Atrast brālēnus
Publicēts: 17.02.2010
Galapagu salu iguānas būtiski atšķiras no savām māsīcām, kas apdzīvo kontinetu. Tā kā tās pašas nespēj nopeldēt garus gabalu, biologi uzskata, ka Galapagu salu pirmiedzīvotājas ieradušās uz dabīgiem veģetācijas plostiem. Iespējams, ka kaut kas līdzīgs ir noticis arī kosmiskajā okeānā.
Daži zinātnieki uzskata, ka dzīvība uz Marsa, ja tur tāda pastāv, varētu būt "salu sugas", kuras prom no Zemes aizgādātas ar meteorītiem. Bet varbūt abas planētas saņēmušas "sēklas" pavisam no cita "kontinenta"?
"Zeme varētu nebūt DNS Visuma centrs," teica ģenētikas profesors Garijs Ruvkuns no Hārvardas medicīnas skolas un Masačūsetsas slimnīcas.
Ideja nemaz nav tik traka. Mums jau ir pierādījumi, ka bioloģiski svarīgās molekulas, piemēram, aminoskābju sastāvdaļas, uz Zemi nogādā komētas. Ir iznāms arī tas, ka pirms aptuveni 3,5 miljardiem gadu meteorīti bieži bombardēja Zemi un, iespējams, ka kāds akmens no Zemes ir nonācis kosmosā. Mikrobi un bioloģiskās molekulas varētu ceļot kosmosā, izmantojot šos "plostus".
Šo teoriju, kura nodēvēta par panspermiju, Ruvkuns un kolēģi vēlas izpētīt, izveidojot SETG jeb Ārpuszemes genomu meklētāju. Viņi veido instrumentu, kas varētu doties uz Marsu un meklēt DNS paraugus smiltīs. Ja izdotos atrast šādu materiālu, varētu pārbaudīt, vai marsieši ir mūsu "brālēni". Pirmais SETG prototips tiks pārbaudīts jau šogad.
Šī ir pirmā reize, kad DNS analizēšana tiek piedāvāta iekļaut planetārajā misijā. Agrāk tika izmantoti cita tipa dzīvības noteicēji. Piemēram, uz Vikinga atradās iekārtas, kas meklēja bioloģisko aktivitāti vai organiskās molekulas.
Projekta pretinieki iebilst, ka pagaidām ir pāragri domāt par DNS uz Marsa.
"Ja šeit būtu citas dzīvības pazīmes, es ar sajūsmu atbalstītu DNS analīzi," teica Normans Peiss no Kolorādo universitātes. "Bez biomasas pazīmēm DNS analīze šķiet pāragra."
Ruvkuns apgalvo, ka viņa komandas izstrādātā tehnoloģija ļauj noteikt pat tikai vienas DNS molekulas esamību paraugā, kamēr citi biotesti nav tik jutīgi.
"Ir ļoti grūti noteikt vienu molekulu ar ķīmisko reakciju palīdzību," piekrīt Harijs Nollers no Kalifornijas universitātes. "Bet ir iespējams to pavairot, lai pastiprinātu signālu."
Ja uz Marsa tiktu atrasta DNS molekula, tad pirmā doma būtu, ka tā ir atvesta ar kosmosa kuģi no Zemes. Lai izslēgtu šādu varbūtību, SETG instruments salīdzinās tās secību ar Zemes sugu ģenētiskajiem kodiem.
Ņemot vērā izolāciju, marsieši būs attīstījušies savādāk nekā to brālēni uz Zemes. Tomēr, ja mums ir vieni un tie paši senči, kā uzskata Ruvkuns, tad kaut kādām kopīgām iezīmēm vajadzētu pastāvēt.
Lai analizētu citplanētiešu DNS, ir vajadzīgs kopējs atskaites punkts, kāds DNS gabals, kurš būtu saglabājies gan zemiešos, gan marsiešos. Ruvkuns uzskata, ka tas varētu būt 16S ribosomālais RNS gēns, kas atbild par olbaltumu veidošanas procesu. Šī gēna secība miljardiem gadu ilgajā evolūcijas periodā praktiski nav mainījusies. Patiesībā īsie segmenti šajā gēnā ir identiski vairāk nekā 100 000 sugu uz Zemes.
