Na hledání důkazů o životě na Marsu není nic snadného. Nejen, že tam musíme nějak přistát s roverem, což je mimořádně obtížné. Rover ale potřebuje správné přístroje a musí hledat na správném místě. Právě teď přistávací modul Perseverance zaškrtl tato políčka, když plní svou misi Kráterové jezero .
Ale je tu další problém: existují struktury, které vypadají jako fosilie, ale nejsou. Mnoho přírodních chemických procesů vytváří struktury, které napodobují biologické. Jak je můžeme rozlišit? Jak se můžeme připravit na tato falešně pozitivní zjištění?
Vědci znají desítky přírodních procesů, které dokážou vytvořit organicky vypadající struktury. A pravděpodobně existuje mnoho dalších, které dosud nebyly objeveny. Některé z mikroskopických struktur jsou velmi okouzlující a již dříve vědce oklamaly.
V novém článku dvojice výzkumníků nastiňuje některé problémy s falešnými fosiliemi při hledání skutečných mikroskopických fosilií na Marsu. Článek má název „ Falešné biologické podpisy na Marsu: Předvídání nejednoznačnosti .“ Je to zveřejněno v Journal of the Geological Society.
Žádný článek o falešných indikacích života na Marsu by nebyl úplný bez zmínky Allan Hills 84001 meteorit, který byl objeven v Antarktidě v roce 1984. Tento marťanský meteorit je velmi starý – asi čtyři miliardy let – což je doba, kdy si vědci myslí, že Mars byl krátce obyvatelný.
Mikroskopické struktury v meteoritu Allan Hills mají zřetelný biologický vzhled. Jsou dlouhé pouze 20 – 100 nanometrů, což je velikost, jakou by měly teoretické nanobakterie. Jsou však menší než jakákoli známá forma života a od té doby vědci zavrhli myšlenku, že nanobakterie existují.
'V minulosti jsme byli oklamáni procesy napodobujícími život.'
Dr. Julie Cosmidis, spoluautorka článku, Oxford.
Struktury v meteoritu přitahovaly poměrně velkou pozornost a záležitost se táhla několik let. Nakonec se ale vědecká komunita posunula dál a uvědomila si, že samotná morfologie nemůže být použita k detekci primitivního života.
Tento snímek meteoritu Allan Hills z elektronového mikroskopu ukazuje struktury podobné řetězcům, které připomínají živé organismy. Obrazový kredit: NASA – Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=229231
Aféra s meteoritem Allan Hills pominula, ale je stále významná a je pro nás všechny tak trochu poučným okamžikem. Falešné začátky, jako by inspirovaly autory nového článku, aby se tvrději podívali na abiotický původ organicky vypadajících struktur.
„V minulosti jsme byli oklamáni procesy napodobujícími život,“ řekla spoluautorka článku Dr. Julie Cosmidisová tisková zpráva. „Při mnoha příležitostech byly objekty, které vypadaly jako fosilní mikroby, popsány ve starověkých horninách na Zemi a dokonce i v meteoritech z Marsu, ale po hlubším zkoumání se ukázalo, že nemají biologický původ. Tento článek je varovným příběhem, ve kterém vyzýváme k dalšímu výzkumu procesů napodobujících život v kontextu Marsu, abychom se vyhnuli tomu, že budeme znovu a znovu padat do stejných pastí.“
Autoři poukazují na to, že vše, co Perseverance najde na Marsu a co vypadá jako fosilie, má pravděpodobně velmi nejednoznačný původ. Pokud Vytrvalost něco najde, zpráva o „objevu“ se rychle rozšíří. Je však třeba opatrnosti a v ideálním případě se vědci dostanou před jakékoli rychle se šířící závěry o zkamenělém životě na Marsu. jak to mohou udělat?
Cosmidis a její spoluautor Dr. Sean McMahon z University of Edinburgh tvrdí, že je zapotřebí interdisciplinárního úsilí, aby „... vrhlo více světla na to, jak by se na Marsu mohly tvořit živé usazeniny“.
'V určité fázi marsovský rover téměř jistě najde něco, co vypadá jako fosilie, takže schopnost sebevědomě je odlišit od struktur a látek vytvořených chemickými reakcemi je životně důležitá,' řekl McMahon. 'Pro každý typ fosílie existuje alespoň jeden nebiologický proces, který vytváří velmi podobné věci, takže je skutečně potřeba zlepšit naše chápání toho, jak se tvoří.'
Všechny tyto obrázky jsou „chemické zahrady“, které vypadají biologicky, ale jsou čistě chemické povahy. Obrázky chemické zahrady SM (část a–c) nebo reprodukované z McMahon (2019) pod licencí Creative Commons (creativecommons.org/licenses/by/4.0/) (část d).
