מדע האסטרוביולוגיה מחפש חייזרים זעירים שחיים, או שמסוגלים להתחיל חיים, על פני כוכבים שהתנאים בהם מאפשרים קיום. האם אנחנו נמצאים לבד ביקום?
ד”ר דרור בר-ניר, גלילאו
כדור הארץ הוא גרם השמיים היחיד המאוכלס ביצורים חיים המוכר לנו. משאבים מועטים יחסית מושקעים בחיפוש אחר חיים בגרמי שמיים אחרים (פלנטות, ירחים) במערכת השמש שלנו. האם יימצאו שם חיים? ומה קורה מחוץ למערכת השמש?
האסטרונומים גילו מעט גרמי שמיים שבהם יש תנאים שיכולים לאפשר קיום חיים, אך מקווים שבהמשך יימצאו יותר. האם אמנם יש בהם חיים? ואם ישנם, האם הם מבוססים על אותה ביולוגיה שאנו מכירים?
זאת ועוד, יש החושבים על האפשרות של יישוב בני האדם בחלל: על הירח, בתחנות חלל ואולי גם על פלנטות אחרות. האם חיידקים המוכרים לנו יוכלו לסייע לנו בכך? מדע האסטרוביולוגיה מנסה למצוא את התשובות לשאלות הללו.
אסטרוביולוגיה
שילוב הידע בין האסטרונומיה, העוסקת בחקר החלל, ובין הידע המיקרוביולוגי של הסביבה, בעיקר בסביבות קיצוניות על פני כדור הארץ, יכול לאפשר לחזות היכן לחפש יצורים חיים בחלל – לפחות כאלה שדומים בתכונותיהם הביולוגיות-כימיות ליצורים החיים בכדור הארץ, ובייחוד לקיצונאים (extemophiles) שבהם.
כדי להגדיר את תנאי הקיום האפשריים לחיידקים בחלל מחפשים האסטרוביולוגים את תנאי הקיצון של החיים על פני כדור הארץ ומנסים למצוא אזורים כאלה (או שהיו בעבר כאלה) בפלנטות השכנות לנו ובירחיהן.
תנאי קיצון אלה הם למשל טמפרטורות גבוהות (עד 115ºC) או נמוכות (-20ºC), חומציות גבוהה מאוד (pH~0), בסיסיות גבוהה (pH~11-12), וללא חמצן (החיים הראשוניים על פני הארץ התפתחו ללא חמצן. החמצן באטמוספרה הוא תוצאה של פעילות פוטוסינתטית).
נוסף על כך, החיים המוכרים לנו דורשים מים נוזלים, מקורות פחמן (ויסודות אחרים) ומקור אנרגיה – לרוב אור בתחום הנראה, אך לא יותר מדי קרינת UV.
איפה החלו החיים? כאן או במקום אחר?
כדור הארץ נוצר לפני כ-4.6 מיליארד שנה. עדויות גאולוגיות לחיים קדומים כמו מאובני סטרוֹמָטוֹליטים מספרות לנו על חיידקים פוטוסינתטיים שחיו כאן לפני 3.9 מיליארד שנים.
אחת התיאוריות, המקובלת יותר, מציעה שהחיים התפתחו (בתהליך שמקובל לכנותו אבולוציה כימית, או כימיה פרֶה-ביוטית) על פני כדור הארץ (ולא רק פעם אחת…).
התיאוריה החלופית, המכונה פַּנספֶּרמיה (מיוונית: “זרע אוניברסלי”), מציעה שהחיים הראשונים הגיעו לכאן באמצעות מטאוריט או שביט שהתנגשו בכדור הארץ, ושבעצם כולנו צאצאים של חוצנים.
חיים בפלנטות אחרות
אם נמצא חיידקים בעלי מאפיינים דומים לחיים על פני כדור הארץ בפלנטות אחרות של מערכת השמש (או בירחים הסובבים אותן), אזי יינתן חיזוק של ממש לתיאוריית הפנספרמיה. המועמדים הטבעיים לכך הם מאדים, נוגה, וכמה מהירחים של צדק ושבתאי.
