Ateiviai Žemėje: ar atpažintume juos sutikę?

Jei žmonija kažkada ateityje sutiktų ateivius iš kitų pasaulių, ar mes pavadintume juos gyvais? O gal mes jau esame juos sutikę, tačiau nesuvokiame, jog matome gyvybės formą? Galu gale, jei kažkas atsuktų evoliucijos laikrodžio rodykles atgal ir iš naujo paleistų procesus, ar mūsų vietoje atsiradusios būtybės būtų bent kiek panašios į mus arba į mūsų gyvūnijos ir augmenijos pasaulio atstovus?

Evoliucija nėra nuspėjama, o gamta labiau panašėja į lošimų teorijoje pasikausčiusį biržos maklerį, todėl būtų naivu tikėtis pamatyti idealiai atsikartojančias gyvybes formas. Fantastai jau daugiau nei šimtmetį rašo apie alternatyvius gyvybės apibrėžimus, tačiau biologai tik nesenai prabilo apie taip vadinama šešėlinę biosferą (nepainioti su šešėline vyriausybe – tai visai kas kita). Net mūsų planetoje, mums po nosimis, gali egzistuot alternatyvios gyvybės formos, kurių mes tiesiog… nepastebime.

Mūsų gyvybės suvokimas yra ribotas dar ir dėl to, kad mes apibrėždami gyvybę visų pirma žvelgiame į save ir savo aplinką. Mes turime DNR ir RNR, todėl naujame objekte iš pradžių ieškome DNR ir RNR požymių. Mes turime nervų sistemą, todėl jaučiančiu padaru vadiname tokį, kuris irgi ją turi. Mes turime centrinę nervų sistemą – smegenis, todėl, radę jas pas kitą gyvūną, vadiname jį suvokiančiu aplinką ir gal net turinčiu sąmonės užuomazgas.

Stereotipinis mąstymas palengvina sistematizuotas į mus panašių padarų paieškas, tačiau apakina mokslininkus. Alternatyvi intelekto forma nebūtinai privalo turėtų centrinę nervų sistemą. Ką jau bekalbėti apie alternatyvią jausmų (ir gal net sąmoningumo) chemiją! Toks netikėtai įdomus pavyzdys būtų bakterijos. Kas tokio ten su jomis neįprasto, jau įsivaizduoju nuostabą? Matote, mokslininkai išsiaiškino, kad bakterijos turi… atmintį. Jos neturi nei nervų sistemos, nei specializuotų organų. Bakterijos yra vienaląstės ir toks organizmas turi atmintį, kuri yra koduojama bakterijos DNR. Be abejo, bakterijos gyvenimas yra toli gražu ne toks įdomūs ir spalvingas kaip mūsų, todėl bakterijoms nereik prisiminti, kada kokį draugą ar draugę sveikint su gimtadieniu, ir kokios akcijos dabar vyksta „Maximoje“. Tačiau, jei bakterija vieną kartą netikėtai „gavo per makaulę“ nuo kokio viruso, tuomet ji, kaip ir žmogus, tikrai to taip lengvai neatleis, ir kitą kartą įžūliam virusui parodys iš kur fermentai dygsta (šį kartą toks štai pačiam netikėtai žaismingas ir ūkiškas paaiškinimas).

Mokslininkai savo nežemiškos gyvybės paieškose dairosi požymių, būdingų mums ir mūsų planetos gyvybei. Jei kitų pasaulių sutvėrimai yra nors truputėlį kitokie, mūsų paieškos gali būti bevaisės. Mūsų planetoje gyvenantys ir mums žinomi gyvi padarai savo chemiją grindžia anglies junginiais, kurie svarbūs tiek metabolizme, tiek struktūrinėse funkcijose. Biologinėse ląstelėse vanduo naudojamas kaip tirpiklis, o DNR ir RNR apibrėžia ir kontroliuoja ląstelių funkcijas. Kitokios chemijos organizmai vietoj anglies gali naudoti kitokį cheminį elementą. Jie galėtų naudoti ir kitas anglies junginių klases arba kitą tirpiklį vietoj vandens.

Viena populiariausių medžiagų, minimų kaip anglies pakaitalas yra silicis, periodinėje elementų lentelėje esantis toje pačioje grupėje, kaip ir anglis. Silicis turi taip pat keturis valentinius elektronus, todėl pasižymi į anglį panašiomis cheminėmis savybėmis. Anglies molekulė metanas turi silicio pagrindo analogą – silaną. Kaip ir anglis, silicis gali suformuoti pakankamai ilgas ir stambias molekules (pvz. silikonai), todėl galėtų pernešti biologinę informaciją.

