De Curiosity-rover ontdekte onlangs methaan op Mars, wat kan duiden op de aanwezigheid van levensvormen daar. Betekent dit dat we op het punt staan het leven op Mars te ontdekken? Professor biologie en genetica Gary Ravkan wil DNA op Mars zoeken. Hij wordt aangetrokken door het idee dat het leven zoals we het kennen universeel is in de hele Melkweg.
Al bijna zeven jaar onderzoekt NASA's Curiosity-rover het oppervlak van Mars. Twee weken geleden deed hij een verrassende ontdekking met relatief hoge concentraties methaangas. De rover ontdekte in 2013 ook methaan, maar de concentratie die deze maand werd geregistreerd - ongeveer 21 miljardste van een fractie - werd verdrievoudigd. De reden dat deze boodschap groot nieuws werd in de wetenschappelijke gemeenschap, is omdat methaan vaak een teken van leven is; Ondanks het feit dat dit gas het resultaat kan zijn van verschillende chemische reacties, wordt een aanzienlijk deel ervan geproduceerd door levende wezens. Betekent dit dat we op het punt staan het leven op Mars te ontdekken en, zo ja, wat voor leven zou dat kunnen zijn?
Om deze kwesties te bespreken, sprak ik aan de telefoon met Gary Ruvkun, een moleculair bioloog en hoogleraar genetica aan de Harvard Medical School. Ravkan, zoals hij zelf toegeeft, neemt een ongebruikelijke positie in bij de vraag naar de oorsprong van het leven en de mogelijkheid om overal tekenen van leven te ontdekken. Kortom, hij trekt de conventionele bewering in twijfel dat onze op DNA gebaseerde levensvorm op aarde is ontstaan. Het interview, dat begon met een gesprek over de ontdekking van methaan, veranderde in een discussie over waarom hij een apparaat naar Mars wil sturen, een zogenaamde DNA-sequencer. (Na ons gesprek kondigde NASA aan dat de methaanconcentratie was gedaald tot normale niveaus, waardoor wetenschappers nog meer in de war raakten.) Tijdens ons gesprek, dat voor de duidelijkheid is bewerkt en ingekort,We bespraken ook hoe het wetenschappelijke debat over de oorsprong van het leven en religieus debat elkaar kruisen, de redenen waarom hij fataal ongelijk kan hebben en wat het betekent om een minderheidsstandpunt te uiten in de wetenschappelijke gemeenschap.
Wat is de belangrijkste conclusie die u trekt uit het feit dat methaan wordt gedetecteerd?
- Zoeken naar methaan is een goede techniek om indirect naar leven te zoeken. Het probleem is dat er ook chemische methoden zijn om methaan te produceren. Het kan geen ideaal surrogaat voor het leven worden genoemd. Daarom zijn de door NASA voorgestelde experimenten om leven te detecteren, vooral in ons tijdperk van exoplaneten, toen er zoveel planeten rond sterren werden ontdekt, gericht op spectroscopische studies van hun atmosfeer. Dit gaat altijd gepaard met het gebruik van grote hoeveelheden chemicaliën zoals methaan en CO2.
Denk je dat dit de beste manier is om deze taak te volbrengen? Of denk je dat er een betere manier is om dit onderzoek te doen?
“Dit is de enige manier om ze op zulke afgelegen plaatsen uit te voeren. Mijn favoriete manier om leven te vinden, is door naar de planeet te vliegen en daar naar DNA te zoeken. Hieruit volgt dat het leven op een andere planeet misschien volledig analoog is aan het leven hier, maar de meeste astrobiologen geven de stand van zaken enigszins anders weer.
Hoe verschilt uw standpunt over deze kwestie van de algemeen aanvaarde mening?
Promotie video:
- Naar mijn mening is de stelling dat het leven hier is ontstaan enigszins aanmatigend. Op basis daarvan lijkt het erop dat we op de een of andere manier volledig uniek zijn, en dat alles precies hier is gebeurd. Ik voel me esthetisch aangetrokken tot het idee dat het leven zoals we het kennen universeel is in de hele Melkweg. Het lijkt erop dat zodra het evolueert, het zich begint te verspreiden. En een manier om dit te bewijzen is door de klok vooruit te laten lopen, niet achteruit. Als we het echt hebben over het koloniseren van Mars, dan is de eerste stap om bacteriën daarheen te sturen om een atmosfeer te vormen. Dus als je de klok een miljoen jaar vooruit start, sturen we waarschijnlijk bacteriën naar verschillende planeten op een miljoen lichtjaar afstand.
