• Sunday July 21,2019

Aliens Among Us

Anonim

Setiap benda hidup di Bumi berkongsi sejarah yang panjang dan berwarna-warni. Planet kita dilahirkan pada tahun lalu 4.5 juta tahun yang lalu, dan untuk 600 juta tahun yang lalu, pengeboman mantap serpihan primordial menjadikan permukaan tidak dapat didiami. Blitz itu akhirnya meruncing 3.8 bilion tahun yang lalu. Kemudian dalam masa kira-kira 50 juta tahun kemudian-praktikalnya dalam masa-masa geologi yang tidak dapat ditarik balik sendiri. Sejak itu, ia telah berkembang menjadi segalanya dari bakteria hingga toadstools kepada mudskippers kepada manusia. Secara luar, spesies ini bervariasi liar, tetapi pada tahap molekul mereka seragam. Mereka semua menggunakan DNA untuk menyandikan maklumat genetik. Mereka semua menggunakan molekul RNA sebagai utusan untuk memindahkan maklumat dari DNA ke kilang selular yang disebut ribosom, yang kemudian membina protein, yang seterusnya memacu metabolisma kita dan membentuk struktur sel kita. Singkatnya, setiap spesies nampaknya berasal dari nenek moyang yang sama yang sifatnya menentukan apa yang dikatakan saintis ketika mereka mengatakan "kehidupan seperti yang kita ketahui."

Kehidupan alternatif boleh kelihatan sama dengan mikrob biasa tetapi dengan biokimia yang berbeza.

Gambar ihsan Dr Ralf Wagner, dikeluarkan di bawah GNU FDL

Tetapi bagaimana pula dengan kehidupan seperti yang kita tidak tahu? Bagaimana jika bentuk-bentuk biologi yang lain juga berbeza pada awal Bumi? Lagipun, keberanian yang muncul dalam kehidupan mungkin bermakna ia dapat dengan mudah berbuat demikian pada bila-bila masa, di mana saja keadaannya betul. Jika ya, mungkin hidup lebih daripada sekali di lokasi yang berbeza di Bumi awal. Mereka organisma lain mungkin mempunyai biokimia sendiri dan sejarah evolusi yang berasingan. Mereka mungkin tidak menggunakan DNA-mereka boleh, pada dasarnya, makhluk-makhluk asing yang baru muncul di planet yang sama. Yang membawa kepada soalan yang besar: Bagaimana jika satu (atau lebih) bentuk kehidupan alternatif masih ada?

"Ia boleh berada di bawah hidung kami, atau di hidung kami, " kata Paul Davies, pengarah BEYOND: Pusat Konsep Dasar dalam Sains di Arizona State University.

Pada mulanya, idea kehidupan alternatif di Bumi mungkin terdengar tidak masuk akal. Sekalipun kehidupan dapat bermula lebih dari satu kali, biasanya dianggap bahawa nenek moyang kita yang berasaskan DNA mendorong pesaing-pesaing ke kepupusan, dengan mudah menerangkan ketidakhadiran bentuk kehidupan bukan DNA dalam katalog sains biologi.

Itulah sebabnya mengapa penyelidikan kecil telah dilakukan di kawasan itu, namun Davies dan beberapa saintis lain mengesyaki sebab yang berbeza untuk ketiadaan itu: Rakan-rakan mereka hanya tidak melihat keras?

cukup. Asumsi yang sama ialah DNA berjaya kerana "bentuk kehidupan kita seolah-olah sangat hebat yang kita akan makan" semua bentuk kehidupan yang lain, kata Steven Benner dari Yayasan untuk Evolusi Molekul Terapan di Gainesville, Florida. "Itu jumlah keseluruhan hujah. Tetapi itu hanya antroposentrik. Jenis-jenis 'kami' di tengah-tengah argumen alam semesta selalu gagal. "Ketika Davies pertama kali mengetengahkan saintis lain tentang kehidupan alternatif beberapa tahun yang lalu, dia mengingatkan mereka melebar ketika mereka bertanya, " Mengapa tidak Kami tidak fikir ini? "

