Astrobiyoloji ve Analog Ortamlar

Fatma Betül ÖZDEMİREkim 18, 2019Son güncelleme: Ekim 29, 2019

0 392 5 dakika okuma süresi

Gelişmelerden haberdar olmak için bizi Google Haberler'den takip edin!

Bu yazımızda sizlere hayatın tanımından başlayarak astrobiyolojinin ne olduğunu anlattık. Astrobiyoloji anlamına gelen diğer kelimelerinde kullanımına değindik. Son olarak da astrobiyoloji çalışmalarıyla yakından ilişkili olan analog ortamlardan bahsettik.

Astrobiyoloji Nedir ?

Astrobiyoloji, evrenimizde hayatın gelişimini anlamaya çalışan bilim dalıdır. Astrobiyoloji, yaşamın ortaya çıkması ve gelişmesi için gerekli koşulların, yaşamın kökenini ve gelişimininin çok çeşitli çevresel koşullara adapte olduğu şekilleri, Dünya ve ötesindeki yaşamı araştırır. Yaşamın barınabileceği ortamlar ve yaşamın gelişebileceği durumların tümünü kapsar. Bu nedenle fizik, kimya, biyoloji, astronomi, jeoloji, gezegen bilimi, mikrobiyoloji, atmosfer bilimi ve oşinografi gibi daha bir çok alanı kapsayan disiplinler arası bir alandır. Bunun yanı sıra astrobiyoloji sadece farklı disiplinlerden oluşan bir koleksiyondan ibaret olmayıp, evrendeki yaşam hikayesinin tamamını bütünsel bir şekilde ele anlamaya çalışırken, astrobiyoloji, bilimsel konuların ötesine geçen sorular sorar. Bu soruların çoğunu bin yıllar boyunca insanların kendilerine sorarlar (örneğin, yalnız mıyız?), insan ırkının kendisini nasıl gördüğünü ve yönettiğini etkileyebilecek sorunları olarak sıralanabilir.

Astrobiyolojik araştırma potansiyel olarak, basit bir bilimsel keşiften çok daha geniş sonuçlara yol açıyor, çünkü astrobiyoloji dünya dışı yaşam arayışını içerir, ancak bu disiplinler arası alan bundan daha fazlasıdır. Aslında, Dünya’nın ötesindeki bir yaşamı aramak (ve belki de bulmak) için en kapsamlı ve tutarlı bilime dayalı stratejiyi inşa etmeden önce, yaşamın gezegenimizde ortaya çıkmasına izin veren tehditleri, koşulları ve detaylı mekanizmaları tanımlamak gerekiyor. Bu nedenle, Dünya’da yaşamın nasıl ve ne zaman ortaya çıktığına dair sorular astrobiyolojik gerekçelerle ilişkilidir.

Astrobiyoloji, Ekzobiyoloji, Biyoastronomi, Kozmobiyoloji

1960 yılında J. Lederberg ekzoloji kelimesini kullanarak dünya dışı yaşam arayışının meşru olduğunu bilimsel bir konu olarak kabul etti (Lederberg1960). Biyoastronomi, astrobiyoloji, kozmobiyoloji gibi yıllar boyunca bu araştırma alanına farklı isimler verilmiştir. Bu araştırma alanı aynı zamanda organik maddenin karmaşık yapılara evrimini ve yaşamın Dünya dışı dağılımını ile beraber evrimini de kapsar. Şekil 1’de gösterildiği gibi, ekzoloji ve astrobiyoloji, bu disiplinlerarası araştırma alanının en yaygın başlıklarıdır. Bugün, Lederberg belgesinden 55 yıl sonra, disiplin tanımlamak için dünya çapında en sık kullanılan kelime astrobiyoloji ve alanı farklılaştırmak için kullanımdaki artış, 1987’de başlayan isimsiz NASA Astrobiyoloji programından kaynaklanmaktadır.

Bugüne kadar, karasal yaşamın benzersiz olduğunu (ve böylece evrende yalnız olduğumuzu) ya da evrendeki birçok yaşam formunu barındıran neredeyse sonsuz sayıda yaşayan dünya olduğunu söylemek imkansızdır. Astrobiyoloji araştırmaları, doksanların sonlarından beri, yeni araçların gelişmesi, yeni keşifler ve yeni kavramların disiplinlerle etkileşmesi sonucu umut verici ve zorlu bir aşama kaydetti. Her biriyle sürekli artan sayıda ötegezegen keşfedildi ve keşfedilmeye devam ediyor.

astrobiyoloji ne kadar kullanılıyor Mühendistan — Şekil 1. 1940’dan 2008’e kadar astrobiyoloji, ekzobiyoloji, biyoastronomi ve kozmobiyoloji kelimelerinin karşılaştırmalı kullanımı (Google tarafından dijital hale getirilmiş metinler grubunun kullanım yüzdesi).

