wszechświat
Autor: Marcin Machalski | dodano: 2012-09-07
Halo, czy jest tam życie?

Dzieje naszej planety sugerują, że na odległych globach jest znacznie łatwiej o drobnoustroje niż o wyższe formy życia. Być może nie wyłapujemy sygnałów od pozaziemskich cywilizacji, bo nikt ich nie wysyła.

Odległe globy zawsze kusiły poszukiwaczy pozaziemskie go życia. W 1877 roku włoski astronom Giovanni Schiaparelli ogłosił, że powierzchnia Marsa jest pokryta siecią regularnych kanałów. Chociaż sam Schiaparelli pisał, że kanały powstały w wyniku ewolucji planety, podobnie jak na Ziemi kanał La Manche czy Kanał Mozambicki, wielu astronomów uważało je za wytwory istot inteligentnych. Marsjańskie kanały uznano za elementy olbrzymiego systemu nawadniającego, zbudowanego przez ginącą na skutek suszy cywilizację. Wizja była tak przekonująca, że jeszcze na początku XX wieku na łamach gazet całkiem poważnie roztrząsano możliwości nawiązania kontaktu z mieszkańcami Czerwonej Planety.

Dziś wiemy, że zwolennicy marsjańskiej cywilizacji padli ofiarą złudzenia optycznego. Na Marsie nie ma kanałów. Pierwsza dowiodła tego w 1965 roku międzyplanetarna son da Mariner 4, która wykonała zdjęcia Czerwonej Planety. Kamery marsjańskich próbników utrwaliły jedynie obraz wyschniętych koryt dawnych rzek i strumieni, a także olbrzymich rozpadlin tektonicznych, takich jak Val les Marineris. Brak kanałów na Marsie nie zniechęcił entuzjastów poszukiwań po zaziemskiego życia. Wielu sądziło, że we Wszechświecie aż się roi od zamieszkałych planet. W 1961 roku amerykański astronom Charles Drake sformułował słynne równanie dla obliczenia ilości rozwiniętych cywilizacji w naszej galaktyce. Równanie Drake’a zawiera wiele niewiadomych. W zależności od tego, co na ich miejsce podstawimy, jego wynik waha się od 1 (nasza ziemska cywilizacja) do wielu milionów. W latach 60. na fali powszechne go entuzjazmu dla poszukiwań obcych cywilizacji rozpoczęto program SETI. Jego celem było przechwycenie sygnałów radiowych nadawanych przez odległe cywilizacje (SETI to skrót od Search for Extraterrestrial Intelligence, czyli poszukiwanie pozaziemskiej inteligencji).

Niestety, wśród kosmicznego szumu nie zidentyfikowano dotąd żadnego przekazu od istot poza ziemskich. Celem poszukiwań stały się nie tylko wysoko rozwinięte formy życia. Wysłane w 1975 roku na Marsa sondy Viking 1 i 2 wyposażono w specjalne laboratoria, które miały na celu wykrycie aktywności biologicznej na powierzchni Czerwonej Planety. Żaden z przeprowadzonych przez Vikingi eksperymentów nie dostarczył jednak dowodów na istnienie życia na Marsie. W tamtejszej glebie nie znaleziono też związków organicznych.   

Tajemniczy przybysz z Marsa
Temat marsjańskiego życia powrócił na pierwsze strony gazet za sprawą meteorytu ALH 84001 odkrytego na lodowych pustkowiach Antarktydy. Analiza gazów zawartych w porach meteorytu wykazała, że należy on do niezwykle rzadkiej grupy meteorytów, które są fragmentami marsjańskich skał. Do dzisiaj rozpoznano zaledwie 47 takie meteoryty. W 1996 roku grupa badaczy z NASA ogłosiła wiadomość o zna lezieniu w ALH 84001 śladów życia sprzed 3,9 mld lat. Wśród przedstawionych dowodów największe wrażenie robił segmentowany pałeczko waty twór, przypominający kształtem ziemską bakterię – jego fotografia obiegła prasę na całym świecie. Domniemane ślady życia odkryto w mineralnych wypełnieniach szczelin w meteorycie ALH 84001. Tworząca go skała jest znacznie starsza – uległa ona krystalizacji około 4,5 mld lat temu.

Skalny budulec meteorytu ALH 84001 powstał więc wcześniej niż najdawniejsze znane ziemskie skały, datowane na około 4 mld lat. Gwoli uzupełnienia należy dodać, że ALH 84001 został wybity z powierzchni Marsa na skutek uderzenia innego meteorytu około 16 mln lat temu. Na Ziemię ALH 84001 spadł około 13 tys. lat temu, a znaleziony został w 1984 roku, jednak jako przybysza z Marsa zidentyfikowano go dopiero 10 lat później (do tego czasu przeleżał na półce zaklasyfikowany ja ko „zwyczajny” meteoryt). Hipoteza o śladach życia w marsjańskim meteorycie wywołała burzę w świecie naukowym. Do gwałtownego ataku ruszył m.in. amerykański paleontolog William Schopf, znawca najstarszych śladów życia na Ziemi. Koronny argument Schopfa dotyczył rozmiarów domniemanej marsjańskiej bakterii – była ona sto razy mniejsza niż najmniejsze mikroby, jakie kiedykolwiek żyły na Ziemi. Cios okazał się celny! Dziś niewielu badaczy popiera biologiczny rodowód znalezionych w meteorycie ALH 84001 tworów.   