Dus wacht, ik wil het gewoon begrijpen. Dus je zegt dat je het romantisch of aantrekkelijk vindt om te denken dat andere levensvormen vergelijkbaar zullen zijn met ons?
- Ja. Het feit dat het leven hier niet is ontstaan. Ze is net op onze planeet geland. Dat het ergens anders is ontstaan. En veel mensen klagen hierover. Ze zeggen: "Wel, verplaats je het probleem van de oorsprong van het leven gewoon naar een andere plaats." En zo is het.
In uw e-mail omschreef u uw opvattingen als "niet erg standaard op het gebied van microbiologie". En dit komt deels door het feit dat je een DNA-sequencer naar Mars wilt sturen, toch?
- Als je hier op aarde ergens naar het meer gaat en wilt weten wie daar woont, dan wordt de volgende methode gebruikt om het antwoord op deze vraag te vinden: er wordt vuil meegenomen, er wordt DNA-analyse uitgevoerd en alle genomische verbindingen binnen dit DNA worden bepaald. Dit geeft je een redelijk goede momentopname van wie er op die plek bestaat. Er zijn natuurlijk veel verschillende soorten bacteriën die in bodems en vergelijkbare stoffen leven.
En als je in de literatuur kijkt, zijn er tienduizenden onderzoeken die hierop zijn gebaseerd, en de eerste keer dat dit werd gedaan, naar mijn mening, 20 jaar geleden, werd DNA gebruikt als een vingerafdruk om bestaande organismen op te sporen. En we kunnen zeggen: "Je kunt gewoon hetzelfde doen op Mars en de DNA-sequentie analyseren." En dan zou je vragen: "Wel, is daar iemand zoals onze neef?" Wat we vinden zou niet onze broer moeten zijn. Het kan met ons verbonden zijn door meer verre banden dan een broer, bijvoorbeeld als neef, wat betekent dat het uit dezelfde levensboom kan komen. Als je dat eenmaal hebt gedaan, kun je zeggen: "Wel, het leven op aarde en Mars zijn vergelijkbaar, en dat is een beetje het minst interessante idee, omdat de aarde en Mars heel dichtbij zijn." Dus het is bijna duidelijkdat ze dezelfde levensvorm mogen hebben, omdat er een uitwisseling is. Maar wat als er overal in de Melkweg één en dezelfde levensvorm is?
Wat zouden mensen die sceptisch zijn over uw gedachten hierop zeggen?
“Ze zouden zeggen dat dat onzin is. [Lacht] Omdat ze zeggen: "Wel, het moest ergens beginnen, dus waarom denk je niet dat het hier begon? Waarom breng je de hypothese naar voren dat we het leven hebben opgenomen en niet de bron van zijn ontwikkeling worden? ' Omdat er duidelijk bewijs is voor de ontwikkeling van leven in onze genomen. Dit wordt de RNA-wereld genoemd, wat de vroegste vorm van leven was en nog steeds aanwezig is in onze genomen. We kunnen het daar zien, dus we kunnen de vroege stadia van evolutie identificeren met slechts één analyse van moderne genomen. In leerboeken en in de orthodoxe wetenschap was de RNA-wereld - een soort voorloper van de DNA-wereld - vier miljard jaar geleden op aarde. En ik zou willen suggereren dat, nee, het bestond waarschijnlijk tien miljard jaar geleden ergens aan de andere kant van de Melkweg en verspreidde zich door de melkweg.
Het blijkt dat er voor geen van de hypothesen - noch ongeveer vier miljard jaar, noch ongeveer tien miljard jaar - geen wetenschappelijke rechtvaardiging bestaat? Is dat wat je bedoelt?