Astrobiyoloji için Hayatı Tanımlamak

Astrobiyoloji için “yaşam” kelimesini, dilde kullanıldığı ve anlaşıldığı gibi tanımlamaktan ziyade, “hayatı” bilimsel araştırmaya yönlendirebilecek objektif bir kavram olarak anlamak önemlidir. Hayatın başarılı bilimsel tanımları, sezgisel olarak canlı olarak düşündüğümüz her şeyi dahil etmeye ve canlı olarak düşünmeyeceğimiz her şeyi dışlamaya çalışır. Yaşam arayışında bu tür tanımları, Dünyada veya ötegezegende bağımsız olarak ortaya çıkan bilinmeyen yaşam biçimlerini içerecek kadar geniş olması gerekir. Bu kriterlerin karşılanması durumunda, tanım diğer dünyalardaki yaşam arayışında ve buradaki kökeninin Dünyadaki çalışmalarında yararlı bir rehber olacaktır.

Başarılı bir yaşam tanımı sadece yaşamı tasvir etmemeli, yaşamla yaşam arasında var olabilecek ara aşamaları da ele almalıdır. Günümüzde yaşamın kökeni hakkındaki anlayışımız, tüm yaşam biçimlerinin ara formlarının olduğunu göstermektedir. Biyosfer, yaşam ile yaşam dışı arasındaki ara formları temsil edebilen varlıkları içermektedir. Örneğin, bazıları iyi niyetli sayılmayan virüsler ve organizmalar, benzer birçok özelliğe sahiptir ve yaşamla yaşam dışı arasında bir süreklilik olduğuna dair başka kanıtlar sunabilir. Yukarıda sıralanan tüm argümanlar, yaşamın açık ve nesnel bir bilimsel tanımını oluşturma amacının hiç de basit olmadığını göstermektedir.

Yaşama giden yol tek mi?

Dünya üzerinde yaşamın kaynağı neredeyse tamamen gizemini korumaktadır. Yaşamın Dünya’da nasıl ortaya çıktığına dair daha fazla ya da daha az ayrıntılı senaryo olmasına rağmen, hiçbiri henüz bilimsel topluluğun açık bir çoğunluğu tarafından kabul edilmedi. Diğer belirsizliklerin arasında, şu anda Dünya’da yaşamın doğduğu yolun doğal bir bağlamda tek olası yol olup olmadığını veya alternatif ortamlarda Dünya benzeri diğer gezegenlerde var olabilecek diğer birçok olasılığın olup olmadığını bilmiyoruz.

figure2 Mühendistan — Şekil 2. Sağda, gezegenimizin biyosfer geliştirmesine yol açabilecek olası bir olay dizisi vardır; bu, tarih boyunca Dünya’da çok özel koşullar bulunmadıkça, hayatın ortaya çıkamayacağını ima eder. Solda ise Abiyotikten biyotik gezegene tek bir tarihsel yol gösterilmiştir.

Sağdaki diyagram aynı başlangıç noktasının (prebiyotik, Dünya benzeri bir gezegenin) birçok gelişimsel yol boyunca ilerleyebileceği alternatif bir resmi göstermektedir. Bunlar, Dünya’nın modern biyosferine daha fazla veya daha az benzerlik göstererek birden fazla biyolojik son duruma birleşirler. Yaşamın neredeyse tüm Dünya benzeri gezegenlerden kaynaklanması mümkündür, ancak bunun gerçekleştiği yol çok değişken olabilir ve bu nedenle sınırlandırılması son derece zordur.

