7. srpna 1996 reportéři, fotografové a provozovatelé televizních kamer pronikli do centrály NASA ve Washingtonu, DC. Dav se nezaměřoval na řadu sedících vědců v hledišti NASA, ale na malou, průhlednou plastovou krabici na stole před nimi. Uvnitř krabice byl sametový polštář a na něm se usadil jako korunový klenot jako skála - z Marsu. Vědci oznámili, že v meteoritu našli známky života. Správce NASA Daniel Goldin radostně řekl, že to byl „neuvěřitelný“ den. Byl přesnější, než věděl.
Skála, jak vědci vysvětlili, se na Marsu vytvořila před 4, 5 miliardami let, kde zůstala až před 16 miliony let, když byla vypuštěna do vesmíru, pravděpodobně dopadem asteroidu. Skála putovala vnitřní sluneční soustavou až před 13 000 lety, kdy spadla na Antarktidu. Seděl na ledě u AllanHills až do roku 1984, kdy ji geologové sněžných skútrů nabrali.
Vědci v čele s Davidem McKayem z JohnsonSpaceCenter v Houstonu zjistili, že skála s názvem ALH84001 měla zvláštní chemický makeup. Obsahoval kombinaci minerálů a sloučenin uhlíku, které na Zemi vytvářejí mikroby. To také mělo krystaly magnetického oxidu železa, volal magnetite, který některé baktérie produkují. Kromě toho McKay představil davu pohled na skálu pomocí elektronového mikroskopu, který ukazoval řetězy globulí, které nesly výraznou podobnost řetězcům, které se na Zemi vytvářejí některé bakterie. "Věříme, že to jsou skutečně mikrofosílie z Marsu, " řekl McKay a dodal, že důkazy nebyly "absolutním důkazem" minulého marťanského života, ale spíše "ukazatelem tímto směrem."
Mezi posledními, kteří v ten den promluvili, byl J. William Schopf, kalifornská univerzita v paleobiologu v Los Angeles, která se specializuje na fosilní fosílii na počátku Země. "Ukážu vám nejstarší důkazy života na této planetě, " řekl Schopf publiku a ukázal snímek fosilních mikroskopických globulí, které našel v Austrálii, 3, 465 miliard let starý. "To jsou prokazatelně fosilní, " řekl Schopf, což naznačuje, že marťanské obrázky NASA nebyly. Uzavřel citací astronoma Carla Sagana: „Mimořádné nároky vyžadují mimořádné důkazy.“
Navzdory Schopfově poznámce skepticismu bylo oznámení NASA celosvětově trumpetováno. "Mars žil, rockové show Meteoritů svědčí o životě v jiném světě, " řekl New York Times. "Fosílie z červené planety mohou dokázat, že nejsme sami, " prohlásila londýnská The Independent .
Během posledních devíti let vědci vzali Saganova slova k srdci. Zkontrolovali marťanský meteorit (který je nyní k vidění v Smithsonianově Národním muzeu přírodní historie), a dnes málokdo věří, že obsahuje marťanské mikroby.
Tato diskuse vedla vědce, aby se zeptali, jak mohou vědět, zda je nějaká blob, krystal nebo chemická zvláštnost známkou života - dokonce i na Zemi. Adebate se rozšířil o některé z nejstarších důkazů o životě na Zemi, včetně fosilií, které Schopf hrdě vystavil v roce 1996. V této debatě jsou v sázce hlavní otázky, včetně toho, jak se život na Zemi poprvé vyvíjel. Někteří vědci navrhují, že za prvních několik stovek milionů let, kdy tento život existoval, nesl malý život podobnost, jak ji známe dnes.
Vědci NASA se poučují z debaty o životě na Zemi na Mars. Pokud vše půjde podle plánu, dorazí nová generace vozítek na Mars v průběhu příštího desetiletí. Tyto mise budou zahrnovat špičkovou biotechnologii navrženou k detekci jednotlivých molekul vyrobených z marťanských organismů, ať už živých nebo dávno mrtvých.
Hledání života na Marsu se stalo naléhavějším díky částečně sondám dvou roverů, kteří nyní putují po povrchu Marsu a další vesmírné lodi, která obíhá kolem planety. V posledních měsících provedli řadu úžasných objevů, které opět vedou vědce k tomu, aby věřili, že Mars skrývá život - nebo to udělal v minulosti. Na únorové konferenci v Nizozemsku bylo publikováno publikum odborníků na Mars o marťanském životě. Asi 75 procent vědců uvedlo, že si mysleli, že tam život kdysi existoval, a 25 procent si myslí, že Mars dnes žije.