Benner percaya mungkin terdapat beberapa organisma yang bersembunyi di Bumi hari ini yang tidak berasaskan DNA dan protein tetapi pada jenis biokimia yang lebih primitif. Sejumlah penyelidik kini berteori bahawa kehidupan berasaskan DNA berkembang daripada pendahulunya yang berasaskan RNA. RNA adalah molekul yang luar biasa yang boleh menyimpan maklumat genetik dan bertindak seperti enzim, memotong molekul lain atau meletakkannya bersama-sama. Benner yakin bahawa 4 bilion tahun yang lalu, Bumi adalah rumah kepada organisma berasaskan RNA yang mudah dapat mencari makanan, tumbuh, membiak, dan berkembang. Dari masa ke masa, sesetengah daripada mereka membangunkan keupayaan untuk membina protein dan bertukar kepada DNA double-stranded untuk membawa gen mereka.

Kebanyakan bukti untuk dunia RNA yang dipanggil ini terletak pada sel-sel kita sendiri. RNA masih menjalankan banyak tugas yang berbeza di luar membawa mesej dari DNA. Benner dan rakan-rakannya juga cuba menguji idea mereka dengan membina organisma berasaskan RNA buatan dari awal. Bukti terbaik dunia RNA, bagaimanapun, akan mencari kehidupan berasaskan RNA semula jadi yang masih bersembunyi di Bumi hari ini. "Saya tidak boleh fikir sebab yang baik bahawa sesetengah cawangan dunia RNA tidak dapat bertahan, " kata Benner.

Satu cara hidup yang berasaskan RNA mungkin dapat bertahan mungkin telah berundur ke tempat-tempat dimana kehidupan berasaskan DNA tidak dapat bersaing. Organisma berasaskan RNA mungkin tidak membuat protein, dan oleh itu mereka boleh hidup di mana bahan utama untuk protein, seperti sulfur, tidak hadir. Organisma berasaskan RNA mungkin juga jauh lebih kecil daripada kehidupan berasaskan DNA, yang membolehkan mereka menyesuaikan diri dalam liang batu halus di mana mikroba konvensional tidak dapat wujud. Sekali lagi, persekitaran yang melampau ini mungkin tidak diperlukan untuk kehidupan RNA menjadi hari ini tanpa kita sedar. Walaupun kehidupan RNA masih hidup, "alat pengesan hidup yang kita miliki hari ini tidak akan dapat, " kata Benner.

Sebab mengapa alat standard biologi akan gagal untuk mengesan organisma berasaskan RNA adalah kerana mereka mengandaikan bahawa semua metabolisme mesti sama dengan kita sendiri. Sebagai contoh, satu cara yang popular untuk mencari kehidupan mikrob adalah dengan menggunakan beberapa tanah, air, atau udara, dan mengeluarkan semua DNA yang terkandung di dalamnya. Dengan cara ini, para penyelidik boleh membina semula gen dan kadang kala genom seluruh spesies yang baru untuk sains. Pada bulan Mac, perintis genom J. Craig Venter dan rakan-rakannya menerbitkan urutan 6 juta gen baru yang mereka kumpulkan dengan merangkak lautan dunia. Walau bagaimanapun, teknik ini mempunyai batasan besar: Ia boleh mengenalpasti hanya DNA. Sampel-sampel Venter mungkin telah penuh dengan kehidupan berasaskan RNA yang akan merosot melalui jaringnya.