Tačiau silicio atomas yra sunkesnis ir stambesnis už anglies atomą, todėl susiduria su sunkumais, kuomet tenka sudaryti dvigubus ryšius – skirtingai nuo anglies junginių, junginiai su dvigubais ryšiais tarp silicio atomų yra nestabilūs. Silicis taip pat nėra linkęs sudaryti cheminius ryšius su tokiu dideliu skaičiumi kitų elementų kaip tai geba padaryti anglis. Kita silicio problema yra ta, kad silicio dvideginis nėra dujos, kaip anglies atveju, o stiklas (arba smėlis). Cheminis ryšis tarp silicio ir deguonies yra pernelyg stiprus, o pats stiklas netirpsta vandenyje, kaip tai daro anglies dvideginis. Paprastai sakant, silicio pagrindu egzistuojanti gyvybė turėtų arba kažkuo pakeisti deguonį savo chemijoje, arba gyventi ekstremaliomis sąlygomis.

Tarkime, esant aukštai temperatūrai, stiklas tampa skystas ir ryšiai tarp silicio ir deguonies pasidaro laisvesni. Kita galimybė būtų pasauliai pilni sieros rūgšties – tokiuose pasauliuose padidėtų silicio junginių stabilumas. Atsisakius idėjos apie deguonį kaip energijos pernešėją, atsiranda kita alternatyva – šalti pasauliai, kur nėra deguonies, o vanduo pavirtęs į ledą. Esant tokioms atšiaurioms sąlygoms skystas metanas ir etanas būtų neblogi tirpikliai, o vienas geresnių kandidatų tokiai gyvybei atsirasti būtų Saturno mėnulis Titanas.

Tačiau ne viskas taip paprasta. Mūsų pasvarstymai yra viena, o realybė – visai kas kita. Nėra geresnės eksperimentinės cheminės laboratorijos nei Visata. Iš daugybės molekulių, 1998 metais identifikuotų tarpžvaigždinėje erdvėje, net 84 yra anglies pagrindo junginiai ir tik 8 – silicio. Dar liūdniau tai, kad keturi silicio junginiai yra sudaryti su… anglimi. Visatoje anglis yra net 10 kartų labiau paplitusi nei silicis. Lyg to būtų maža, didžioji dalis planetų, panašių į Žemę, turi neįtikėtinai daug silicio (beveik 900 kartų daugiau nei anglies), tačiau, net esant tokiam silicio pertekliui, gyvybės chemija susiformavo anglies pagrindu, o bioorganinis silicis tėra naudojamas titnagdublių kaip skeleto pagrindas. Spėčiau, kad lengviau jau mūsų sukurta elektronika technologinio singuliarumo dėka evoliucionuos ir taps protinga, nei savaime išsivystys silicio pagrindo gyvybė.

Iš kitų mokslinių spekuliacijų verta paminėti hipotetinę boro pagrindo gyvybę: boras gali sudaryti gana didelį kiekį organinių junginių. Metalų oksidai dažnai minimi kaip dar viena galima alternatyva anglies gyvybės formoms, kadangi aukštų temperatūrų sąlygomis geba sudaryti ilgas ir chemiškai stabilias molekules. Yra net pranešama apie tokių metalo junginių elgesį, panašų į gyvų ląstelių elgesį.

Kaip jau minėjau, alternatyvios gyvybės formos vietoj vandens gali naudoti kokį nors kitą tirpiklį. Tai galėtų būti amoniakas, sieros rūgštis, fluoro rūgštis, formamidas, skystas azotas arba skystas vandenilis. Amoniakas (NH₃) daug kuo primena vandenį – jame gali vykti daugybė cheminių reakcijų, kaip ir vanduo jis ištirpdo daugelį organinių molekulių bei gali ištirpdyt metalus. Amoniakas turi amino (-NH₂) grupę, kuri yra analogiška su vandeniu susijusiai alkoholio (-OH) grupei. Ūkiškai kalbant tokia gyvybės forma svaigintųsi ne alkoholiu. Amoniakas, kaip ir vanduo, gali tiek pabūti vandenilio donoru (NH₂⁻), tiek gali pasiimt (NH₄⁺) atlikusį vandenilio atomą.

Amoniakas turi savų trūkumų: jo molekulėms būdingi vandeniliniai ryšiai yra silpnesni negu vandenyje, todėl amoniakas tirpsta esant −78 °C, o užverda esant −33 °C. Žemoje temperatūroje cheminės reakcijos vyksta lėčiau, todėl tokios gyvybės metabolizmas būtų gerokai lėtesnis, o evoliucija vyktų ilgiau. Iš kitos pusės, padidėjus slėgiui, amoniako virimo temperatūros išauga (pvz., 60 kartų didesniame slėgyje nei Žemės paviršiuje amoniakas verda ties 98 °C), tad cheminių reakcijų greitis padidėja.

Paskutinis tirpiklis, vertas paminėjimo šiame tekste, yra metanas (CH₄), kuris Visatoje paplitęs tiek pat, kiek ir amoniakas. Tarkime, žinomas rašytojas fantastas (pagal profesinį išsilavinimą biochemikas) Isaacas Asimovas manė, kad tokio tipo biochemijoje polilipidai galėtų būtų baltymų atitikmenimis. Dėl savo metano ežerų tarp šio tipo biochemijos tyrėjų yra populiarus jau minėtas Saturno mėnulis Titanas.