- Nee nee nee. De aarde bestaat al 4,5 miljard jaar. En het universum is, tenminste als je meetelt vanaf de oerknal, ongeveer 14 miljard jaar oud. Daarom, als het leven ergens anders is ontstaan, heb je een tijdsreserve van tien miljard jaar. Maar ik zou liever hebben dat deze reserve honderd miljard jaar of duizend miljard jaar is. Het zou veel leuker zijn.
En waarom zou het zo veel leuker zijn?
- Nou, omdat je dan meer tijd hebt. Zie je, het punt is dat als je naar het fossielenarchief kijkt, waar kun je dan het eerste bewijs van leven vinden? Natuurlijk zul je bewijs vinden voor bacteriën, wat lijkt op bacteriën, zogenaamde stromatolieten, deze groenachtig blauwachtige bacteriën die in kolonies voorkomen. Deze vormen allemaal goede fossielen en zijn 3,5 miljard jaar geleden te zien. Dat wil zeggen, het leven is al zeer snel na het afkoelen van de aarde geëvolueerd tot het stadium van de vorming van vrij complexe bacteriën.
En weet je, de meeste mensen buiten de wetenschappelijke gemeenschap zullen zeggen: "Nou ja, bacteriën zijn vrij simpele organismen." Maar bacteriën zijn geen simpele organismen. Bacteriën zijn ongelooflijk complex. Bacteriën zijn de zelfreplicerende robots waar elektrotechnici van dromen. Ze kunnen in 20 minuten een kopie van zichzelf maken met vierduizend onderdelen.
Dus, welke conclusie kun je trekken uit je verhaal over bacteriën?
“Ze bevonden zich op een ongelooflijk hoog niveau van evolutie, en ik denk dat ze hier kwamen zodra de aarde afkoelde en net begon te groeien. Ze verspreidden zich door de Melkweg en mogelijk door het hele universum. Heeft u bijvoorbeeld gehoord van het SETI-project? Zijn ze op zoek naar intelligent leven?
Ja. [Eigenlijk niet.]
- In de regel zijn dit wiskundigen en ze verwachten dat de slimmeriken in een ander sterrenstelsel hen het getal Pi zullen sturen, of, weet je, een ander wiskundig signaal. In feite sturen ze alleen DNA-sequenties.
Dat wil zeggen, je zegt dat het leven hier is gekomen terwijl het zich overal verspreidde. Dus als we een DNA-sequencer de ruimte in sturen en ontdekken dat, op basis van de verzamelde gegevens, dit alles zich verspreidde en vervolgens naar de aarde vloog, en we helemaal niet de voorlopers van alles zijn …
- Precies.
Dus andere mensen, degenen die een andere mening hebben over deze kwestie, geloven: "Nee, onze vorm van leven is hier ontstaan, en andere vormen van leven kunnen op andere planeten voorkomen, en we kunnen dit begrijpen dankzij methaan" of iets in deze geest? Daarom moeten we op zoek naar zoiets als methaan, omdat we op die manier totaal verschillende levensvormen kunnen vinden
- Precies. Dit gebied van astrobiologie is het gebied van mensen die nadenken over het leven op andere planeten. En er zijn waarschijnlijk, ik weet het niet, tussen de duizend en vijfduizend mensen die zichzelf astrobioloog noemen, en NASA heeft veel moeite gedaan om dit gebied te ontwikkelen. En als je duizend astrobiologen zou vragen of ze geloven dat het leven zich onafhankelijk heeft verspreid of geëvolueerd, zou ik zeggen dat 1% bereid zou zijn om het idee te accepteren om leven te verspreiden in de vorm waarin ik kan zeggen, het promoten.
Dus als 99% van de wetenschappers in het broeikaseffect gelooft, en een onbeduidende minderheid zegt dat het geen verband houdt met menselijke activiteiten of dat het simpelweg niet bestaat, hoe dan ook, rollen we met onze ogen en zeggen: 'Nou, dit is niet erg iets wetenschappelijk. " Deze mensen zijn radertjes in de fossiele brandstofindustrie en aanverwante gebieden. Je bent een zeer gerespecteerde wetenschapper die niet als een excentrieke excentriekeling wordt beschouwd. Heb je innerlijke twijfels?