Pierwsze ślady życia na Ziemi
Mimo usilnych starań nie znaleźliśmy dotąd żadnych bezspornych oznak pozaziemskiego życia. Czy zatem ono w ogóle istnieje? A jeśli tak, to jakich form życia możemy się spodziewać w innych światach? Czy łatwiej tam o organizmy na poziomie ziemskich bakterii, czy też o inteligentne istoty w rodzaju E.T. z filmu Stevena Spielberga? A może dzieje życia na naszej planecie pozwalają na wnioski dotyczące życia pozaziemskiego? Ziemia uformowała się około 4,5 mld lat temu w wyniku zderzeń tysięcy skalnych i lodowych brył krążących wokół młodego Słońca. Kosmicznego gruzu było tak dużo, że jeszcze przez następne kilkaset milionów lat powierzchnia planety była masakrowana ciosami skalnych i lodowych poci sków.

Zaraz na początku „ery wielkiego bombardowania” wyjątkowo duża bryła o rozmiarach Marsa uderzyła w pra -Ziemię i oderwała z niej ogromny kęs ziemskiego płaszcza. Tak narodził się Księżyc. Jego dziobata, pokryta kra terami uderzeniowymi powierzchnia świadczy o intensywności kosmiczne go ostrzału (na Ziemi jego ślady zatarła erozja i procesy tektoniki płyt). Z biegiem czasu liczba krążących wokół Słońca odłamków malała. Bombardowanie Ziemi skończyło się około 3,9 mld lat temu. Nieco wcześniej po wstały najstarsze znane skały na Ziemi – kanadyjskie gnejsy Acasta, datowane na około 4 mld lat. Trochę młodsze od nich skały są znane z Grenlandii, Afryki Południowej oraz z Australii. Najstarsze ziemskie skały silnie się przeobraziły wskutek wielokrotnego prażenia i przetapiania w uściskach ko lejnych cykli górotwórczych.

Zakrawa na cud, że przetrwały one do dzisiaj. Jeszcze większym cudem wydaje się to, że paleontolodzy i geolodzy potrafią z nich wycisnąć informacje o pradawnym życiu. Pierwsze formy życia pozostawiły różne ślady. Jednym z nich są drobin ki grafitu wzbogaconego w lekki izotop węgla 12C. Lekki węgiel jest preferencyjnie wbudowywany w żywe komórki podczas procesów metabolicznych. A zatem jego stosunek do cięższej odmiany 13C jest wyższy w utworach pochodzenia biologicznego niż w tych, które powstały bez udziału życia. W 1999 roku duński geolog Minik Rosing zidentyfikował drobiny wzbogaconego w lekki izotop grafitu w gnejsach z Isua na Grenlandii. Zawierające grafit skały powstały ponad 3,7 mld lat temu na dnie płytkiego, dobrze nasłonecznionego zbiornika morskiego. Znalezisko Rosinga świadczy o tym, że już wtedy na naszej planecie istniało życie. Jego początki sięgają zapewne jeszcze dawniejszych czasów – może 3,8 mld lub nawet 3,9 mld lat temu. Trudno bo wiem sądzić, by najstarsze znalezione przez nas ślady życia odpowiadały dokładnie chwili jego powstania.   

Wapienne stożki i skamieniałe nitki
Do najstarszych śladów życia na Ziemi należą też stromatolity – kopułowate lub stożkowe wapienne twory o laminowanej budowie wewnętrznej. W XIX wieku geolodzy toczyli zażarte spory na temat pochodzenia stromatolitów. Wielu uważało je za twory nieorganiczne. Jednak w XX wieku znaleziono współczesne stromatolity na dnie mórz i jezior. Okazało się, że powstają one wskutek aktywności życiowej sinic i innych bakterii, choć nie można wykluczyć tworzenia się podobnych struktur bez udziału organizmów. Jedne z najstarszych znanych stromatolitów zostały znalezione w Strelley Pool w Australii, w skałach sprzed 3,43 mld lat.

