlar just om hur speciell jorden är egentligen.  Vi vet ju att den inte är särskilt lik de andra planeterna i solsystemet idag, men hur svårt skulle det vara för en planet som liknar jorden att uppstå i ett annat solsystem?  Det vet man inte säkert, men sökandet efter små, steniga planeter i vår galax som pågår just nu kan hjälpa oss att förstå hur lätt det är för en planet som jorden att bildas.

De egenskaper som är speciella för jorden är många.  Jag är själv astronom och därför är jag inte expert på sådant som forskare från andra områden, till exempel geologer och biologer tycker är viktigt; men om man tänker på jorden som planet i solsystemet så är det några saker som är väldigt viktiga.

Det absolut viktigaste när man jämför med de andra planeterna i solsystemet är avståndet från solen.  Jorden ligger på ett sådant avstånd från solen att vi får en ganska trevlig medeltemperatur på jordytan, som en vacker vårdag i Sverige kanske.  Det är viktigt, därför att medeltemperaturen styr vilka ämnen som finns i flytande, fast eller gasform, och jordens temperatur gör att vi får flytande vatten på ytan.  Flytande vatten råkar vara väldigt bra för liv, bland annat för att det finns ganska mycket av det, det blandar sig inte med organiska föreningar, det får lägre densitet när det fryser (så att det kan finnas sjöar under isen även när det är fruset ovanpå), och det är en viktig beståndsdel i biologiska celler.

Att vi har vatten och regn, som binder koldioxid i berget, gör också att växthuseffekten ligger på en lagom nivå om man tänker på lång sikt, flera miljoner år.  En planet med för mycket växthuseffekt blir till slut som Venus ungefär, flera hundra grader C med en tjock atmosfär, medan en planet med för lite växthuseffekt kanske blir för kall.

Att jorden är geologiskt aktiv, smält inuti och med en yta som förändras genom vulkanutbrott och liknande betyder också att rörelsen av smält magma i jordens inre kan medverka till att skapa jordens magnetfält.  Detta är ganska komplicerat, men i alla fall så kan inte kroppar som är geologiskt inaktiva, som månen till exempel, ha ett starkt magnetfält.  Och utan ett magnetfält finns det inget som skyddar atmosfären från solvinden, och i så fall skulle vår atmosfär förändras och förstöras mycket fortare.  Att jorden har ett magnetfält är alltså viktigt för att vi ska kunna ha en atmosfär och vatten på ytan.

Att jorden har en stor måne gör att den är bättre på att rotera stabilt runt sin egen axel, så att årstiderna inte ändras så mycket.  Utan månens stabiliserande verkan skulle jordaxeln vridas fram och tillbaka mer.  Om jorden inte skulle ha haft en måne skulle vi kanske ha haft ett så extremt klimat i perioder att livet inte skulle ha tillräckligt med tid på sig att utvecklas ordentligt innan det dog ut igen.

Det är också viktigt att jorden är tillräckligt stor. Mars har bara en tiondel av jordens massa och man tror att det är en viktig anledning till att Mars är så torr idag.  Den var för liten för att kunna hålla kvar lätta grundämnen som väte med sin gravitation, och om väte läcker ut ur atmosfären så försvinner också vattnet, därför att vätet kommer från vattenmolekyler innan det hamnar fritt i atmosfären, och vätet kan bara bilda vatten igen om det inte försvinner ur atmosfären först.  Venus är nästan lika stor som jorden, men Venus ligger så nära solen att den blir alldeles för varm.

Jorden är geologiskt aktiv och har något som kallas för plattektonik.  Det betyder att kontinenterna rör på sig och glider omkring ovanpå havsplattorna och manteln, så att havsbottnen och delar av kontinenterna långsamt trycks ner i jordens inre igen.  Det är viktigt för vissa kemiska cykler på jorden, till exempel kolet i atmosfären, och kan även vara viktigt för tillgången på näringsämnen för enkla livsformer.

Detta är några saker jag kan komma på bara på rak arm, men jag rekommenderar att ni försöker hitta mer från andra forskare. Det finns mycket mer skrivet på engelska än på svenska kring aktuell forskning i det här ämnet, så ett tips på en bra fråga att googla kan vara ”what makes Earth habitable?”, alltså ungefär ”vad är det som gör jorden beboelig?”. Som alltid när man gör skolarbeten så är det viktigt att ange källor – var därför noga med att berätta vilka personer som har skrivit arbeten som ni använder, och hur man kan hitta det om man vill kolla det själv. Värdera också era källor – ett arbete från en yrkesforskare som är publicerat av en seriös vetenskaplig tidskrift är nästan alltid mycket pålitligare än en artikel i kvällstidningarna eller en privat hemsida på nätet, till exempel.