Život na Enceladu?
Ať se nám to líbí nebo ne, jediným kosmickým tělesem o kterém s jistotou víme, že se na něm vyvinul život, zůstává planeta Země. Mnohé z pozemšťanů by přitom potěšilo, kdyby byl objeven i jinde. Šance tu je. V naší sluneční soustavě existují i jiná místa, která by vedle Země mohla být alespoň malými oázami života. Ten je totiž neobyčejně přizpůsobivý.
Velký zájem optimismem nabitých hledačů mimozemského života přitahuje třeba Saturnův měsíc Enceladus. Co tyto naděje vzbudilo? To nám vysvětlil Vítězslav Kříha, vedoucí katedry fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze:
„Tyto naděje byly vyvolány tím, že se ukázalo, že na Enceladu se vyskytuje voda v tekuté fázi. Na Enceladu byly objeveny výtrysky tekutiny a v těchto výtryscích byl navíc detekován metan, organická sloučenina, která by mohla být projevem životních forem. Zdali se jedná o život a nebo je to metan, který vznikl čistě anorganickými procesy, by se dalo ověřit podle poměrů oxidu uhličitého a metanu. V případě, kdy by se v daném prostředí téměř nevyskytoval oxid uhličitý, znamenalo by to, že ho organismy spotřebovaly. Pokud tento metan vznikl anorganickými procesy, bez přítomnosti života, poměr bude zcela jiný. Bude tam daleko větší množství oxidu uhličitého. Je potřeba provést ještě další upřesňující měření a tato měření vyhodnotit, abychom se přesvědčili, zdali má život vůbec šanci tam existovat. Důležité je, že jsou tam podmínky, které by život umožnit mohly. Je tam voda, jsou tam organické sloučeniny a vzhledem k tomu, že výtrysky probíhají při vysokých teplotách a není dosud jasný zdroj energie, dá se předpokládat, že jsou v té vodě rozpuštěny soli, které by mohly umožnit život ať už primitivních nebo složitějších životních forem.“
Povrch Enceladu je ledový, mimořádně chladný. I na těch teplejších místech je stále ještě velice chladný. Pokud by tam život existoval, kde by musel být skryt? Jaké podmínky by mu Enceladus nabízel?
„Život rozhodně nemůže existovat přímo na povrchu Enceladu, tam jsou teploty, které jsou pro existenci života zcela nepříznivé. Život by musel být skrytý hluboko pod povrchem v místech, kde se voda vyskytuje v tekuté fázi (byť by to bylo pro nás při teplotách velice nízkých – kolem nuly, ale pod vyššími tlaky) a mohly by tam probíhat základní reakce při nižších teplotách. Sice by probíhaly pomalu, ale ta existence je principiálně možná. Při teplotách, které jsou na povrchu – tedy 77 stupních Kelvina – už ta možnost není.“
Tím se dostáváme k obecným otázkám o vzniku života. Nejprve ve vztahu k Enceladu – pokud tam život je, tak obsadil dost nedostupné místo. Jak se tam mohl dostat nebo jak tam mohl vzniknout?
„Tato otázka je principiální i na naší modré planetě, kde si klademe otázku, zdali tu život vznikl náhodnými procesy a nebo sem byl zavlečen, našel tu vhodné podmínky a v nich se uchytil. Jelikož to nejsme schopni zjistit ani na planetě, kde máme poměrně široké spektrum působení z hlediska výzkumu, obávám se, že na Enceladu otázku také nezodpovíme.“
Co je ten hlavní klíč nebo řekněme matrice, na jaké život na Zemi funguje?
„Těch klíčů je několik. Vycházíme-li z molekulární úrovně, tak jsou to tři důležité struktury. Nukleové kyseliny, které nesou to podstatné, informace o tom, jak jsou životní formy uspořádány. Bílkoviny, které zajišťují funkci. Třetí jsou biologické membrány, což jsou v podstatě tukové dvojvrstvy, které umožňují oddělit určitý prostor od svého okolí. O formách, které se vyskytovaly před tím posledním prvkem, to znamená před tím, než vznikly biologické membrány, zatím žádné informace nemáme. Ale víme, že se buněčný život vyvinul poměrně záhy po vzniku Země, řádově ve stovkách milionů let. Od té doby již tady máme pozůstatky buněčných forem.“
Uvažuje se o tom, že by mohly existovat i nějaké jiné klíče, na kterých by život mohl fungovat?
„Samozřejmě, tyto úvahy tu jsou. Životní formy, které jsou na Zemi, vycházejí v podstatě ze čtyř biogenních prvků – vodíku, kyslíku, dusíku a uhlíku. Jsou spekulace, které uvažují o záměně kyslíku za další následující prvek – síru. Existují spekulace, které uvažují naopak o výměně uhlíku za další prvek schopný tvořit složité řetězce, křemík, a pak by pochopitelně tyto formy mohly vznikat při daleko extrémnějších podmínkách, než na které jsme zvyklí na Zemi. Můj osobní názor je, že je to daleko méně pravděpodobné, než že by se život přizpůsobil podmínkám, které se vyskytují v jiných místech, protože ten přechod na úroveň jiných molekulárních struktur neumožňuje zdaleka takovou variabilitu, jakou mají organické sloučeniny tak, jak je známe.“
Ti, kdo věří na život ve vesmíru, se často odvolávají na Zemi. Právě tady u nás přežívají některé organismy v tak nehostinných podmínkách, že to vypadá jako by žily na cizí planetě – v horku, pod obrovským tlakem, bez kyslíku a světla. Známé jsou například hlubokomořské oázy kolem tzv. černých kuřáků...