Przez długi czas trwał spór na temat ich pochodzenia. Rozstrzygnięto go dopiero w 2006 roku, kiedy wyniki badań opublikowała grupa australijskich naukowców pod kierunkiem Abigail Allwood. Okazało się, że około 3,4 mld lat te mu na obszarze Strelley Pool rozciągała się płytka i ciepła laguna. Na jej dnie wzrastało wiele typów stromatolitów, które różniły się kształtem i rozmiarami. Allwood i jej koledzy ustalili, że zróżnicowanie stromatolitów odzwierciedla lokalne warunki środowiska w poszczególnych strefach laguny. Co więcej, zdaniem australijskich badaczy takie zróżnicowanie jest możliwe wy łącznie w przypadku organicznego po chodzenia stromatolitów. Bardzo pożądanymi przez pale ontologów śladami wczesnego życia są skamieniałe komórki drobnoustrojów. Największą sławę zyskały uwęglone nitki sprzed 3,46 mld lat znalezione przez Williama Schopfa w krzemionkowych skałach (czertach) Apex w Australii. W 1993 roku Schopf przedstawił opis aż 11 gatunków drobnoustrojów z Apex, z których większość uznał za pozostałości sinic.

Nikt nie znalazł starszych komórek i węgliste nitki Schopfa na długie lata zyskały miano najstarszych ziemskich skamieniałości (trafiły nawet do Księgi rekordów Guinnessa). Fortuna kołem się toczy. W 1996 roku Schopf zażarcie atakował hipotezę o domniemanej marsjańskiej bakterii z meteorytu ALH 84001. W 2002 roku sytuacja się odwróciła – to Schopfzo stał zmuszony do obrony swoich od kryć. Napastnikiem był Martin Brasier z Oksfordu, który ogłosił, że opisane przez Schopfa węgliste nitki z Apex to nieorganiczne artefakty, które tylko przypadkiem przypominają sinice. Wielu badaczy poparło argumenty Brasiera, natomiast po stronie Schopfa opowiedzieli się m.in. polscy ba dacze – Józef Kaźmierczak i Barbara Kremer z Instytutu Paleobiologii PAN. Ich zdaniem przynajmniej część nitek z Apex ma biologiczne pochodzenie.

Nie są to jednak, jak uważał Schopf, komórki sinic, lecz ich „duszki” powstałe z przeobrażenia osłonek sinicowych komórek pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. Kaźmierczak i Kremer oparli swe wnioski na obserwacjach z Gór Bardzkich, gdzie w skałach sprzed 430 mln lat zidentyfikowali stadia przejściowe między dobrze zachowanymi komórkami sinic, a niewyraźnymi strukturami, które przypominały do złudzenia węgliste nitki z Apex. Australijskich mikrobów nie trzeba więc wymazywać z księgi Guinnessa.  

Kosmiczne prapoczątki?
Izotopy węgla, stromatolity oraz skamieniałości drobnoustrojów prze mawiają za bardzo wczesnym po jawieniem się życia na Ziemi, tuż po zakończeniu okresu intensywnego bombardowania kosmiczne go. Może to oznaczać, że zjawisko zwane życiem jest powszechne we Wszechświecie. Być może organiczne molekuły łączą się w żywe organizmy wszędzie tam, gdzie zajdą ku temu odpowiednie warunki. Oczywiście, jeśli takie dogodne dla życia miejsca – ziemiopodobne planety – w ogóle istnieją. Nie można też wykluczyć, że życie „podróżuje” w kosmosie. Skoro pojawiło się na Ziemi tak szybko od chwili ostygnięcia jej powierzchni, to jest możliwe, że jego „zarodki” krążą w przestrzeni kosmicznej, spadając na planety wraz z kometami lub meteorytami, tak jak chcą zwolennicy hipotezy panspermii.

Przez pierwsze 3 mld lat dziejów życia na Ziemi jego jedynymi formami były drobnoustroje lub co najwyżej proste wielokomórkowe organizmy typu glony. Dopiero w okresie od 600 do 540 mln lat temu pojawiły się organizmy o bardziej skomplikowanej budowie. Nazywa się je „fauną z Ediacary” od australijskich wzgórz, gdzie znaleziono utrwalone w twardych piaskowcach odciski tych istot. Niektóre z nich przypominały morskie pióra, inne meduzy lub pierścienice, lecz podobieństwo to może być przypadkowe. Tak przynajmniej sądzi światowej sławy niemiecki paleontolog Adolf Seilacher, który zwrócił uwagę na osobliwą budowę ediakarskich dziwadeł – ciała wielu z nich były zbudowane z ko- mór i przypominały płaskie nadmuchiwane materace. Seilacher wątpi, by te stwory były blisko spo­krewnione z prawdziwymi zwierzę­tami – nie widać u nich śladów oczu, otworu gębowego ani odbytu; nie wia­domo też, czy umiały aktywnie zdo­bywać pożywienie i przemieszczać się po dnie. Nieliczne ślady wskazują jed­nak, zdaniem Seilachera, że pośród ma­teracyków z Ediacary po morskim dnie przemykały także pierwsze prawdzi­we zwierzęta, podobne do współcze­snych robaków.