'Als ik een rationeel persoon was, zou je waarschijnlijk gelijk hebben. [Lacht.] Maar ik weet niet waarom. Het is gewoon logisch. In feite zegt elk leerboek dat het leven op aarde plaatsvond, en dit is een beetje improvisatie - om te zeggen: weet je, en we zijn hierheen gevlogen. Begrijp je? Dit geeft in zekere zin geen voldoening, omdat het het probleem ergens anders naar een andere sfeer verplaatst. Begrijp je? Maar toch moest het ergens anders beginnen.
Ik denk dat ik het idee heb gekregen dat het zo gemakkelijk is om van een zak met chemicaliën naar een volwaardige bacterie te gaan, en dat dit op aarde binnen een paar honderd miljoen jaar kan gebeuren. Het is ook belangrijk om te begrijpen dat, gezien de platentektoniek op aarde, onze planeet heel, heel snel zijn geschiedenis uitwist terwijl continenten verschuiven en het aardoppervlak aan het herbouwen is. Het is erg moeilijk om monsters te vinden die meer dan drie miljard jaar oud zijn. Er zijn er niet veel op aarde. Daarom is het vrij moeilijk om hier naar de oudste fossielen te zoeken. En hier komen we bij een van de voordelen van Mars - er is geen platentektoniek. Daarom, als je op Mars naar enkele oude fossielen wilt zoeken, was er geen permanente begrafenis van het verleden, in tegenstelling tot de aarde.
Welke ontdekking op Mars kan de juistheid of onjuistheid van uw theorie aangeven?
- Nou, ik bedoel, nogmaals, als DNA-sequentiebepaling daar werd uitgevoerd, wat een zeer gevoelig proces is, toch? Daarom kon men op Mars uiterst zeldzame organismen vinden. En als je ze hebt gevonden en tegelijkertijd ontdekt dat het niet gemakkelijk is, weet je, een soort roos of acne van iemand van de assemblageafdeling van het ruimtevaartuig, dat dit iets is met diepe wortels - dat wil zeggen, het wordt geassocieerd met het leven op aarde, maar op ongeveer dezelfde manier als een kangoeroe een dier is, maar tegelijkertijd heel duidelijk verschilt van alles wat je in de Oude Wereld hebt gezien, dan zou je vaststellen dat je iets nieuws hebt ontdekt, toch? En hetzelfde kan gezegd worden voor bacteriën.
Of als de mensen van het SETI-project op een dag een signaal van vier tekens ontvingen, zoals een DNA-sequentie, en je een decoderingscode oppikte en zei: "Oh mijn God, dit lijkt op een van de genen die we herkennen", dan zou er bewijs zijn dat in genomics ergens daarbuiten op een andere planeet is er een uitwisseling.
Welke ontdekking zou u ervan kunnen overtuigen dat u zich vergist, of dat het geen toeval was dat u zich in de minderheid bevond?
- Als iemand een compleet nieuwe levensvorm zou ontdekken die niet op DNA is gebouwd, dan denk ik dat het een goede weerlegging zou zijn van dit idee van Panspermia.
Ik laat je heel binnenkort gaan, maar wat als het leven hier toch is ontstaan en zich dan verder verspreidt? En daardoor vonden we wat DNA op Mars, maar het kwam daar terecht omdat het zich vanaf de aarde verspreidde. Is het mogelijk?
“Ja, maar het plaatst ons in het centrum van het universum, en de hele kracht van de geschiedenis ligt in de oproep:“We moeten niet aannemen dat we het centrum van alles zijn. We zijn onbeduidend."
Wat zijn hier de religieuze redenen? Zie je enig religieus aspect in deze discussie?
- Heb ik je een link gestuurd of je gevraagd om naar een video te zoeken? [Ravkan raadde me aan een video op YouTube te bekijken waarin hij zijn standpunt over "het leven buiten de aarde" uitspreekt.]
Ja, ik heb deze video bekeken
- In deze video heb ik iets gedaan waar ik een beetje bang voor was: ik verwees naar de prachtige motor van ATP-synthase. Het is een van de meest verbazingwekkende kleine mechanismen die bacteriën hebben om energie op te wekken door protonen door membranen te pompen. En in wezen hebben ze een moleculaire motor die het aanzet, ik weet het niet, met ongeveer duizend omwentelingen per minuut of zo.