Hledání fosilních pozůstatků primitivních jednobuněčných organismů, jako jsou bakterie, vzlétlo v roce 1953, když Stanley Tyler, ekonomický geolog na University of Wisconsin, zmátl asi 2, 1 miliardy let staré skály, které shromáždil v kanadském Ontariu . Jeho sklovité černé skály známé jako chery byly nabity podivnými mikroskopickými vlákny a dutými kuličkami. Ve spolupráci s Harvardovým paleobotonikem Elso Barghoorn navrhl Tyler, že tvary byly ve skutečnosti zkamenělé, zanechané starodávnými formami života, jako jsou řasy. Před Tylerovou a Barghoornovou prací bylo nalezeno několik fosilií, které předcházely období kambria, které začalo asi před 540 miliony let. Nyní dva vědci předpokládali, že život byl přítomen mnohem dříve v historii 4, 55 miliard let naší planety. O kolik dále to šlo, zůstal pro pozdější vědce objevovat.
V příštích desetiletích našli paleontologové v Africe 3 miliardy let staré fosilní stopy mikroskopických bakterií, které žily v masivních mořských útesech. Baktérie mohou také tvořit tzv. Biofilmy, kolonie, které rostou v tenkých vrstvách nad povrchy, jako jsou kameny a mořské dno, a vědci našli spolehlivé důkazy o biofilmech, které se datují 3, 2 miliardy let.
V době tiskové konference NASA však nejstarší fosilní tvrzení patřil Williamovi Schopfovi UCLA, muži, který na stejné konferenci skepticky hovořil o nálezech NASA. Během šedesátých a sedmdesátých a osmdesátých let se Schopf stal předním odborníkem na rané formy života a objevoval fosílie po celém světě, včetně 3 miliard let starých fosilních bakterií v Jižní Africe. Poté, v roce 1987, on a někteří kolegové uvedli, že našli 3, 465 miliard miliard let mikroskopické fosílie v místě zvaném Warrawoona v západní Austrálii - ty, které vystavil na tiskové konferenci NASA. Bakterie ve fosiliích byly tak sofistikované, říká Schopf, že naznačují, že „život v té době vzkvétal, a tak život vznikl znatelně dříve než před 3, 5 miliardami let“.
Od té doby vědci vyvinuli jiné metody detekce známek raného života na Zemi. Jeden zahrnuje měření různých izotopů nebo atomových forem uhlíku; poměr izotopů ukazuje, že uhlík byl kdysi součástí živé bytosti. V roce 1996 tým vědců uvedl, že našli životní podpis ve skalách z Grónska, které se datují 3, 83 miliardy let.
Známky života v Austrálii a Grónsku byly pozoruhodně staré, zejména s ohledem na to, že život pravděpodobně na Zemi nemohl přetrvávat prvních několik stovek milionů let. Je to proto, že jej asteroidy bombardovaly, vařily oceány a pravděpodobně sterilizovaly povrch planety před asi 3, 8 miliardami let. Fosilní důkazy naznačují, že život se objevil brzy poté, co se náš svět ochladil. Jak Schopf napsal ve své knize Cradle of Life, jeho objev z roku 1987 „nám říká, že časná evoluce probíhala velmi rychle velmi rychle“.
Rychlý začátek života na Zemi by mohl znamenat, že život by se mohl rychle objevit také v jiných světech - buď planetách podobných Zemi, které krouží kolem jiných hvězd, nebo možná i jiných planetách nebo měsících v naší vlastní sluneční soustavě. Z nich Mars dlouho vypadal nejslibnější.