Kambryjska eksplozja życia
Ediakarskie dziwaki wyginęły na prze­łomie prekambru i kambru, czyli oko­ło 543 mln lat temu. Ich miejsce zajęła – i to bardzo szybko – nowa dynastia władców Ziemi. Na całym świecie po­wyżej warstw skalnych z fauną ediakar­ską pojawiają się masowo występujące szkieleciki i pancerze rozmaitych grup zwierzęcych oraz ślady ich działalności życiowej w postaci nor lub tropów. Ten nagły wysyp skamieniałości odzwier­ciedla zapewne rzeczywiste zjawisko biologiczne – powstanie i gwałtowne zróżnicowanie się wielu grup świa­ta zwierzęcego. Zjawisko to odbyło się tak szybko – Seilacher twierdzi nawet, że w ciągu 10 mln lat – że nadano mu nazwę wielkiego wybuchu życia (oczy­wiście 10 mln lat to „szybko” w geolo­gicznej, a nie ludzkiej skali czasu).

Co sprawiło, że po 3 mld lat spo­koju ewolucja uległa tak gwałtowne­mu przyspieszeniu? Czy eksplozję życia sprowokowały jakieś niezwykłe zja­wiska w ziemskim ekosystemie? Wie­lu badaczy sądzi, że tak właśnie było. Geolodzy wskazują na czynniki środo­wiskowe, takie jak wzrost ilości tlenu w ziemskiej atmosferze, czy też zmiany chemii światowego oceanu. Ich świa­dectwem mogą być np. olbrzymie zło­ża fosforytów z przedziału prekambr­u i kambru, eksploatowane na wszystkich kontynentach poza Antarktydą. Praprzy­czyną wielu z tych zmian mogła być specyficzna konfiguracja kontynentów i prądów oceanicznych po rozpadzie superkontynentu Rodinia i ustąpieniu globalnego zlodowacenia około 600 mln lat temu. W 1997 roku amerykański geolog Joe Kirschvink wysunął śmiałą hipotezę na temat przyczyn kambryjskiej eksplo­zji życia. Jego zdaniem mechanizmem spustowym eksplozji było unikatowe w dziejach Ziemi zjawisko – gwałtowna zmiana położenia kontynentów wzglę­dem osi obrotu planety.

Obszary, które wcześniej znajdowały się na biegunach, znalazły się na równiku. Natomiast ob­­­­szary równikowe zostały przeniesione na bieguny. Wynikiem tego globalnego przetasowania powierzchni naszego globu była – zdaniem Kirschvinka i jego grupy – całkowita reorganizacja ziemskich ekosystemów, co stało się z kolei potężnym bodźcem dla ewolucji zwierząt. Dla biologów niezwykle ważnym katalizatorem eksplozji było pojawie­nie się pierwszych drapieżników wśród zwierząt, zapewne pod sam koniec pre­kambru. Ich aktywność z pewnością wywołała kaskadę nowych strategii życiowych i rozwiązań konstrukcyj­nych u ich ofiar, a tym samym przy­czyniła się do wzrostu zróżnicowania świata zwierzęcego. Tak twierdzi Jerzy Dzik z Instytutu Paleobiologii PAN. Jego zdaniem zwierzęta wykształciły pancerze lub zaczęły się zagrzebywać w dnie morskim na skutek rosnącej presji ze strony drapieżników.

Dzik na­zwał to zjawisko „syndromem Verdun”. W największym skrócie sprowadza się on do zasady: jeśli nie chcesz, by cię za­bito, schroń się za mocnym pancerzem lub kop głębokie okopy. Niezależnie od przyczyn kambryj­skiej eksplozji życia, jedno jest pewne. Wraz z milionami innych gatunków zamieszkujących Ziemię jesteśmy jej potomstwem. Bez wielkiego wybuchu życia w początkach kambru na trzeciej od Słońca planecie w Układzie Sło­necznym w dalszym ciągu panowały­by bakterie, glony lub – co najwyżej – nieruchawe i bezbronne materacy­ki z Ediacary. Do wielkiego wybuchu doszło aż 3 mld lat po pojawieniu się życia na Zie­mi. To zapewne przypadek, szczęśliwy traf, że w ogóle nastąpił. Jeśli Ziemia jest dobrym przykładem dla innych zdolnych do podtrzymania życia pla­net, to prawdopodobieństwo powsta­nia we Wszechświecie „wyższych” form życia, takich jak nasze ziemskie zwierzęta i człowiek, jest znikome.

Czy warto zatem nasłuchiwać komunika­tów od pozaziemskich cywilizacji albo umieszczać na ziemskich sondach pla­kietki z informacjami o rodzaju ludz­kim, tak jak to uczyniono w przypad­ku Pioniera 11? Dzieje życia na Ziemi wskazują, że znacznie większy sens ma instalowanie na pokładach sond ko­smicznych urządzeń do poszukiwania żywych drobnoustrojów lub ich ska­mieniałych szczątków.