Daarom gebruiken de aanhangers van de intelligente theorie - ik ben bijna bang om dit te zeggen, omdat het laatste wat ik zou willen dat mijn openbare verklaringen worden geïnterpreteerd door de aanhangers van de intelligente theorie - de synthese van ATP als basis voor hun theorie gebruiken.
Wat is ATP-synthese?
“Dit is een kleine roterende hydraulische motor die ATP genereert via protonenpompen. Dit is een perfect wonder van evolutie. En ik wil benadrukken dat ik het beschouw als evolutie, maar religieuze fanatici gebruiken het om te bewijzen dat evolutie het niet kon, omdat het zo mooi doordacht is.
En hoe verhoudt dit zich tot deze twee theorieën …
“Nou, er zijn religieuze fanatici die hetzelfde voorbeeld volgen als ik. Ik gebruik dit voorbeeld om te zeggen: "Dit is het toppunt van evolutie." Zie je, drie of vier miljard jaar geleden is dit niet langer een primitieve levensvorm. Dit is een hoog ontwikkeld leven. Ze heeft al een hoog niveau van evolutie bereikt.
Doorzichtig. En ze beweren dat dit het unieke karakter van mensen bewijst omdat God hen heeft geschapen?
- Ja. En ik zeg: "Nee, want er is veel meer tijd verstreken dan vier miljard jaar."
Ik dacht dat je het tegenovergestelde zou zeggen over de religieuze dimensie, dat je theorie de aarde niet als het middelpunt van alles beschouwt, daarom geloven religieuze mensen er niet in. Maar de positie van andere wetenschappers ligt in ieder geval dichter bij sommige religieuze overtuigingen, omdat ze de aarde als het begin beschouwen
- Ja. Ik denk niet - nou, misschien is de orthodoxe kijk op de oorsprong van het leven op aarde geworteld in Adam en Eva. Ik weet het niet. Misschien heb ik in mijn hele leven geen enkele religieuze gedachte gehad.
Het is een schok. Hoe moeilijk is het om zo'n sequencer naar Mars te sturen? En kan dit in de nabije toekomst gebeuren?
- NASA steunt ons. Maria Zuber, een gepassioneerde planetaire wetenschapper, en ik werken hier al bijna 20 jaar aan samen, en NASA steunt ons werk. Dit is een risicovolle onderneming waar ze wel wat geld in willen steken, maar ze hebben de vlucht nog niet goedgekeurd. Daar zijn ze nog niet toe gekomen. Aan de andere kant is het behoorlijk interessant om te zien hoe NASA zichzelf organiseert. Elke tien jaar voeren ze de zogenaamde Decade Survey uit, wanneer ze wandelen en praten met planetaire wetenschappers in de VS, Europa en de wereld, en hen vragen: "Welk project is volgens jou het belangrijkste?" Dan komt het allemaal terecht in een document van 200 pagina's, en als je naar hun prioriteiten kijkt, wat is belangrijk voor hen als ruimtevaartorganisatie,dan is het zoeken naar leven op andere planeten prioriteit nummer één.
Speelt de hoge concentratie methaan een rol in deze discussie?
"De meeste astrobiologen zouden zeggen:" Nou, misschien zitten er methaanproducerende bacteriën in. " Deze bacteriën, die kooldioxide opnemen, gebruiken waterstof uit de bodem en produceren methaan. Het is metabolisme. En de meeste astrobiologen zouden zeggen: "Overigens kan methaan in verband worden gebracht met microben." En dus, ja, ik denk dat de meeste mensen het idee van methaanproducerende bacteriën op Mars leuk zullen vinden.
En waarschijnlijk zullen velen van hen zeggen: "Ja, het idee om een connectie te hebben met methaanproducerende bacteriën op aarde is misschien niet zo gek."
Dus laten we het voor de duidelijkheid samenvatten. Uit dit gesprek heb ik de volgende conclusies getrokken: je gelooft in de theorie van het intelligente begin, je gelooft niet in opwarming van de aarde en houdt je aan krankzinnige theorieën over het leven op andere planeten
- Wacht wacht. [Lacht.] Oh nee, niet doen. Het zal mogelijk zijn om mijn carrière op te geven.
Isaac Chotiner