Povrch Marsu se dnes nezdá být typem pohostinného místa k životu. Je suchý a chladný, klesá až na -220 stupňů Fahrenheita. Jeho tenká atmosféra nemůže blokovat ultrafialové záření z vesmíru, které by zničilo jakoukoli známou živou věc na povrchu planety. Ale Mars, který je stejně starý jako Země, mohl být v minulosti pohostinnější. Odtoky a suchá jezírka, která označují planetu, ukazují, že tam jednou teče voda. Astronomové tvrdí, že existuje také důvod se domnívat, že raná atmosféra na Marsu byla dostatečně bohatá na teplo zachycující oxid uhličitý, aby vytvořil skleníkový efekt a zahřál povrch. Jinými slovy, raný Mars byl hodně podobný rané Zemi. Kdyby byl Mars teplý a mokrý po miliony nebo dokonce miliardy let, mohl by mít život dost času na to, aby se vynořil. Když se podmínky na povrchu Marsu staly nepříjemnými, život tam mohl zaniknout. Fosílie však možná zůstaly pozadu. Je dokonce možné, že život mohl přežít na Marsu pod povrchem, soudě podle některých mikrobů na Zemi, které se daří mílím pod zemí.
Když Nasa's Mckay ten den v roce 1996 v tisku představil snímky marťanských fosilií, jedním z milionů lidí, kteří je viděli v televizi, byl mladý britský ekologický mikrobiolog jménem Andrew Steele. Právě získal titul PhD na University of Portsmouth, kde studoval bakteriální biofilmy, které mohou absorbovat radioaktivitu z kontaminované oceli v jaderných zařízeních. Steele, odborník na mikroskopické snímky mikrobů, dostal McKayovo telefonní číslo z adresářové pomoci a zavolal mu. "Dokážu získat lepší obrázek než ten, " řekl a přesvědčil McKaye, aby mu poslal kousky meteoritu. Steeleovy analýzy byly tak dobré, že brzy pracoval pro NASA.
Je ironií, že jeho práce podkopala důkazy NASA: Steele zjistil, že pozemské bakterie kontaminovaly meteorit na Marsu. Biofilmy se tvořily a šířily se skrz trhliny do jeho vnitřku. Steeleho výsledky přímo nevyvrátily marťanské fosílie - je možné, že meteorit obsahuje jak marťanské fosílie, tak antarktické kontaminanty - ale říká: „Problém je, jak to říkáte rozdíl?“ Současně ostatní vědci poukázali z toho, že neživé procesy na Marsu mohly také vytvořit globuly a magnetitové shluky, které vědci NASA považovali za fosilní důkazy.
McKay však stojí za hypotézou, že jeho mikrofosílie pocházejí z Marsu, a říká, že je „konzistentní jako balíček s možným biologickým původem.“ Jakékoli alternativní vysvětlení musí odpovídat za všechny důkazy, říká, ne pouze po jednom kusu najednou.
Tato diskuse vyvolala v myslích mnoha vědců hlubokou otázku: Co je potřeba k prokázání přítomnosti životních miliard před lety? v roce 2000 si oxfordský paleontolog Martin Brasier půjčil originální londýnské fosílie Warrawoona z londýnského NaturalHistoryMuseum a on a Steele a jejich kolegové studovali chemii a strukturu hornin. V roce 2002 dospěli k závěru, že není možné říci, zda fosílie byly skutečné, a v podstatě podrobovaly Schopfovu práci stejnému skepticismu, jaký Schopf vyjádřil ohledně fosilií z Marsu. "Ironie se na mě neztratila, " říká Steele.
Schopf zejména navrhl, aby jeho fosílie byly fotosyntetické bakterie, které zachytily sluneční světlo v mělké laguně. Brasier, Steele a spolupracovníci však dospěli k závěru, že se skály tvořily v horké vodě plné kovů, snad kolem přehřátého otvoru na dně oceánu - stěží na takovém místě, kde by mohl prospívat mikrobus milující slunce. A mikroskopická analýza skály, říká Steele, byla nejednoznačná, jak jednoho dne ve své laboratoři prokázal sklouznutím sklíčka z Warrawoona chertů pod mikroskopem připevněným k jeho počítači. "Co se tam díváme?" Zeptá se a náhodně si na obrazovku vybere hádku. "Nějakou starou špínu, která byla chycena ve skále?" Díváme se na život? Možná, možná. Můžete vidět, jak snadno se můžete oklamat. Nelze říci, že bakterie v tom nemohou žít, ale nelze říci, že se na bakterie díváte. “
Schopf reagoval na Steeleovu kritiku novým vlastním výzkumem. Při analýze svých vzorků dále zjistil, že byly vyrobeny z formy uhlíku známé jako kerogen, což by se dalo očekávat u zbytků bakterií. Ze svých kritiků Schopf říká: „chtěli by udržet debatu naživu, ale důkazy jsou ohromující.“
Neshoda je typická pro rychle se pohybující pole. Geolog Christopher Fedo z Univerzity George Washingtona a geochronolog Martin Whitehouse ze Švédského přírodovědného muzea zpochybnili 3, 83 miliardiletou molekulární stopu lehkého uhlíku z Grónska s tím, že se hornina vytvořila z vulkanické lávy, která je pro mikroby příliš horká odolat. Další nedávné nároky jsou rovněž napadeny. Před rokem vytvořil tým vědců titulky se zprávou o malých tunelech v 3, 5 miliard let starých afrických horninách. Vědci argumentovali, že tunely byly vytvořeny starými bakteriemi v době, kdy se tvořila skála. Ale Steele poukazuje na to, že bakterie mohly tyto tunely vykopat o miliardy let později. "Pokud jste takhle chodili s londýnským metrem, " říká Steele, "řekli byste, že to bylo 50 milionů let, protože takhle jsou kameny staré."