Więcej w specjalnym wydaniu miesięcznika „Wiedza i Życie" nr 01/2008 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
05/2020
04/2020
Kalendarium
Maj
31
W 1990 r. został wyniesiony na orbitę moduł naukowy Kristall, część radzieckiej stacji Mir
Warto przeczytać
W zagubionej w lesie deszczowym Papui Nowej Gwinei jest maleńka wioska Gapun, w której mieszka 200 osób. Tylko 45 z nich mówi rdzennym językiem tayapu i z roku na rok jest ich coraz mniej. Amerykański antropolog Don Kulick postanawia udokumentować proces wymierania tego języka.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Marcin Machalski | dodano: 2012-09-07
Halo, czy jest tam życie?

Dzieje naszej planety sugerują, że na odległych globach jest znacznie łatwiej o drobnoustroje niż o wyższe formy życia. Być może nie wyłapujemy sygnałów od pozaziemskich cywilizacji, bo nikt ich nie wysyła.

Odległe globy zawsze kusiły poszukiwaczy pozaziemskie go życia. W 1877 roku włoski astronom Giovanni Schiaparelli ogłosił, że powierzchnia Marsa jest pokryta siecią regularnych kanałów. Chociaż sam Schiaparelli pisał, że kanały powstały w wyniku ewolucji planety, podobnie jak na Ziemi kanał La Manche czy Kanał Mozambicki, wielu astronomów uważało je za wytwory istot inteligentnych. Marsjańskie kanały uznano za elementy olbrzymiego systemu nawadniającego, zbudowanego przez ginącą na skutek suszy cywilizację. Wizja była tak przekonująca, że jeszcze na początku XX wieku na łamach gazet całkiem poważnie roztrząsano możliwości nawiązania kontaktu z mieszkańcami Czerwonej Planety.

Dziś wiemy, że zwolennicy marsjańskiej cywilizacji padli ofiarą złudzenia optycznego. Na Marsie nie ma kanałów. Pierwsza dowiodła tego w 1965 roku międzyplanetarna son da Mariner 4, która wykonała zdjęcia Czerwonej Planety. Kamery marsjańskich próbników utrwaliły jedynie obraz wyschniętych koryt dawnych rzek i strumieni, a także olbrzymich rozpadlin tektonicznych, takich jak Val les Marineris. Brak kanałów na Marsie nie zniechęcił entuzjastów poszukiwań po zaziemskiego życia. Wielu sądziło, że we Wszechświecie aż się roi od zamieszkałych planet. W 1961 roku amerykański astronom Charles Drake sformułował słynne równanie dla obliczenia ilości rozwiniętych cywilizacji w naszej galaktyce. Równanie Drake’a zawiera wiele niewiadomych. W zależności od tego, co na ich miejsce podstawimy, jego wynik waha się od 1 (nasza ziemska cywilizacja) do wielu milionów. W latach 60. na fali powszechne go entuzjazmu dla poszukiwań obcych cywilizacji rozpoczęto program SETI. Jego celem było przechwycenie sygnałów radiowych nadawanych przez odległe cywilizacje (SETI to skrót od Search for Extraterrestrial Intelligence, czyli poszukiwanie pozaziemskiej inteligencji).

Niestety, wśród kosmicznego szumu nie zidentyfikowano dotąd żadnego przekazu od istot poza ziemskich. Celem poszukiwań stały się nie tylko wysoko rozwinięte formy życia. Wysłane w 1975 roku na Marsa sondy Viking 1 i 2 wyposażono w specjalne laboratoria, które miały na celu wykrycie aktywności biologicznej na powierzchni Czerwonej Planety. Żaden z przeprowadzonych przez Vikingi eksperymentów nie dostarczył jednak dowodów na istnienie życia na Marsie. W tamtejszej glebie nie znaleziono też związków organicznych.   

Tajemniczy przybysz z Marsa
Temat marsjańskiego życia powrócił na pierwsze strony gazet za sprawą meteorytu ALH 84001 odkrytego na lodowych pustkowiach Antarktydy. Analiza gazów zawartych w porach meteorytu wykazała, że należy on do niezwykle rzadkiej grupy meteorytów, które są fragmentami marsjańskich skał. Do dzisiaj rozpoznano zaledwie 47 takie meteoryty. W 1996 roku grupa badaczy z NASA ogłosiła wiadomość o zna lezieniu w ALH 84001 śladów życia sprzed 3,9 mld lat. Wśród przedstawionych dowodów największe wrażenie robił segmentowany pałeczko waty twór, przypominający kształtem ziemską bakterię – jego fotografia obiegła prasę na całym świecie. Domniemane ślady życia odkryto w mineralnych wypełnieniach szczelin w meteorycie ALH 84001. Tworząca go skała jest znacznie starsza – uległa ona krystalizacji około 4,5 mld lat temu.