„Vulkanické procesy, které probíhají na dně oceánu, umožňují vytvoření zvláštních společenstev, které jsou nezávislá na okolí, protože mají svůj vlastní zdroj energie. Tím zdrojem jsou látky rozpuštěné v horké vodě. Ta voda má teplotu několik stovek stupňů Celsia, nicméně zůstává v tekutém skupenství, protože se vyskytuje na dně oceánu, kde je vysoký tlak. Jsou v ní rozpuštěny minerální látky v takových koncentracích a v takovém složení, že bychom je nahoře na Zemi považovali za zcela neživé prostředí, protože jsou to roztoky kyseliny sírové. Nicméně pro bakterie je to dobré živné médium, které jsou schopny využít pro svůj vlastní metabolismus. Na tento život je pak navázaný cyklus dalších organismů, které požírají bakterie, a celý ten cyklus je zdokumentovaný až k červům. Další organismy, které se v těchto společenstvech vyskytují, dejme tomu obratlovci, jako jsou ryby, tak u těch už se předpokládá, že doputovaly k tomuto společenstvu zvnějšku. Velice důležité ovšem je, že celé to společenstvo se vyskytuje v prostředí, kam vůbec nedopadá sluneční světlo, byť pochopitelně může využívat výsledků fotosyntézy, z toho, co vznikne na hladině a dopadne na dno. Jinak jsou zcela izolované od okolí, takže jsou schopny určité soběstačné existence bez ohledu na vnější faktory. Tohle byl velice důležitý objev, který ukázal, že i poměrně malá společenstva jsou životaschopná, což je z hlediska mimozemského života poměrně závažné. Život může vzniknout i v lokalizovaných podmínkách, které nejsou příliš veliké a má možnost tam vytvořit řetězec na sebe navazujících procesů, které pak umožní existenci společenstva, které je v určité rovnováze. Samotný jediný organismus má přirozenou tendenci vyčerpávat zdroje a pokud na něj nenavazuje nějaký jiný organismus, který by doplnil jeho činnost do určitého uzavřeného koloběhu, tak mají v podstatě jednotlivé organismy příliš málo šancí na to vytvořit fungující dlouhodobě existující společenstvo.“
Život byl ovšem objeven v ještě extrémnějších podmínkách, hluboko v horninách. Jak tam to funguje?
„Tam je situace trošičku jiná, tam to není společenstvo, ale jednotlivé mikroorganismy, konkrétně bakterie, které jsou v hloubce několika kilometrů pod zemí schopny přežívat. To nám spíš ukazuje na jinou vlastnost života, a to sice jeho poměrně značnou stabilitu z hlediska již jednou osídleného prostředí. Ve chvíli, kdy máme rozsáhlejší životní formy, tak ty úspěšnější okupují nejsilnější zdroje a vytlačují méně ‚úspěšné‘ organismy do méně příznivých podmínek. V tomto případě byly bakterie vytlačeny skutečně až hluboko pod zem. Nicméně z globálního hlediska jsou vlastně rezervoárem života na Zemi jako takové. Země se v průběhu svého vývoje již několikrát dostala do situace, kdy na povrchu byl život téměř vyhuben a právě tyto rezervoáry umožnily jeho poměrně rychlý návrat zpět na celou planetu.“
Vraťme se teď z naší planety zpátky na Saturnův měsíc Enceladus, který je v podezření, že se někde v jeho nitru nachází velký rezervoár vody kypící životem. Kdyby tam život skutečně byl, jak by asi vypadal?
V podezření ale není jen Enceladus. V naší sluneční soustavě jsou i další tělesa, která by případně mohla být hostiteli života. I když asi také jen na úrovni těch nejjednodušších organismů.
O vyhlídkách, které by měl život na Saturnově měsíci Enceladu, případně na jiných tělesech sluneční soustavy, jsem si povídali s Vítězslavem Kříhou, vedoucím katedry fyziky Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze. Jestli život na Enceladu opravdu je, to se uvidí někdy v budoucnu. Vědce to opravdu hodně zajímá. Objev mimozemského života by mohl přinést důležité informace i o naší vlastní minulosti. Vědci se ale už teď musí rozhodnout, jak se v případě objevu mimozemského života zachovají. Budou ho chtít zkoumat a vystaví tak sebe a koneckonců i celé lidstvo nebezpečí nějaké nákazy nebo kontaminace? Nikdo neví, co by se při vzájemném kontaktu mohlo stát. Klidně by to mohlo dopadnout i opačně – setkání s pozemskými mikroorganismy by mohlo skončit katastrofou pro mimozemský život, ať už bude s tím naším příbuzný nebo ne. Můžeme se ale také zničit navzájem. K tomuto zajímavému problému se v Planetáriu vrátíme znovu za týden.
Vysíláno v Planetáriu č. 37/2010, 11. - 17. září.
Přepis: NEWTON Media, a.s., redakčně upraveno.
Kompletní rozhovor si poslechněte ZDE (15:03).