Yaşamın Sınırları Nedir?

indir 1 Mühendistan — Yellowstone milli parkında keşfedilen Thermus *aquaticus*

Aşırı ortamlarda modern hayatı anlama arayışı, insanlığın en derin sorularının bir kısmını ele alıyor. Bu bağlamda sorulan bazı sorular şunlardır:

Bildiğimiz kadarıyla yaşamın fiziksel ve kimyasal sınırları nelerdir? yaşam, sadece çok dar (mezofilik) koşullarda gelişebileceğine ve bu şartların dışındaki her ortamın yaşamı barındıramayacağına inanılıyordu. Bu dogma 1969’da Yellowstone’da bir kaplıcadan Thermus aquaticus‘un keşfi sonucu yapılan izolasyonu ve ekim çalışmaları ile değişti. Milli Park, O zamandan beri “ekstremofiller” olarak bilinen organizmaları, çeşitli ortamlardan izole etmeye devam ediyor.

Adsız Mühendistan — Tablo 1. Yaşam için bazı sınırlayıcı çevresel parametreler

Peki neden bu parametreler yaşamı sınırlandırıyor? Bazı sınırlar hücre içindeki makromoleküllere verilen hasar ile tanımlanabilir. Örneğin, yüksek sıcaklık, proteinler ve nükleik asitler gibi moleküler yapılara hasar verir. Limitlerin birçoğu, fiziksel ve kimyasal aşırı uçların, makromoleküllere zarar verebilecek hücre metabolizması kapasitesindeki zararlı etkisinden de kaynaklanmaktadır. etkinlik. Nihayetinde, organizmaların artık stres ve arkaplan mutasyonunun zararlı etkilerini onarmak ya da üstesinden gelmek için yeterli enerjiyi toplayamadığı koşullar ile tanımlanan yaşam aşırı uçları Organizmaların çevrelerine tepki olarak farklı savunma ve adaptasyon mekanizmalarını inceleyerek, yaşamın fiziksel ve kimyasal sınırları hakkındaki bilgimizi genişleterek, diğer gezegenlerde olası yaşam formlarının tespitini sağlayacaktır.

Analog Ortam Nedir ?

Analog, güneş sistemi lokasyonunda bazı çevresel koşullar dışında (örneğin, yüksek düzeyde filtrelenmemiş UV radyasyonu, değişen yerçekimi, farklı atmosferler / atmosferik kompozisyon, çok düşük basınç), tüm gerekli kompozisyon, elektrokimyasal, fiziksel ve çevresel özelliklerini taklit eden ortamlardır. Karasal analog simülasyonları mevcut olmasa da tüm analoglar, gelecekteki uzay görevlerine farklı yönlerden hazırlanma konusunda çok önemli bir rol oynamaktadır.

Analog Görevler

Analog görevler, bizi asteroitler, Mars ve Ay’a yakın gelecekte ki keşifler için hazırlar. Analoglar, uzay uçuşu araştırmalarında problem çözmede önemli bir rol oynamaktadır.

Yeterli zaman, para, ekipman ve insan gücü olmadığı için uzayda tüm deneyler yapılamaz.

Karşı önlemler, uzayda denemeden önce analog ortamlarda test edilebilir. Analoglarda çalışmayanlar uzaya gönderilmez.

Yer tabanlı analog çalışmalar daha hızlı ve daha ucuz bir şekilde gerçekleştirilir.

Dünyada, insanlı alan misyonlarının araştırıldığı birçok analog bölge vardır. Mars, Ay ve hatta asteroitler üzerinde bulunan koşullarını simüle eden çeşitli doğal ortamlarda, Her bir analog, uzay uçuşu araştırmalarına katılabilmek için benzersiz şartlar ve olanaklar sunmaktadır.

Analog görevler, aşırı uzay ortamlarına fiziksel benzerlik gösteren konumlardaki saha testlerini içerir. mühendisler ve bilim adamları, zorlu ortamlarda, Uzaya göndermeden önce test etme gereksinimlerini gidermek için devlet kurumları, akademi ve sanayi ile birlikte çalışırlar.

Testler şunları içerir:

yeni teknolojiler,
robotik donanım,
araçlar,
habitatlar,
iletişim,
elektrik üretimi,
mobilite,
altyapı ve depolama,
davranışsal etkiler – izolasyon ve sınırlandırma,
takım dinamikleri.

Analoglar, sınırlamalar ve planlanan insan-robot keşif işlemlerinin geçerliliği hakkında veri sağlar. Analoglar ayrıca, bilimsel keşifleri geliştirmek için insan ve robotik görevleri birleştirme yollarının tanımlanmasına yardımcı olur. Test edilen yerler arasında Antarktika, okyanuslar, çöller, arktik ve volkanik ortamlar bulunur.