Skalny budulec meteorytu ALH 84001 powstał więc wcześniej niż najdawniejsze znane ziemskie skały, datowane na około 4 mld lat. Gwoli uzupełnienia należy dodać, że ALH 84001 został wybity z powierzchni Marsa na skutek uderzenia innego meteorytu około 16 mln lat temu. Na Ziemię ALH 84001 spadł około 13 tys. lat temu, a znaleziony został w 1984 roku, jednak jako przybysza z Marsa zidentyfikowano go dopiero 10 lat później (do tego czasu przeleżał na półce zaklasyfikowany ja ko „zwyczajny” meteoryt). Hipoteza o śladach życia w marsjańskim meteorycie wywołała burzę w świecie naukowym. Do gwałtownego ataku ruszył m.in. amerykański paleontolog William Schopf, znawca najstarszych śladów życia na Ziemi. Koronny argument Schopfa dotyczył rozmiarów domniemanej marsjańskiej bakterii – była ona sto razy mniejsza niż najmniejsze mikroby, jakie kiedykolwiek żyły na Ziemi. Cios okazał się celny! Dziś niewielu badaczy popiera biologiczny rodowód znalezionych w meteorycie ALH 84001 tworów.   

Pierwsze ślady życia na Ziemi
Mimo usilnych starań nie znaleźliśmy dotąd żadnych bezspornych oznak pozaziemskiego życia. Czy zatem ono w ogóle istnieje? A jeśli tak, to jakich form życia możemy się spodziewać w innych światach? Czy łatwiej tam o organizmy na poziomie ziemskich bakterii, czy też o inteligentne istoty w rodzaju E.T. z filmu Stevena Spielberga? A może dzieje życia na naszej planecie pozwalają na wnioski dotyczące życia pozaziemskiego? Ziemia uformowała się około 4,5 mld lat temu w wyniku zderzeń tysięcy skalnych i lodowych brył krążących wokół młodego Słońca. Kosmicznego gruzu było tak dużo, że jeszcze przez następne kilkaset milionów lat powierzchnia planety była masakrowana ciosami skalnych i lodowych poci sków.

Zaraz na początku „ery wielkiego bombardowania” wyjątkowo duża bryła o rozmiarach Marsa uderzyła w pra -Ziemię i oderwała z niej ogromny kęs ziemskiego płaszcza. Tak narodził się Księżyc. Jego dziobata, pokryta kra terami uderzeniowymi powierzchnia świadczy o intensywności kosmiczne go ostrzału (na Ziemi jego ślady zatarła erozja i procesy tektoniki płyt). Z biegiem czasu liczba krążących wokół Słońca odłamków malała. Bombardowanie Ziemi skończyło się około 3,9 mld lat temu. Nieco wcześniej po wstały najstarsze znane skały na Ziemi – kanadyjskie gnejsy Acasta, datowane na około 4 mld lat. Trochę młodsze od nich skały są znane z Grenlandii, Afryki Południowej oraz z Australii. Najstarsze ziemskie skały silnie się przeobraziły wskutek wielokrotnego prażenia i przetapiania w uściskach ko lejnych cykli górotwórczych.

Zakrawa na cud, że przetrwały one do dzisiaj. Jeszcze większym cudem wydaje się to, że paleontolodzy i geolodzy potrafią z nich wycisnąć informacje o pradawnym życiu. Pierwsze formy życia pozostawiły różne ślady. Jednym z nich są drobin ki grafitu wzbogaconego w lekki izotop węgla 12C. Lekki węgiel jest preferencyjnie wbudowywany w żywe komórki podczas procesów metabolicznych. A zatem jego stosunek do cięższej odmiany 13C jest wyższy w utworach pochodzenia biologicznego niż w tych, które powstały bez udziału życia. W 1999 roku duński geolog Minik Rosing zidentyfikował drobiny wzbogaconego w lekki izotop grafitu w gnejsach z Isua na Grenlandii. Zawierające grafit skały powstały ponad 3,7 mld lat temu na dnie płytkiego, dobrze nasłonecznionego zbiornika morskiego. Znalezisko Rosinga świadczy o tym, że już wtedy na naszej planecie istniało życie. Jego początki sięgają zapewne jeszcze dawniejszych czasów – może 3,8 mld lub nawet 3,9 mld lat temu. Trudno bo wiem sądzić, by najstarsze znalezione przez nas ślady życia odpowiadały dokładnie chwili jego powstania.   

Wapienne stożki i skamieniałe nitki
Do najstarszych śladów życia na Ziemi należą też stromatolity – kopułowate lub stożkowe wapienne twory o laminowanej budowie wewnętrznej. W XIX wieku geolodzy toczyli zażarte spory na temat pochodzenia stromatolitów. Wielu uważało je za twory nieorganiczne. Jednak w XX wieku znaleziono współczesne stromatolity na dnie mórz i jezior. Okazało się, że powstają one wskutek aktywności życiowej sinic i innych bakterii, choć nie można wykluczyć tworzenia się podobnych struktur bez udziału organizmów. Jedne z najstarszych znanych stromatolitów zostały znalezione w Strelley Pool w Australii, w skałach sprzed 3,43 mld lat.