Namun, walaupun organisma yang berasaskan RNA masih akan sepupu jauh dari diri kita yang berasaskan DNA. Davies telah menimbang kemungkinan kita berkongsi planet ini dengan makhluk yang lebih eksotik. Beliau memberi tumpuan kepada idea bahawa kehidupan mungkin telah bermula lebih dari sekali di Bumi, setiap kali mengambil bentuk yang sangat berbeza. "Saya mempunyai idea ini selama beberapa tahun, " katanya. "Mengapa kehidupan hanya berlaku sekali di bumi? Tidak ada sebab yang mendalam mengapa. "Davies dan rakannya, Charles H. Lineweaver dari Universiti Kebangsaan Australia melakukan pengiraan kasar berdasarkan masa geologi yang singkat antara akhir pengeboman awal Bumi dan tanda-tanda tanda pertama kehidupan. Mereka menganggarkan terdapat peluang 95 peratus bahawa kehidupan berasal dua kali atau lebih.

Ada kemungkinan bentuk lain (atau bentuk) terancam oleh kesan gergasi pada tahun-tahun awal Bumi. Tetapi Davies berhujah bahawa kita tidak boleh menolak kemungkinan bahawa ia selamat. Ia mungkin telah melarikan diri dari bencana bawah tanah. Atau mungkin batu galas mikro dibuang oleh kesan ke angkasa dan mendarat di Venus atau Marikh, yang mungkin lebih ramah kepada kehidupan berbilion tahun yang lalu. Impak ke atas salah satu daripada planet itu boleh menyebabkan keturunan pelarian mikrob kembali ke bumi-atau bahkan benih Bumi dengan bentuk-bentuk kehidupan lain yang timbul di sana.

Tidak ada sebab dalam fizik atau kimia mengapa cara yang berbeza untuk membina bentuk kehidupan tidak akan berfungsi. Jika bentuk-bentuk kehidupan alternatif ini muncul di Bumi, namun, mereka akhirnya harus bersaing dengan kehidupan berasaskan DNA untuk ruang hidup. Sekurang-kurangnya pada tahap makhluk multiselular-kulat, haiwan, tumbuh-tumbuhan, alga-saintis cukup yakin bahawa bentuk kehidupan berasaskan DNA telah mengalahkan persaingan mereka (hanya melihat sekeliling). Tetapi Davies mengulangi amaran bahawa kita tidak boleh menganggap bahawa makhluk-makhluk DNA yang secara automatik membasmi semua bentuk kehidupan yang lain dari planet ini. Lagipun, kehidupan seperti yang kita tahu adalah sangat mengejutkan. Anggaran baru-baru ini meletakkan bilangan mikroba di lautan pada 360 oktil-iaitu 36 diikuti oleh 28 sifar. Satu sudu air biasa mungkin mempunyai beberapa spesies yang sangat biasa yang tinggal bersama ribuan orang yang sangat jarang. Bentuk-bentuk kehidupan alternatif mungkin mendapati terdapat banyak ruang untuk bertahan dalam ekosistem seperti itu.

Salah satu cara untuk mengetahui adalah cuba mencipta bentuk-bentuk kehidupan alternatif dan melihat bagaimana mereka melakukannya bersama rakan-rakan bakteria mereka. Para saintis hari ini sudah berupaya menghidupkan kehidupan berasaskan DNA untuk mewujudkan jenis organisma baru. Ada yang menulis semula kod genetik, contohnya. Semua makhluk hidup menggunakan abjad empat huruf untuk mengeja gen dengan DNA. Mereka membina protein dari abjad 20-huruf asid amino. Tetapi ahli kimia boleh membuat abjad lain. Bakteria yang direkayasa kini menggunakan asid amino yang tidak pernah wujud dalam bentuk untuk membina protein.

Namun semua kejuruteraan genetik ini banyak kerja. Mengapa tidak hanya mencari kehidupan mikroba alternatif secara langsung? Ini tidak semudah yang kedengarannya: Di bawah mikroskop, mereka mungkin kelihatan seperti mikroba yang sangat normal, walaupun di dalamnya mereka akan menyembunyikan jisim molekular yang sangat berbeza. Sama seperti bentuk kehidupan berasaskan RNA, cara biasa untuk mengesan mesin itu akan mengabaikannya. "Ia seperti mencari frasa bahasa Inggeris yang biasa dalam buku yang ditulis dalam bahasa Perancis, " kata Davies. "Anda tidak akan menemuinya."