Takové debaty se mohou zdát neurčité, ale většina vědců je ráda, že je vidí. "To udělá spoustu lidí, aby si stáhli rukávy a hledali další věci, " říká geolog MIT John Grotzinger. Jistě, debaty jsou o jemnostech ve fosilních záznamech, nikoliv o existenci mikrobů dávno a dávno. Dokonce i skeptik, jako je Steele, si je docela jistý, že mikrobiální biofilmy žily před 3, 2 miliardami let. "Nemůžete si je nechat ujít, " říká Steele o jejich výrazných vláknech podobajících se webu, které jsou viditelné pod mikroskopem. A ani kritici nezpochybnili poslední z Minik Rosing z Geologického muzea v Kodani, které našlo životní podpis izotopů uhlíku ve vzorku 3, 7 miliardy let staré skály z Grónska - nejstarší nesporný důkaz života na Zemi .
V těchto debatách nejde jen o načasování časného vývoje života, ale o cestu, po které se vydala. Letos v září například Michael Tice a Donald Lowe z StanfordUniversity informovali o 3, 416 miliard letých rohožích mikrobů uchovaných ve skalách z Jižní Afriky. Mikrobi říkají, že prováděli fotosyntézu, ale během procesu neprodukovali kyslík. Malé množství bakteriálních druhů dnes dělá to samé - anoxygenní fotosyntéza, která se nazývá - a Tice a Lowe naznačují, že takové mikroby, spíše než konvenčně fotosyntetické ty, které studoval Schopf a další, vzkvétaly během raného vývoje života. Zjišťování prvních životních kapitol řekne vědcům nejen mnoho o historii naší planety. Bude také řídit jejich hledání známek života kdekoli ve vesmíru - počínaje Marsem.
V lednu 2004 se na marťanské krajině začaly válet NASA rovery Spirit and Opportunity. Během několika týdnů našla Opportunity nejlepší důkaz, že voda jednou tekla na povrch planety. Chemie hornin, ze které se odebraly vzorky z planiny Meridiani Planum, naznačovala, že se vytvořila před miliardami let v mělkém, dlouho zmizelém moři. Jedním z nejdůležitějších výsledků roverské mise, říká Grotzinger, člen vědeckého týmu roverů, bylo pozorování robota, že skály na Meridiani Planum se nezdají být rozdrceny nebo vařeny do té míry, že Země skály stejné věk byl - jejich krystalová struktura a vrstvení zůstávají nedotčeny. Paleontolog nemohl požádat o lepší místo pro uchování fosilie po miliardy let.
Minulý rok přinesl nával vzrušujících zpráv. Oběžná sonda a pozemní dalekohledy detekovaly metan v atmosféře Marsu. Na Zemi mikroby produkují hojné množství metanu, ačkoli to může být také produkováno vulkanickou aktivitou nebo chemickými reakcemi v kůře planety. V únoru proběhly v médiích zprávy o studii NASA, která údajně dospěla k závěru, že marťanský metan mohl být produkován podzemními mikroby. Velitelství NASA se rychle vrhlo - možná se obávalo opakování mediálního šílenství obklopujícího marťanský meteorit - a prohlásilo, že nemá žádné přímé údaje podporující nároky na život na Marsu.
