Astrobiologiaa tarjolla Euroopassa
Kaikille teille astrobiologiasta kiinnostuneille lukijoille haluaisin kertoa että astrobiologiset aktiviteetit ovat reippaasti lisääntymässä Euroopassa, ja erilaisten yhteistyökanavien kautta ovat tulossa tarjolle myös suomalaisille opiskelijoille, ja muillekin asiasta kiinnostuneille.
Astrobiologia määritellään EANAn (European Astrobiology Network association) uudella verkkosivulla (www.eana-net.eu – joka avautuu yleisölle myöhemmin tällä viikolla) – vapaasti suomennettuna, suunnilleen näin: … “tutkimusalue joka käsittää elämän synnyn, evolution ja esiintymisem maailmankaikkeudessa, tietenkin mukaanlukien myös oman planeettamme Maan. Elämän synnyn alkuperä on jo pitkään kiehtonut Euroopan tutkijoita, ja tämän tutkimuksen uranuurtajia olivat Charles Darwin, Louis Pasteur ja Alexander Oparin. Viime vuosikymmenien aikana Euroopan tiedeyhteisö on laajentanut tutkimuskohteitaan käsittämään elämän esiintymisen ääriolosuhteissa, tai Maapallon ulkopuolella. Elämän synnyn kysymyksiä tutkiva astrobiologia nojautuu nyt kemiaan, biologiaan, paleontologiaan, geologiaan, ilmastotieteeseen ja planetologiaan, ja avaruusfysiikaan. Keskeisiä – ja vaikeita – kysymyksiä on miten elämä eroaa elottamista systeemeistä, ja miten se käynnistyi elottomien prebioottisten prosessien kautta.
Nykykäsityksen mukaan elämä ilmestyi Maa-planeetalla jo hyvin varhain, ja kerran käynnistyttyään se on ollut hyvin kestävää ja sopeutuvaa. Tämän perusteella ei ole mitään syytä olettaa että se ei olisi käynnistynyt myös muilla planeetoilla. Nyt tiedämme että lukuisten, ehkä jopa useimpien tähtien ympärillä on olemassa niiden omat planeettakunnat – ja on todennäköistä että (mikrobitasoista) elämää esiintyy monilla muillakin planeetoilla. Kuitenkin, mikrobien (elämän) todellinen löytyminen muilta taivaankappaleilta olisi yksi maailman suurimpia löytöjä – ja älykkään elämän löytyminen olisi tietysti kaikista suurenmoisinta! Kontakti jonkun toisen sivilisaation kanssa mullistaisi lopullisesti ja totaalisesti ihmisen käsitykset uskonnosta, etiikasta ja sosiaalisesta kanssakäymisestä.
Eikö olisikin liian kummallinen sattuma, jos tässä maailmankaikkeudessa joka on tulvillaan galakseja, ne taas tulvillaan tähtiä ja planeettakuntia, jos tämän kaiken keskellä vain yhden galaksin yhden satunnaisen haaran yhdellä ihan tavallisella tähdellä kiertäisi aivan sattumalta satunnainen planeetta, jonka pintaa peittäisi lajissaan täysin ainoalaatuinen elämän kerros”.
Tuo kuvaus taas kerran tuo esiin sen että astrobiologia, eli elämän alkuperän ja esiintymisen tutkimus on todellakin kaikkien tieteenalojen yhteinen harrastus ja haaste. Sen ympärille täällä Euroopassa on järjestäytynyt jo vuosia sitten tuo edellä mainitty EANA järjstö. Lisäksi viime keväänä käynnistyi uusi Euroopan laajuinen COST-hanke nimeltä ”Origins and evolution of life on Earth and in the Universe” (ORIGINS) (TD1308) – tässä ovat mukana suunnilleen kaikki Euroopan maat, samoin ulkopuolisia yhteistyökumppaneita (Australia, Etelä-Afrikka…). Hankkeen tavoitteina on kehittää lukuisia kansainvälisiä yhteistyöprojekteja, kokouksia ja koulutustapahtumia – joista löytyy tietoa sivulta http://life-origins.com/
COST-hankkeen rinnalla on syntynyt ja käynnistynyt myös uusi ERASMUS+ koulutushanke nimeltä ”European astrobiology campus” – tällä ei vielä ole toimivaa verkkosivua mutta tulossa on, ilmoittelen sitten. Mutta nyt on jo tiedossa että tämä hanke järjestää esim. seuraavat kansainväliset kesäkoulut, informaatio poimittuna suoraan ERASMUS-hankkeen ohjelmasta:
Introduction course in Astrobiology (Spring 2015, Bordeaux, France)
Molecules in Space (June 2015 Onsala Space Observatory)
Water, Ice and the Origin of Life (July 2015 Iceland)
Volcanism, Plate Tectonics, Hydrothermal Vents and Life (Spring 2016, Azores, Portugal)
Biosignatures and the search of life on Mars (July 2016, Iceland)
Life Cycle of Stars and formation of habitable planetary systems (August 2016, Moletaï Observatory, Lithuania)
Biochemical Evolution – From organic molecules to Life (May 2017, Tartu, Estonia)
Impacts and their Role in the Evolution of Life (July 2017, Saaremaa, Estonia)
Exoplanets (August 2017, Moletaï Observatory, Lithuania)
Astrobiology summer camp for first year university students (Tuorla, Finland, June 2016)
Myös Pohjoismainen astrobiologiaverkosto järjestää yhdessä mainitun COST hankeen kanssa Kesäkurssin ”Life on Earth and Beyond – The History and Philosophy of the Origin of Life” Ven-saarella 4 – 6 toukokuuta 2015.