Apabila Davies pertama kali mula merenung beberapa asal usul beberapa tahun yang lalu, dia berasa sangat sendirian. Tetapi baru-baru ini dia dan saintis lain yang berpikiran sama telah menyertai pasukan. Pada Disember 2006, beliau menjadi tuan rumah mesyuarat pertama mengenai subjek itu. Beberapa peserta, Davies di antara mereka, kini memikirkan mengenai cabaran praktikal yang ditimbulkan oleh mengesan kehidupan alternatif atau asing di Bumi.

"Kami tahu bahawa kehidupan mungkin berbeza, tetapi kami tidak tahu betapa berbeza, " kata Carol Cleland, seorang ahli falsafah di University of Colorado. "Ada orang yang bersedia untuk mencari [secara serius], tetapi sukar untuk memikirkan di mana untuk bermula, " katanya. Cleland fikir satu tempat yang baik akan menjadi varnis padang pasir, lapisan misteri besi dan mangan yang melapisi tanah dan tebing di banyak padang pasir dunia. Ahli geologi tidak mempunyai banyak penjelasan tentang bagaimana ia boleh dibentuk melalui kimia biasa, katanya, dan ada sedikit bukti bahawa bakteria biasa bertanggungjawab. Sesetengah penyokong kehidupan alternatif mencadangkan mencari tanda-tanda aktiviti metabolik dalam varnis, yang dapat dikesan dengan menonton aliran pengesan radioaktif melalui mana-mana organisma tersembunyi.

"Terdapat pelbagai perkara yang boleh dicari, " kata Davies. Dia mencadangkan reka bentuk baru untuk bahan genetik eksotik. Kemungkinan lain adalah untuk mencari kehidupan baru dengan proses penghapusan, yang melibatkan sampel aktif metabolik yang dikumpulkan dari banyak lokasi yang mungkin ke dalam hidangan petri-dan kemudian berusaha lebih keras untuk membunuh apa sahaja yang ada di dalam hidangan. Begitulah cara saintisnya menemui mikroba yang menakjubkan yang dipanggil Deinococcus radiodurans, yang dapat menahan lebih daripada 1, 000 kali jumlah radiasi yang diperlukan untuk membunuh manusia. Mereka hanya meletupkan kumpulan bakteria dengan sinaran sehingga mereka semua mati, kecuali Deinococcus. "Sekiranya anda dapat menghilangkan kehidupan seperti yang kita tahu dan sesuatu yang sedang berkembang, itu mungkin hidup seperti yang kita tidak tahu, " kata Davies.

Benner memberi amaran bahawa pencarian kehidupan alternatif di Bumi mungkin akan bergerak pada kadar glasier. "Saya tidak boleh memberikan harapan kepada anda, " katanya. NASA telah mengalihkan pembiayaan dari pembangunan teknologi pengesanan hayat ke arah pengembalian beranak ke bulan-yang dikenali sebagai Visi untuk Penerokaan Angkasa. Agensi pendanaan yang lain mungkin akan kelihatan kurang bernasib baik pada cadangan seperti itu. "Anda tidak tahu bagaimana untuk meletakkan selembar kertas reka bentuk peranti yang anda gunakan untuk mengesan kehidupan alternatif, " kata Benner. Ia juga sukar untuk menyingkirkan positif palsu dalam pencarian sedemikian.

Namun, Davies menegaskan bahawa mencari kehidupan alternatif di Bumi berpotensi menjadi cara yang lebih murah dan mudah untuk bertanya kepada ahli astrobiologi yang sama yang ingin dijawab dengan mencari kehidupan di mana-mana di dalam sistem suria atau di luar dunia. Adakah kehidupan mudah untuk alam semesta, atau sukar? Adakah kebetulan yang jarang berlaku, atau kosmik kosmik? "Jika hidup mudah dibuat dan tersebar, maka ia sepatutnya berlaku di Bumi, " kata Davies. "Cara terbaik untuk mengujinya ialah mencarinya."