Astrobiologas Christopheris McKay'us teigia, kad tokios biochemijos pasaulyje vyktų cheminė reakcija, kurios metu atmosferoje mažėtų etano ir acetileno kiekiai, kadangi sudėtingi angliavandeniliai sąveikautų su vandeniliu ir gamintų metaną. Ir, tikrai, NASA per savo zondus yra pastebėjusi, jog Titane yra sumažėjusi paminėtų junginių koncentracija. Dar daugiau, mokslininkai sėkmingai sukūrė teorinį ląstelės membranos modelį, kuriame vietoj vandens funkcionuotų metanas. Šis modelis gavo azotosomos pavadinimą, o jo funkcinės savybes pasirodė esančios artimos mūsų ląstelių membranų savybėms.

Šioje vietoje galite pasakyti: viskas čia labai gražu, tačiau kur kas nors „arčiau Žemės“? Skubu nuraminti, tuoj papasakosiu. Kaip jau paminėjau įžangoje, biologai ne taip seniai vis garsiau pradėjo kalbėti apie „šešėlinę“ biosferą, kuri gali gyventi mums tiesiogine prasme po nosimis ir likti nepastebėta. Geriausias kandidatas į šešėlinės biosferos atstovus būtų dykumos lakas. Iš pirmo žvilgsnio tai nėra kažkas ypatingo – paprasta rudos arba kitokios panašios spalvos danga, padengusi akmenį. Tačiau mokslininkus stebina netikėtai didelė mangano koncentracija šioje dangoje – beveik 60 kartų didesnė negu vidutinė. Anot vieno iš paaiškinimų taip galėjo atsitikti dėl mikroorganizmų – bakterijų, oksiduojančių manganą – aktyvumo.

Kitas kandidatas į šešėlį būtų gyvybės forma, kuri savo genetinę informaciją saugotų ne DNR molekulėse, o RNR grandinėse. Tokie organizmai neturėtų ribosomų, kurių savo testuose visuomet ieško su gyvais organizmais dirbantys biologai. Dar paprastesnis variantas būtų gyvybės forma, kurios pagrindą sudarytų kitokios, nei mūsų aminorūgštys bei nukleobazės. Dabartinė organinė chemija žino virš 100 aminorūgščių bei apie dešimtį azoto bazių, tačiau mes ir mus supantis gyvas pasaulis savo biochemijoje išnaudoja tik 20 aminorugščių ir keturias bazes: adeniną, citoziną, guaniną ir timiną. Biolaboratorijose mokslininkai sėkmingai yra sukūrę sudėtingesnius darinius iš nenaudojamų mūsų biochemijoje elementų, todėl keistoka, jog jų nepasitelkia ir gamta. Kadangi visi mūsų biologiniai tyrimai visų pirma ieško mums būdingų darinių, tokios gyvybės mes niekaip nepastebėtume.

Pabaigai pakalbėsiu apie dar banalesnę galimybę. Aminorūgštys gali turėti skirtingą chirališkumą: dešininį arba kairinį. Panašiai kaip mūsų kairė ir dešinė rankos, jos yra viena kitos veidrodiniai atspindžiai, kurių mes jokiomis erdvinėmis manipuliacijomis negalime paversti identiškomis, taip ir chemijoje egzistuoja visa aibė molekulių, kurios taip pat yra viena kitos veidrodiniai atspindžiai. Apie tokias molekules sako, kad jos yra chirališkos ir tokios molekulės niekuo nesiskiria pagal savo fizikines ir chemines savybes, tačiau vienos su kitomis nereaguoja. Dėl nežinomų priežasčių, mus ir mus supantį biopasaulį sudaro kairinio chirališkumo aminorūgštys. Aplinkiniame pasaulyje mes sutinkame ir dešininio chirališkumo aminorūgščių, kurios galėtų būti kitokio chirališkumo gyvybės produktas.

Jau keletą kartų minėjau, jog mūsų laboratorijose naudojami metodai visų pirma yra skirti aptikti gyvybės formas, kurios būtų panašios į mus. Dėl šių priežasčių mes negalėtume aptikti kitokių anglies gyvybės formų, kadangi mes jų tiesiog neieškome. Geras klausimas pabaigai būtų, ar galime įsivertinti, koks biosferos kiekis yra „šešėlyje“?

Būtent tai pabandė padaryti dalis mokslininkų. Jie įsivertino biologinės anglies kiekį, atsiduriantį atmosferoje dėl gyvo pasaulio, bei palygino jį su faktiniu. Buvo gautas gana didelis penkių procentų skirtumas. Tokį skirtumą paaiškinti galėtų arba „šešėlyje“ gyvenantys gyvi padarai arba… elementarios metodikos klaidos. Bet kuriuo atveju, vis dažnėjantys pavyzdžiai iš mus supančios gamtos jau ne pirmą kartą mums parodo, kokie gi mes būname naivūs bei akli savo pasaulio vertinimuose.