Tämä viimeksi mainittu kurssi on nyt jo avoinna haettavaksi, ja sen esiteessä lukee:
The aim of the course is to give participants a thorough overview of the historical, philosophical and ethical questions arising in this field. The course is open for students and scientists in humanities, natural, social and political sciences. It will, amongst others deal with the following themes:
• Definition of life in a historical and philosophical context
• Biochemical evolution
• The tree of biological evolution
• Search for life outside Earth
• Philosophical, ethical and political questions arising with the quest for life on other celestial bodies
Kurssin hakuaika päättyy 15.1. 2015, ja lisätietoja löytyy sivulta http://www.nordicastrobiology.net/Ven2015/
Huomaattehan että valittujen nuorten osallistujien osallistumiskulut kaikkiin näihin kursseihin katetaan, ainakin suurimaksi osaksi, COST-hankkeesta. Jos olet vielä ollenkaan nuori, ja kiinnostunut asiasta, niin KANNATTAISI HAKEA!!
”Nykykäsityksen mukaan elämä ilmestyi Maa-planeetalle jo hyvin varhain,…”, tämä lienee melkoisella varmuudella tiedetty tosiasia, eikö niin?
”…, ja kerran käynnistyttyään se on ollut hyvin kestävää ja sopeutuvaa.” Tämä taas lienee aikaskaala-asia sillä sitähän ei voida tietää josko elämä on yrittänyt alkaa useita kertoja kun vain viimeinen onnistunut tapaus on jäljellä. Itseasiassa minusta kuulostaa hiukan epäilyttävältä ajatus kerralla onnistumisesta. Mutta onko periaatteessakaan mitään mahdollisuutta saada tietoa mahdollisista epäonnistuneista elämän aluista?
Jorma!
Jees – tuo elämän alkaminen VARHAIN nähdään siitä että vanhimmat säilyneet – varsin varmasti eloperäiset hiili-hippuset löytyvät jo VANHIMMISTA säilyneistä sedimenttikallioista, jotka sijaitsevat Gröönlannin länsirannikolla (Isua). Nämä ovat aikoinaan syntyneet syvän veden sedimenteistä — se tarkoittaa sitä että merivedessä piti olla niiden muodostumisen aikaan – ja pitkällä aikavälillä — jo merkittävän paljon ”eläviä” kun niitä kerääntyi merkittäviä määriä monien metrien paksuisiin sedimentteihin meren pohjaan. Nuo kalliot ovat 3.8 miljardia vuotta vanhoja – siis syntyneet heti heti pian sen jälkeen kun voimakas (planeettaa steriloiva) pommitus loppui n. 4 miljardia vuotta sitten.
Siinä olet vallan oikeassa että ei ole näyttöä siitä onnistuiko elämä käynnistymään ensimmäisellä yrityksellä, vai yrittikö monta kertaa. Ainakin tuon tunnetun alun jälkeen se on pysynyt elossa yhtäjaksoisesti – myös vaikeiden massasukupuuttojen läpi. Itse olisin sitä mieltä että on elämän perusominaisuus että se rakentuu ja ohjautuu sellaiseksi että se säilyy juuri niissä olosuhteissa joissa se on olemassa — ja sitten luonnonvalinta siirtää eteenpäin juuri sitä sopivinta eliötyyppiä- tai ainakin sitä joka jotenkuten säilyy ja selviytyy. Tämä on sitä ”kultakutri-logiikkaa”: elämässä tulee vallalle juuri se mikä toimii parhaiten.
Olosuhteet siis tekivät elämän sellaiseksi kuin mitä se oli silloin, ja aina uudelleen ja uudelleen elämä muokkaantuu niin että se pystyy sopeutumaan vallitseviin olosuhteisiin. Näin ollen on mahdollista että pysyvä eliölinja käynnistyi jo siitä ensimmäisestä prebioottisesta prosessista joka tuotti kompleksisuutta ja kopioituvia molekyyliä, koska tuo kopioituminen + muuntuminen + valinta (=evoluutio) ovat mahtavan voimakkaita säilyttäjiä…
4 miljardin ja 3.8 miljardin vuoden väliin ei jää kuin vain 0.2 miljardia vuotta, siis vain 200 000 000 (kaksisataamiljoonaa) vuotta. On siinä ehkä ollut kuitenkin aikaa ”epäonnistua” pari kertaa ja aloittaa vaikka ihan alustakin.