Chemické zahrady jsou stavby podobné životu vytvořené čistě nebiologickými chemickými procesy. Struktury jsou obzvláště okouzlující, protože mnohé z nich vypadají téměř identicky se skutečnými mikroskopickými fosíliemi. Také chemické zahrady a skutečné zkameněliny lze nalézt ve stejných typech a stáří hornin.
„Mnoho z nich jsou pravděpodobně fosílie – skutečně fosílie z hluboké biosféry hostované ve vyvřelých horninách, se zvláštním významem pro některé scénáře života na Marsu – ale některé pravděpodobně nejsou a mohou být výsledkem procesů podobných chemickým zahradám a/nebo jiným typy samoorganizace, které vedou k vláknitým krystalům a agregátům,“ píší autoři.
Uhličitano-křemičité biomorfy jsou dalším typem abiotické struktury, která vypadá, jako by měla biologický původ. „Ačkoli jsou čistě anorganické, zakřivené a klikaté tvary biomorfů evokují biologické objekty, jako jsou spirálovité a segmentované vláknité mikroby, protisty a dokonce rostliny a zvířata,“ píší autoři. Jsou tvořeny z kovů alkalických zemin a vypadají úžasně organicky. Vědci je rozdělují do tří tříd: spirálová vlákna, červovité pletence a listovité ploché listy.
Tyto obrázky z článku ukazují struktury zvané uhličitan-křemičité biomorfy, které vypadají jako biologické, ale nejsou. Obrázek vlevo ukazuje struktury blob, listové struktury a spirálové struktury, které všechny vypadají jako biologické. Obrázek vpravo je zvětšená oblast v bílém obdélníku vlevo, která ukazuje, co vypadá jako rozvětvený, kvetoucí organismus. Obrazový kredit: P. Knoll a O. Steinbock (Florida State University)
Pak tam jsou biomorfy uhlík-síra . Také se jeví jako šokující biologický původ a tvoří koule a jak přímá, tak spirálová vlákna. Autoři článku z roku 2016 o biomorfech uhlíku a síry uvedli: „Morfologie a složení těchto mikrostruktur uhlík/síra se tak velmi podobají mikrobiálním buněčným a extracelulárním strukturám, že je třeba při interpretaci domnělých mikrobiálních biologických signatur ve fosilním záznamu věnovat novou opatrnost. “
Uhlík-sírové biomorfy tvoří sítě kuliček a vláken, které se jeví přesvědčivě biotického původu. Obrazový kredit: Obrázky upravené podle Nimse et al. (2021) (části aab) nebo JC (části c af) a s laskavým svolením
C. Nims (University of Michigan) (části dae).
Lidská historie je v některých ohledech jeden dlouhý příběh o nepochopení přírody, alespoň dokud jsme nevymysleli vědeckou metodu. Není tedy šokující, že s tím stále bojujeme. Autoři ve svém závěru poukazují na to, jak těžké je dojít k závěru, že něco je fosilie.
Obrázky jasně ukazují, že abiotické procesy mohou produkovat struktury, které vypadají velmi jako živé. Detekce je však ještě obtížnější, že tyto biomorfy napodobují biotické struktury i jinými způsoby než jen morfologií.
„Za prvé, abiotické procesy mohou napodobovat nejen morfologické biologické podpisy, ale také chemické/molekulární, mineralogické, izotopové a texturní biologické podpisy; ve všech případech je vyžadován kritický postoj a morfologická data nemusí být nutně méně spolehlivá než jiné možné linie důkazů o životě,“ vysvětlují. Takže několik linií důkazů může naznačovat biologický původ tam, kde žádný není.
Možná budeme mít štěstí a vozítko Perseverance nebo nějaká jiná mise odhalí nepopiratelné důkazy o starověkém marťanském životě. Ale je pravděpodobnější, že čelíme řadě falešně pozitivních výsledků. „Protože se předpokládá, že život samotný je produktem samoorganizace v abiotických geochemických reakcích, komplexnost abiotických přírodních produktů by se neměla podceňovat,“ upozorňují.
Studiu falešných biologických podpisů bylo věnováno mnoho práce a autoři se domnívají, že je zapotřebí více. Podle McMahona a Cosmidise je potřeba více interdisciplinární práce. Klíčem je vytvořit bohatou datovou sadu pro falešně pozitivní výsledky stejným způsobem, jakým jsme ji vytvořili pro biologické podpisy. Naznačují, že nás tam mohou dostat polní experimenty v místech analogických Marsu, stejně jako laboratorní práce.
Jsou přesvědčeni, že se to dá.
'Nicméně jsme optimističtí, že problém falešných biologických podpisů není neřešitelný.' Čím lépe tyto jevy pochopíme, tím citlivěji budeme schopni rozlišovat mezi skutečnými důkazy života a těmito podvodníky.“