Przez długi czas trwał spór na temat ich pochodzenia. Rozstrzygnięto go dopiero w 2006 roku, kiedy wyniki badań opublikowała grupa australijskich naukowców pod kierunkiem Abigail Allwood. Okazało się, że około 3,4 mld lat te mu na obszarze Strelley Pool rozciągała się płytka i ciepła laguna. Na jej dnie wzrastało wiele typów stromatolitów, które różniły się kształtem i rozmiarami. Allwood i jej koledzy ustalili, że zróżnicowanie stromatolitów odzwierciedla lokalne warunki środowiska w poszczególnych strefach laguny. Co więcej, zdaniem australijskich badaczy takie zróżnicowanie jest możliwe wy łącznie w przypadku organicznego po chodzenia stromatolitów. Bardzo pożądanymi przez pale ontologów śladami wczesnego życia są skamieniałe komórki drobnoustrojów. Największą sławę zyskały uwęglone nitki sprzed 3,46 mld lat znalezione przez Williama Schopfa w krzemionkowych skałach (czertach) Apex w Australii. W 1993 roku Schopf przedstawił opis aż 11 gatunków drobnoustrojów z Apex, z których większość uznał za pozostałości sinic.

Nikt nie znalazł starszych komórek i węgliste nitki Schopfa na długie lata zyskały miano najstarszych ziemskich skamieniałości (trafiły nawet do Księgi rekordów Guinnessa). Fortuna kołem się toczy. W 1996 roku Schopf zażarcie atakował hipotezę o domniemanej marsjańskiej bakterii z meteorytu ALH 84001. W 2002 roku sytuacja się odwróciła – to Schopfzo stał zmuszony do obrony swoich od kryć. Napastnikiem był Martin Brasier z Oksfordu, który ogłosił, że opisane przez Schopfa węgliste nitki z Apex to nieorganiczne artefakty, które tylko przypadkiem przypominają sinice. Wielu badaczy poparło argumenty Brasiera, natomiast po stronie Schopfa opowiedzieli się m.in. polscy ba dacze – Józef Kaźmierczak i Barbara Kremer z Instytutu Paleobiologii PAN. Ich zdaniem przynajmniej część nitek z Apex ma biologiczne pochodzenie.

Nie są to jednak, jak uważał Schopf, komórki sinic, lecz ich „duszki” powstałe z przeobrażenia osłonek sinicowych komórek pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia. Kaźmierczak i Kremer oparli swe wnioski na obserwacjach z Gór Bardzkich, gdzie w skałach sprzed 430 mln lat zidentyfikowali stadia przejściowe między dobrze zachowanymi komórkami sinic, a niewyraźnymi strukturami, które przypominały do złudzenia węgliste nitki z Apex. Australijskich mikrobów nie trzeba więc wymazywać z księgi Guinnessa.  

Kosmiczne prapoczątki?
Izotopy węgla, stromatolity oraz skamieniałości drobnoustrojów prze mawiają za bardzo wczesnym po jawieniem się życia na Ziemi, tuż po zakończeniu okresu intensywnego bombardowania kosmiczne go. Może to oznaczać, że zjawisko zwane życiem jest powszechne we Wszechświecie. Być może organiczne molekuły łączą się w żywe organizmy wszędzie tam, gdzie zajdą ku temu odpowiednie warunki. Oczywiście, jeśli takie dogodne dla życia miejsca – ziemiopodobne planety – w ogóle istnieją. Nie można też wykluczyć, że życie „podróżuje” w kosmosie. Skoro pojawiło się na Ziemi tak szybko od chwili ostygnięcia jej powierzchni, to jest możliwe, że jego „zarodki” krążą w przestrzeni kosmicznej, spadając na planety wraz z kometami lub meteorytami, tak jak chcą zwolennicy hipotezy panspermii.

Przez pierwsze 3 mld lat dziejów życia na Ziemi jego jedynymi formami były drobnoustroje lub co najwyżej proste wielokomórkowe organizmy typu glony. Dopiero w okresie od 600 do 540 mln lat temu pojawiły się organizmy o bardziej skomplikowanej budowie. Nazywa się je „fauną z Ediacary” od australijskich wzgórz, gdzie znaleziono utrwalone w twardych piaskowcach odciski tych istot. Niektóre z nich przypominały morskie pióra, inne meduzy lub pierścienice, lecz podobieństwo to może być przypadkowe. Tak przynajmniej sądzi światowej sławy niemiecki paleontolog Adolf Seilacher, który zwrócił uwagę na osobliwą budowę ediakarskich dziwadeł – ciała wielu z nich były zbudowane z ko- mór i przypominały płaskie nadmuchiwane materace. Seilacher wątpi, by te stwory były blisko spo­krewnione z prawdziwymi zwierzę­tami – nie widać u nich śladów oczu, otworu gębowego ani odbytu; nie wia­domo też, czy umiały aktywnie zdo­bywać pożywienie i przemieszczać się po dnie. Nieliczne ślady wskazują jed­nak, zdaniem Seilachera, że pośród ma­teracyków z Ediacary po morskim dnie przemykały także pierwsze prawdzi­we zwierzęta, podobne do współcze­snych robaków.

