Θα μπορούσε η ζωή να έχει αρχίσει σε ένα σωρό από πάγο;

Πηγή: European Science Foundation, 5 Νοεμβρίου 2008

Το Σύμπαν είναι γεμάτο με νερό, κυρίως με τη μορφή πολύ ψυχρού πάγου με τη μορφή λεπτού υμένιου πάνω στα διαστρικά σωματίδια σκόνης, αλλά μέχρι πρόσφατα λίγα ήταν γνωστά για την αναλυτική μικροδομή τους. Τώρα οι τελευταίες τεχνικές ταχείας κατάψυξης σε συνδυασμό με εξελιγμένες τεχνικές σάρωσης με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, επέτρεψαν στους φυσικούς να δημιουργήσουν παγωμένα υμένια σε ψυχρές συνθήκες παρόμοιες με αυτές που επικρατούν στο απώτερο διάστημα και να παρατηρήσουν λεπτομερώς τη μοριακή οργάνωση.

Έτσι, είχαν κάποιες ενδείξεις για θεμελιώδη ζητήματα που περιλαμβάνουν ενδεχομένως και την προέλευση της ζωής. Οι ερευνητές έχουν εκπλαγεί από ορισμένα από τα αποτελέσματα, αν μη τι άλλο από την καθαρή ομορφιά μερικών από τις εικόνες που δημιουργούνται, σύμφωνα με την Julyan Cartwright, ειδικευμένη σε παγωμένες δομές που υπηρετεί στο Ινστιτούτο της Ανδαλουσίας (IACT) και στο Πανεπιστήμιο της Γρανάδας.

Πολλές από τις ανακαλύψεις αυτές για τη δομή του πάγου σε μορφή λεπτού υμένιου και σε αστροφυσικές συνθήκες στην μεσοκλίμακα (που είναι λίγο πάνω από το μοριακό επίπεδο), έγιναν κατόπιν ερευνών για βιομηχανικές εφαρμογές, που αφορούν καταθέσεις λεπτών υμενίων πάνω σε ένα υποκείμενο υπόστρωμα (δηλαδή μια επιφάνεια, όπως ένας βράχος, στην οποία προσκολλάται το υμένιο), όπως η κατασκευή κεραμικών και στους ημιαγωγούς. Εν συνεχεία η μελέτη των παγωμένων φιλμ (υμένιων) θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε εξακρίβωση της αξίας σε αυτές τις βιομηχανικές εφαρμογές.

Φυσικοί δημιούργησαν λεπτά φιλμ (υμένια) σε ψυχρές συνθήκες παρόμοιες που επικρατούν στο απώτερο διάστημα και παρατήρησαν λεπτομερώς τη μοριακή οργάνωση

Αλλά το επίκεντρο της εργασίας ο πάγος στο διάστημα, που συνήθως σχηματίζεται σε θερμοκρασίες πολύ χαμηλότερες ακόμη και από τα ψυχρότερα μέρη της γης, μεταξύ 3 και 90 βαθμούς πάνω από απόλυτο μηδέν. Το μεγαλύτερο μέρος του πάγου είναι πάνω σε κόκκους σκόνης γιατί υπάρχουν πάρα πολλοί, αλλά και σε μεγαλύτερα σώματα, όπως σε αστεροειδείς, κομήτες, ψυχρά φεγγάρια ή πλανήτες, και περιστασιακά σε πλανήτες που μπορούν να υποστηρίξουν τη ζωή, όπως στη Γη. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο πάγος μπορεί να σχηματίσει διάφορες δομές στη μεσοκλίμακα κάτω από γήινες συνθήκες, και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι σε άμορφη μορφή, που είναι σαν ένα γυαλί με τα μόρια του σαν να είναι κατεψυγμένα στο διάστημα, αντί για να είναι σαν κρύσταλλοι. Για να είναι ο πάγος άμορφος, το νερό πρέπει να ψύχεται στην θερμοκρασία μετάπτωσης του γυαλιού, δηλαδή σε περίπου 130 K δίχως να έχουν πρώτα σχηματιστεί παγοκρύσταλλοι. Για να γίνει αυτό στο εργαστήριο απαιτείται ταχεία ψύξη, που οι ερευνητές το κατάφεραν με ψυχρό ήλιο.

Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι ο πάγος κάτω από ορισμένες συνθήκες παράγει μορφές που μιμούνται τη ζωή, που σημαίνει ότι εμφανίζονται σαν τη ζωή, με σχήματα σαν τα φύλλα του φοίνικα ή σαν σκουλήκια, ή ακόμα και σε μικρότερη κλίμακα, όπως τα βακτήρια. Αυτό οδήγησε την Cartwright να επισημάνει ότι οι ερευνητές δεν θα πρέπει να υποθέσουνε ότι οι μορφές όμοιες με τη ζωή που βρίσκονται σε αντικείμενα που προέρχονται από το διάστημα, είναι απόδειξη ότι υπάρχει ζωή εκεί πάνω. "Εάν κάποιος πηγαίνει σε άλλο πλανήτη και βλέπει δομές παρόμοιες με ένα σκουλήκι, δεν θα πρέπει να ανακοινώσει ότι βρέθηκε εξωγήινη ζωή", είπε η Cartwright.

Από την άλλη πλευρά η ύπαρξη δομών όμοιων με ζωντανά σώματα πάνω σε πάγο, δείχνει ότι η φύση μπορεί να αντιγράφει τη φυσική. Είναι δυνατόν ακόμη ότι ενώ ο πάγος είναι πάρα πολύ ψυχρός για να υποστηρίξει την παρουσία της ζωής όπως την ξέρουμε, μπορεί να έχει προσφέρει το κατάλληλο εσωτερικό περιβάλλον ώστε να προκύψει  η προ-βιοτική ζωή.

"Είναι σαφές ότι η βιολογία κάνει χρήση της φυσικής", σημειώνει η Cartwright. "Πράγματι, πώς θα μπορούσε να μην το κάνει; Γι 'αυτό δεν πρέπει να εκπλαγούμε αν δούμε ότι μερικές φορές σαφώς οι βιολογικές δομές κάνουν χρήση των απλών φυσικών αρχών. Αν πάμε πίσω στον χρόνο, φαίνεται λογικό να θεωρήσουμε ότι, όταν αναδείχθηκε η πρώτη μορφή της ζωής, θα είχαν χρησιμοποιήσει ως δοχείο κάτι πολύ πιο απλό από την σημερινή κυτταρική μεμβράνη, πιθανότατα κάποια απλή φυσαλίδα. Αυτού του είδους η φυσαλίδα μπορεί να βρεθεί σε αβιοτικά συστήματα σήμερα, τόσο σε θερμές συνθήκες, όπως στα βάθη της θάλασσας που πολλοί υποστηρίζουν ότι είναι ο αρχικός τόπος της προέλευσης της ζωής, αλλά και στη χημεία του θαλάσσιου πάγου."

Οι ιδέες αυτές υποστηρίζουν ότι η ζωή μπορεί να έφθασε από το διάστημα. Είναι δυνατόν οι πρόδρομες ουσίες της ζωής να ήρθαν από το διάστημα, αλλά η ουσιαστική βιοχημεία που βασίζεται στον άνθρακα να εξελίχθηκε σε αυτόν τον πλανήτη.