"Mutācija šajā gēnā nav savietojama ar dzīvību," teica Nollers, kurš nepiedalās SETG projektā.
Tādejādi Ruvkuna komanda pieņem, ka jebkurš marsietis, kuram ir kopēja izcelsme ar Zemes dzīvību, varētu būt šī gēna nēsātājs.
Ruvkuna grupa plāno izmantot šos 16S RNS gēna segmentus kā signālmolekulas DNS pavairošanas procesā. Biologi plaši izmanto šo tehnoloģiju, lai atrastu un pavairotu specifiskas DNS molekulas daļas. Paraugam tiek pievienotas daudzi šādas signālmolekulas vienas ķēdes pavedieni, kuri "pieķeras" visām DNS molekulām, kurās ir atbilstošais kods. Signālmolekulu pievienošanas izraisa DNS ķēdes pavairošanos, izmantojot paraugam pievienotos fermentus.
SETG gadījumā 16S secības fragmentus pievienotu smilšu vai ledus paraugam, kurš tiktu savākts uz Marsa. Ja paraugā ir DNS, kurā ir fragments, kas atbilst šai 16S ribosomālā gēna secībai. Atrastā DNS molekula tiktu pavairota līdz to varētu noteikt un izpētīt ar mūsdienās izmantotajām metodēm.
Pavairošanas process, kuru pazīstam kā polimerāzes ķēdes reakciju, ir pietiekami vienkāršs, tādēļ to varēs īstenot automātiskajā zondē.
Ja DNS tiks atklāta SETG veiks aptuveni 100 vai vairāk bāzu pāru analīzi, kas atrodas ap signālmolekulu. Šis koda fragments parasti nav identisks visām dzīvajām būtnēm, tādēļ tā mutācijas palīdzēs noteikt, ar ko mums ir darīšana.
Ja paraugs būs piesārņots ar DNS molekulām no Zemes, SETG spēs atpazīt to pēc šiem fragmentiem, kas atrodas ap signālmolekulu, un noteikt, kas ir piesārņojuma avots.
Bet ja atrastajam nelīdzināsies nekas, kas pastāv uz Zemes, Ruvkuna grupa varēs paziņot, ka viņiem ir izdevies atrast sen meklētos Marsa iedzīvotājus. Tā kā DNS nevar ilgi pastāvēt uz Marsa fosilizētā formā, tas nozīmētu, ka šie iedzīvotāji ir vēl dzīvi.
Ja Marsa dzīvības formas ir jau izmirušas, visticamāk nekādu DNS neizdosies atrast. "Ja Marss tika sterilizēts pirms miljardiem gadu, tad mūsu projekts būs izgāzies," piebilda Ruvkuns, kurš uzskata, ka, ja Marss reiz ir bijis apdzīvots, tad tas tāds ir joprojām. "Nekad neliec likmes pret dzīvību," viņš teica. "Mēs nevaram iedomāties visas vides, kurās spēj izdzīvot organismi."
Šobrīd Ruvkuna grupa ir izveidojusi aparāta prototipu, kas ir tik liels kā kurpju kaste. Lai precīzāk nokalibrētu jauno instrumetnu, grupa dosies uz Kopahuje vulkānu Argentīnā, kas tiek uzskatīta par vietu, kas visvairāk atgādina Marsu. Prototips mēģinās atrast to mikrobu DNS, kas mājo skābajos strautiņos, kas tek pa vulkāna nogāzēm.
Ja projekts tiks iekļauts kādā no Marsa misijām, SETG instrumentam būs jākļūst vēl mazākam. Tiek lēsts, ka reāla instrumenta uzbūvēšana varētu izmaksāt aptuveni 30 miljonus USD. Pirms tam gan Ruvkuna lolojumam jāiztur liela un spēcīga konkurence, jo lidojumam uz Marsu ir pieteikušies vēl daudzi citi projekti.
Astrobiology Magazine
Komentāri