Toivottavasti pääsen sen Tuorlan aikavaellusreitin joskus kävelemään, näiden asioiden mittakaavaa on vaikea hahmottaa.
Jorma,
tässäkin tuot esiin hyvän pointin. Vaikka itse kirjoitin että elämä ilmestyi tänne aikoinaan ”sukkelasti”, eli 4 – 3,8 miljardin vuoden välillä – niin tuo 200 000 0000 on oikeasti niin pitkä aika että siinä ehtii tapahtua todella paljon, ja vaikka mitä – erityisesti mikrobien evoluutiossa – nehän voivat muuntua toisenlaiseksi ihan hetkessä…
Tervetuoloa vaan kävelemään aikavaellusta. Sitten kun sopii niin kävellään sakilla ja keskustellaan… olis kiva! Terv. K.
Laitoin edellä tuon ”epäonnistua” lainausmerkkeihin koska en oikein tiedä mitä se voisi tarkoittaa. Viitaten aiempaan ajatuskokeeseen se voisi vaikka tarkoittaa että kun kopioituminen käynnistyy niin liian nopea lisääntyminen kuluttaa ravintoresurssit loppuun ja kopiotuva organismi kuolee sukupuuttoon. Tällainen voisi toistua kai montakin kertaa. Mutta kun jossakin vaiheessa muuntelu onnistuu säilyttämään riittävästi yksilöitä nälkäkuoleman yli niin sen jälkeen mikään ei evoluutiota enään pysäytä. Silloin epäonnistuneetkin yritykset voivat osoittautua tärkeiksi biomassan (ravinnon?) tuottajiksi.
Jees! Olet kyllä oikeassa – hyvin monenlaisia katastrofi-mahdollisuuksia on ollut elämän matkan varrella. Tämäkin muuten korostaa vaihtelun eli mutaatioiden merkitystä – nimittäin, jo silloin alussa, kun elämä syntyi josakin tietyssä ympäristössä, ja oli riippuvainen siitä energia-lähteestä mikä siellä oli saatavilla — niin, jos se populaatio ei olisi pian muuntunut tai ”oppinut” syömään myös ”jotakin muuta” niin lisääntyessään se olisi pian syönyt loppuun ruokansa ja kuollut nälkään. On myös mahdollista tai todennäköistä että noissa erilaisissa massatuhoissa on voinut tuhoutua moneenkin kertaan suurin osa elämästä – mutta aina jos jokukin yksilö (solu) säilyy — niin siitä se vaan taas jatkuu eteenpäin. Elämä on kyllä hämmästyttävän ”toipumis-kykyistä”….
Eksponentiaalista kasvua seuraava nälkäkuolema on tosiaan yksi vaara joka varhaisen elämän on pitänyt jotenkin torjua. Mustan savuttajan tapauksessa nälkäkuolemaa ei kuitenkaan taida tapahtua, paitsi jos savuttaja sammuu. Savuttajaelämän täytyy pysytellä lähellä lähdettä koska siinä on ravinnetiheys riittävä, mutta ei kuitenkaan niin lähellä että tulee liian kuuma. Ravinne virtaa fysikaalisista syistä alueen läpi ja eliöt pystyvät syömään siitä joka tapauksessa vain pienen osan. Elämä ei pysty syömään lähdettään tyhjäksi koska se tuottaa koko ajan lisää tavaraa.
Mustia savuttajia on tutkittu vasta niin vähän aikaa että niiden olemassaolon ikäjakaumaa ei varmaan kovin hyvin tiedetä? Toinen mieleen tuleva kysymys on olisiko niissä syntynyt elämä pystynyt tuottamaan tuota eloperäistä hiiltä tuonne Grönlannin länsirannikon sedimentteihin siinä määrin kuin sitä ilmeisesti on? Kolmas kysymyskin tuli tätä kirjoittaessa mieleeni: jos vanhimpiin sedimentteihin kerrostunut eloperäinen hiili olisikin seurausta exponentiaalisista kasvupyrähdyksistä ja niiden aiheuttamista sukupuutoista niin vanhimpien sedimenttien välissä pitäisi olla kerroksia joissa ei käytännössä olisi ollenkaan eloperäistä hiiltä?
Astrobiologia on uusi, voimakkaasti nouseva tieteenala eikä vähiten uusien planeetta lyötöjen ansiosta.
Kysyisinkin teiltä koska saamme ensimmäisen suomenkielisen alaa käsittelevän perusteoksen? Tarvetta sille varmasti jo olisi.
Tietääkseni Turun suunnalta voisi läytyä parikin pätevää, alaan syvällisesti perehtynyttä kirjoittajaa/tutkijaa…