Astrobiologia

Wikipedia

Astrobiologia (tai eksobiologia) on tieteenala, joka tutkii elämän syntyä, kehitystä ja mahdollisuuksia maailmankaikkeudessa muualla kuin Maassa. Sen keskeisiin ongelmiin kuuluu muun muassa elämän edellystysten tutkiminen Maan ulkopuolella. Astrobiologian tutkimus on erittäin poikkitieteellistä ja siinä käytetään tähtitieteen ja biologian lisäksi fysiikan, kemian, biokemian, meteorologian, geologian ja matematiikan tietoja ja menetelmiä. On tärkeää huomata, että esimerkiksi UFOt eivät kuulu astrobiologien mielenkiinnon kohteisiin.

Astrobiologian voidaan tieteenalana sanoa saaneen alkunsa 1990-luvun alkupuoliskolla ja päässeen täyteen vauhtiin vuosituhannen vaihteessa. Eräänä tämän kehityksen näkyvänä ilmenemismuotona voidaan pitää esimerkiksi avaruusaluksilla tehtävän avaruustutkimuksen laajenemista myös biologian alueelle. Muutamat, lähinnä Marsiin lähetetyt, avaruusluotaimet ovat suorittaneet myös astrobiologisia tutkimuksia. Esimerkiksi Marsin pinnalle 1970-luvulla laskeutuneet NASAn Viking-luotaimet, joilla oli useita mittalaitteita ja instrumentteja nimenomaan elämän ja orgaanisten yhdisteiden etsintään Marsin kamarasta. Sen kolmesta pääinstrumentista yksi ei toiminut ja kahden mittauksista ei ole vedetty johtopäätöksiä. Vuonna 2004 Euroopan avaruusjärjestön Mars Express-luotaimen Beagle-2-laskeutuja pyrki tekemään biologisia mittauksia Marsin pinnalla, mutta se tuhoutui laskussa.

Sisällysluettelo

1 Eräitä teorioita
- 1.1 Elämää kummallisissa paikoissa
- 1.2 Vaihtoehtoisia elokemioita
2 Tutkimusta
3 Katso myös
4 Aiheesta muualla

[muokkaa] Eräitä teorioita

Koska ainoa tuntemamme elämä löytyy Maasta on luontevaa olettaa, että elämää esiintyisi ainakin samankaltaisissa oloissa kuin Maassa vallitsee. Siksi astrobiologisen tutkimuksen lähtökohtana on tavallisimmin olettamus, että elämä muualla olisi enemmän tai vähemmän Maan elämän kaltaista. Tähän perustuu myös näkemys, jonka mukaan jos elämää avaruudessa on, todennäköisin paikka sen esiintymiselle on sellaisten Maata muistuttavien eksoplaneettojen pinnalla, jotka kiertävät auringonkaltaisia tähtiä kuten esim. 18 Scorpii. 100 valovuoden säteellä Aurinkokunnasta on noin 1000 Aurinkoa jonkin verran muistuvaa keltaista tähteä, joita kaikista tähdistä on noin 10%.

[muokkaa] Elämää kummallisissa paikoissa

Maan ulkopuolisen elämän ("eksoelämän") todennäköisimpinä mahdollisina esiintymispaikkoina Aurinkokunnassamme pidetään Marsin pinnanalaisia kerrostumia sekä Jupiterin Europa-kuun sisällä todennäköisesti olevaa nestemäisessä merta, mutta mikroskooppisen elämän mahdollisuuksia on spekuloitu hyvinkin eksoottisissa paikoissa, kuten Jupiterissa tai Venuksen pilvikerroksissa. 1800-luvun panspermia-teorioista alkaen on myös ehdotettu komeettojen kuljettavan elämän "siemeniä".

Nk. Draken yhtälö on pyrkinyt arvioimaan elämän yleisyyttä Maan ulkopuolella perustuen tähtien lukumäärään ym. tekijöihin.

[muokkaa] Vaihtoehtoisia elokemioita

Maapallon eliöstö koostuu suureksi osaksi hiiliyhdisteistä. Maanulkoisen elämän voidaan ajatella rakentuvan omastamme poikkeavan hiilikemian tai jonkun muun kemian varaan. Kuumilla planeetoilla elämä voisi rakentua vaikkapa rikkiyhdisteiden varaan. Kylmällä planeetalla vettä saattaisi vastata metaani tai ammoniakki (melko lupaava) tai jopa nestemäinen vety, tai kuumalla sula rikki tai vaikkapa nestemäinen rauta. Ammoniakin ongelma on, ettei siihen muodostu niin helposti "hydrofobisia" eli vettä hylkiviä molekyylejä, joihin esimerkiksi solukalvot perustuvat. Tämä sen vuoksi, että ammoniakki on yksinapainen eli ei-polaarinen yhdiste. Veden polaarisuuden tiedetään olevan elämälle välttämätön. Ammoniakki on myös herkästi reagoivaa. Ammoniakkielämä olisi lämpötilavälillä −78°C (195 kelviniä) -- −33°C (240 kelviniä). Suuressa 60 ilmakehän (atm) paineessa ammoniakki on nestemäinen laajalla lämpötilavälillä −77°C (196 K) --- 98°C. Tämä voisi lisätä ammoniakkielämän todennäköisyyttä. Ammoniakin lisäksi sopiva voisi olla ammoniakki-vesiseos joka kiinteytyy 0°C:tä alemmassa lämpötilassa. On spekuloitu, että polylipidit voisivat korvata proteiinit ei-plaarisissa nesteissä, mm. ammoniakissa ja nestemäisessä vedessä tai vaikkapa metaanissa/etaanissa.

Elämälle soveltuvien atomien on voitava muodostaa vakaita ketjuja ja renkaita. Hiilen korvikkeeksi on ehdotettu silaaneita (rikki+vety) ja sikikoneita (rikki-happi-rikki-ketjuja), piiyhdisteitä ja typpi-fosfori-yhdisteitä eli P-N-yhdisteitä(ehkä kylmässä ammoniakki-ilmakehässä). Sekä silaanit että yksinäinen fosfori ja rikki ovat hyvin reaktiivisia eli niihin perustuva elämä tärveltyy helposti piloille. Jotkut bakteerit käyttävät rikkiä hapen sijaan.

Näin ollen hiilen ja veden ominaisuuksien voidaan päätellä olevan elämälle soveltuvampia kuin vaihtoehtoisten kemioiden.

[muokkaa] Tutkimusta

Astrobiologian tutkimus on kasvanut valtavasti 1990-luvun puolivälin jälkeen. Tällä hetkellä ilmestyy kaksi yksinomaan astrobiologiaan keskittynyttä tieteellistä aikakausjulkaisua. Suomessa astrobiologian otti ensimmäisenä opetusohjelmaan Turun yliopisto syksyllä 2001. Sittemmin kurssitarjontaa on lisätty ja ensimmäisenä korkeakouluna Suomessa on Turun yliopistossa mahdollista suorittaa astrobiologiasta sivuainekokonaisuus. Astrobiologiaa luennoidaan vuosittain myös Helsingin yliopistossa. Suoraan astrobiologiaa sivuavaa tutkimusta tehdään ainakin Turun yliopiston biologian sekä tähtitieteen laitoksilla.