Artikel Yang Menarik

Helene Mencapai Cat III;  Selamat tinggal saya ke Seattle

Helene Mencapai Cat III; Selamat tinggal saya ke Seattle

Helene menjadi neraka ribut. Lihatlah betapa jelasnya mata itu. Perhatikan juga bahawa ribut mengambil kira kira-kira 5 darjah dengan 5 darjah lintang / dataran bujur. Itu besar . Angin kekuatan taufan melebar ke luar 50 kilometer dari pusat. Semua ini bermakna jika Helene menjejaki ke arah Bermuda, ia boleh menyebabkan lebih banyak masalah daripada Florence

NCBI ROFL: Jaga jari anda menyeberang !: bagaimana tahayul meningkatkan prestasi.

NCBI ROFL: Jaga jari anda menyeberang !: bagaimana tahayul meningkatkan prestasi.

"Takhayul biasanya dilihat sebagai ciptaan tidak masuk akal minda yang tidak rasional. Walau bagaimanapun, ramai orang bergantung kepada pemikiran dan amalan takhayul dalam rutin harian mereka untuk mendapatkan nasib baik. Setakat ini, sedikit yang diketahui tentang akibat dan potensi faedah takhayul sedemikian

Teleskop Baru Boleh Mendedahkan Bimetal yang Dibungkus Dengan Planet yang Boleh Diubati

Teleskop Baru Boleh Mendedahkan Bimetal yang Dibungkus Dengan Planet yang Boleh Diubati

Walaupun ahli astronomi telah menemui lebih daripada 300 planet di luar sistem suria kami dalam tempoh 15 tahun yang lalu, tidak ada "exoplanet" yang menjadi calon untuk kehidupan luar angkasa. Exoplanet yang ditemui setakat ini sama ada terlalu dekat dengan matahari panas atau terlalu jauh dan oleh itu terlalu dingin untuk menjadi tuan rumah kehidupan seperti yang kita tahu

NCBI ROFL: Pembunuhan: penyesuaian evolusi?

NCBI ROFL: Pembunuhan: penyesuaian evolusi?

Kesan homicidol: menyiasat pembunuhan sebagai isyarat kecergasan. "Artikel ini memanjangkan teori penyesuaian pembunuhan dengan menyiasat kesan isyarat pembunuhan. Dalam dua eksperimen (N = 299 dan N = 161) peserta melaporkan persepsi mereka tentang orang yang digambarkan. Kajian pertama memanipulasi maklumat tentang orang itu (termasuk atau tidak termasuk satu ayat yang menyatakan bahawa orang itu telah melakukan pembunuhan) dan orang rangsangan / perlawanan seks pemerhati (sama berbanding lawan jenis)

Mengapa lebih ramai ahli akademik blog (cuz anda boleh!)

Mengapa lebih ramai ahli akademik blog (cuz anda boleh!)

Ramai orang telah bercakap mengenai bahagian Patrick Dunleavy dan Chris Gilson mengenai mengapa ahli akademik blog. Pada pandangan saya sendiri, ia adalah sedikit hiperbolik, tidak semua orang adalah sama, sama ada dalam perbezaan antara individu dalam sifat, atau titik keadaan di mana seseorang berada dalam kerjaya mereka (misalnya, jika anda seorang pelajar siswazah atau postdoc maka sikap bos / mentor anda banyak perkara)

Pertempuran Roti: Industri Putih atau Artisanal Biji-Bijian?

Pertempuran Roti: Industri Putih atau Artisanal Biji-Bijian?

Apa pilihan yang lebih sihat untuk sandwic: roti putih yang diproses secara industri, atau roti bijirin penuh artisanal? Bagi mereka yang mencari jawapan yang jelas, hitam dan putih untuk membakar soalan seperti ini, kami memohon maaf terlebih dahulu. Jawapannya adalah kedua-duanya; ia hanya bergantung pada siapa yang memakannya