Jen o několik dní později však evropští vědci oznámili, že v marťanské atmosféře detekovali formaldehyd, což je další složka, která je na Zemi produkována živými věcmi. Krátce nato vědci z Evropské kosmické agentury zveřejnili snímky Elysiových plání, oblasti podél Marsova rovníku. Struktura krajiny, jak tvrdí, ukazuje, že tato oblast byla zmrzlým oceánem před několika miliony let - ne dlouho, v geologickém čase. Zmrzlé moře může být dodnes ještě pohřbené pod vrstvou sopečného prachu. Zatímco voda ještě nebyla nalezena na povrchu Marsu, někteří vědci studující marťanské rokle říkají, že rysy mohou být produkovány podzemními kolektory, což naznačuje, že voda a formy života, které vyžadují vodu, by mohly být skryty pod hladinou.
Andrew Steele je jedním z vědců, kteří navrhují novou generaci vybavení, které bude zkoumat život na Marsu. Jeden nástroj, který hodlá exportovat na Mars, se nazývá microarray, skleněná sklíčka, na které jsou připojeny různé protilátky. Každá protilátka rozpoznává a zablokuje se na konkrétní molekule a každá tečka konkrétní protilátky byla upravena tak, aby zářila, když najde svého molekulárního partnera. Steele má předběžné důkazy o tom, že mikročip dokáže rozeznat fosilní hopany, molekuly nalezené v buněčných stěnách bakterií, ve zbytcích 25 milionů let starého biofilmu.
Letos v září cestoval Steele a jeho kolegové na drsný arktický ostrov Svalbard, kde testovali tento nástroj v extrémním prostředí této oblasti jako předehru k jeho nasazení na Mars. Když ozbrojené norské stráže dávaly pozor na lední medvědy, vědci trávili hodiny sedením na chladných skalách a analýzou fragmentů kamene. Výlet byl úspěšný: protilátky proti mikročipům detekovaly proteiny vytvořené odolnými bakteriemi ve vzorcích hornin a vědci se vyhýbali potravě pro medvědy.
Steele také pracuje na zařízení zvaném MASSE (Modular Assays for Solar System Exploration), které je předběžně plánováno k letu na expedici Evropské vesmírné agentury v roce 2011 na Mars. Představuje si, že rover rozdrtil horniny na prášek, který lze umístit do MASSE, který analyzuje molekuly pomocí mikročipu a hledá biologické molekuly.
Dříve v roce 2009 uvede NASA Mars Science Laboratory Rover. Je navržen tak, aby zkontroloval povrch hornin kvůli zvláštním texturám zanechaným biofilmy. Laboratoř Mars může také hledat aminokyseliny, stavební bloky proteinů nebo jiné organické sloučeniny. Nalezení takových sloučenin by neprokázalo existenci života na Marsu, ale podpořilo by to případ a povzbudilo vědce NASA k bližšímu pohledu.
Jak budou analýzy na Marsu obtížné, jsou hrozbou kontaminace ještě složitější. Mars navštívilo devět kosmických lodí, z Marsu 2, sovětské sondy, která narazila na planetu v roce 1971, do příležitosti NASA Opportunity and Spirit. Kdokoli z nich mohl mít stopové mikroby Země. "Je možné, že přistáli a záliby se jim tam líbilo, a pak je vítr mohl vyhodit všude, " říká Jan Toporski, geolog na univerzitě v Kielu v Německu. A stejná meziplanetární hra nárazníkových aut, která vrhla kus Marsu na Zemi, mohla na Marsu osprchovat kousky Země. Pokud by jedna z těchto pozemských hornin byla kontaminována mikroby, mohly by organismy přežít na Marsu - alespoň na nějakou dobu - a tam by v geologii zůstaly stopy. Vědci stále věří, že mohou vyvinout nástroje pro rozlišení mezi importovanými mikroby Země a Marťanskými.
Najít známky života na Marsu není v žádném případě jediným cílem. "Pokud najdete obyvatelné prostředí a nenajdete ho obydlené, pak vám to něco řekne, " říká Steele. "Pokud neexistuje život, tak proč neexistuje život?" Odpověď vede k dalším otázkám. “První by bylo to, co dělá Zemi bohatou na život tak zvláštní. Úsilí, které se vylévá do detekce primitivního života na Marsu, se nakonec může ukázat jako jeho největší hodnota právě tady doma.