Kambryjska eksplozja życia
Ediakarskie dziwaki wyginęły na prze­łomie prekambru i kambru, czyli oko­ło 543 mln lat temu. Ich miejsce zajęła – i to bardzo szybko – nowa dynastia władców Ziemi. Na całym świecie po­wyżej warstw skalnych z fauną ediakar­ską pojawiają się masowo występujące szkieleciki i pancerze rozmaitych grup zwierzęcych oraz ślady ich działalności życiowej w postaci nor lub tropów. Ten nagły wysyp skamieniałości odzwier­ciedla zapewne rzeczywiste zjawisko biologiczne – powstanie i gwałtowne zróżnicowanie się wielu grup świa­ta zwierzęcego. Zjawisko to odbyło się tak szybko – Seilacher twierdzi nawet, że w ciągu 10 mln lat – że nadano mu nazwę wielkiego wybuchu życia (oczy­wiście 10 mln lat to „szybko” w geolo­gicznej, a nie ludzkiej skali czasu).

Co sprawiło, że po 3 mld lat spo­koju ewolucja uległa tak gwałtowne­mu przyspieszeniu? Czy eksplozję życia sprowokowały jakieś niezwykłe zja­wiska w ziemskim ekosystemie? Wie­lu badaczy sądzi, że tak właśnie było. Geolodzy wskazują na czynniki środo­wiskowe, takie jak wzrost ilości tlenu w ziemskiej atmosferze, czy też zmiany chemii światowego oceanu. Ich świa­dectwem mogą być np. olbrzymie zło­ża fosforytów z przedziału prekambr­u i kambru, eksploatowane na wszystkich kontynentach poza Antarktydą. Praprzy­czyną wielu z tych zmian mogła być specyficzna konfiguracja kontynentów i prądów oceanicznych po rozpadzie superkontynentu Rodinia i ustąpieniu globalnego zlodowacenia około 600 mln lat temu. W 1997 roku amerykański geolog Joe Kirschvink wysunął śmiałą hipotezę na temat przyczyn kambryjskiej eksplo­zji życia. Jego zdaniem mechanizmem spustowym eksplozji było unikatowe w dziejach Ziemi zjawisko – gwałtowna zmiana położenia kontynentów wzglę­dem osi obrotu planety.

Obszary, które wcześniej znajdowały się na biegunach, znalazły się na równiku. Natomiast ob­­­­szary równikowe zostały przeniesione na bieguny. Wynikiem tego globalnego przetasowania powierzchni naszego globu była – zdaniem Kirschvinka i jego grupy – całkowita reorganizacja ziemskich ekosystemów, co stało się z kolei potężnym bodźcem dla ewolucji zwierząt. Dla biologów niezwykle ważnym katalizatorem eksplozji było pojawie­nie się pierwszych drapieżników wśród zwierząt, zapewne pod sam koniec pre­kambru. Ich aktywność z pewnością wywołała kaskadę nowych strategii życiowych i rozwiązań konstrukcyj­nych u ich ofiar, a tym samym przy­czyniła się do wzrostu zróżnicowania świata zwierzęcego. Tak twierdzi Jerzy Dzik z Instytutu Paleobiologii PAN. Jego zdaniem zwierzęta wykształciły pancerze lub zaczęły się zagrzebywać w dnie morskim na skutek rosnącej presji ze strony drapieżników.

Dzik na­zwał to zjawisko „syndromem Verdun”. W największym skrócie sprowadza się on do zasady: jeśli nie chcesz, by cię za­bito, schroń się za mocnym pancerzem lub kop głębokie okopy. Niezależnie od przyczyn kambryj­skiej eksplozji życia, jedno jest pewne. Wraz z milionami innych gatunków zamieszkujących Ziemię jesteśmy jej potomstwem. Bez wielkiego wybuchu życia w początkach kambru na trzeciej od Słońca planecie w Układzie Sło­necznym w dalszym ciągu panowały­by bakterie, glony lub – co najwyżej – nieruchawe i bezbronne materacy­ki z Ediacary. Do wielkiego wybuchu doszło aż 3 mld lat po pojawieniu się życia na Zie­mi. To zapewne przypadek, szczęśliwy traf, że w ogóle nastąpił. Jeśli Ziemia jest dobrym przykładem dla innych zdolnych do podtrzymania życia pla­net, to prawdopodobieństwo powsta­nia we Wszechświecie „wyższych” form życia, takich jak nasze ziemskie zwierzęta i człowiek, jest znikome.

Czy warto zatem nasłuchiwać komunika­tów od pozaziemskich cywilizacji albo umieszczać na ziemskich sondach pla­kietki z informacjami o rodzaju ludz­kim, tak jak to uczyniono w przypad­ku Pioniera 11? Dzieje życia na Ziemi wskazują, że znacznie większy sens ma instalowanie na pokładach sond ko­smicznych urządzeń do poszukiwania żywych drobnoustrojów lub ich ska­mieniałych szczątków.