שתי אפשרויות עומדות בפני האסטרוביולוגים בנסותם לאתר חיידקים בפלנטות הסמוכות. הראשונה, לנסות ולאתר תנאים מתאימים לגידול חיידקים על אותן פלנטות; והשנייה, חיפוש שרידי חיים על מטאוריטים שמקורם בפלנטות אלה.
גרם השמיים הקרוב ביותר אלינו הוא הירח, וכפי שידוע לנו היום אין ולא היו בו חיים, אם כי מקווים למצוא עליו בעתיד מטאוריטים עם שרידי חיים שייתכן שהגיעו אליו מאזורים אחרים של מערכת השמש.
התנאים השוררים כיום על כוכב הלכת נוגה הם טמפרטורה שמגיעה לכ-450°C, אטמוספרה שמכילה כ-96% פחמן דו-חמצני ועננים המכילים חומצה גופרתית, תנאים שעד לא מזמן נחשבו ככאלה שאינם מאפשרים חיים. ייתכן שהיו שם חיים בעבר, כשהטמפרטורת היו נמוכות יותר והאטמוספרה היתה שונה.
חיים על נוגה?
בשנת 2004 ד”ר דירק שולץ מאקוץ’ (Schulze Makuch) ועמיתיו מאוניברסיטת טקסס העלו תהייה לגבי הרכב האטמוספרה של נוגה. לטענתם, פחמן דו חמצני(CO2) אמור להגיב עם הקרינה החזקה המגיעה מהשמש בתהליך המכונה פוטודיסוציאציה ולהפוך לפחמן חד חמצני (CO).
נוסף על כך שלוש החלליות שחקרו את האטמוספרה של נוגה גילו בה שתי תרכובות, מימן גופרי (H2S) וגופרית דו-חמצנית (SO2) שאמורות “להשמיד” זו את זו, ותרכובת נוספת, קרבוניל-סולפיד (COS), שמקובל להשתמש בה (על כדור הארץ) כסמן (אינדיקטור) לתהליכים ביולוגיים. שולץ מאקוץ’ טוען שמולקולות אלה מעידות על קיום של חיידקים בטיפות המים שבעננים של הכוכב.
ומה במאדים? היום כבר אין ספק בכך שבעבר זרמו מים על מאדים. נמצאו עדויות לקיומו של ים מלוח קדום ובכיפות של מאדים אף נמצאו מים קפואים. האם זה איפשר חיים? אולי. במאדים נמצא, בשלושה אתרים שונים, הגז מתאן (CH4), שבמקורו יכול להיות ביולוגי או געשי.
בינתיים אין עדויות לפעילות געשית עכשווית על מאדים. אם אכן חיידקים מייצרים את המתאן, הם אמורים להיות מתחת לקרקע באזור חם יחסית המאפשר את קיום המים במצב נוזלי (החיידקים המוכרים לנו המייצרים מתאן חיים בסביבות ללא חמצן). ייתכן שנקבל תשובות לתהיותנו (או לכמה מהן) לאחר שחלליות נוספות יחקרו את מאדים.
אירופה, הקטן מארבעת ירחי גליליאו של צדק, הוא מקום שבהחלט יש להביא בחשבון אפשרות של קיום חיים. יש בו אוקיינוס של מים קרים (-7°C עד -57°C) מלוחים, המכוסה קרח בעובי של 10 ק”מ.
ייתכן שבמעמקי אוקיינוס זה יש פעילות גאולוגית המאפשרת היווצרות של ארובות הידרותרמיות, כמו ברכסים המרכז אוקייניים בכדור הארץ. ייתכן שעל גנימד, הירח הגדול ביותר של צדק (ומערכת השמש) שוררים תנאים נוחים לחיים. שם גם ייתכן שיש חמצן.
רשות החלל האמריקנית החליטה בשנת 2000 שדגימות ממאדים, מאירופה ומגנימד יבודדו וייבדקו היטב בתנאי בטיחות מרבית, כדי שאם במקרה יש בהם חיים הם לא יזהמו את כדור הארץ.
כך רוצים למנוע זיהום אפשרי כזה, המכונה “תסמונת אנדרומדה” – על פי ספרו של מייקל קרייטון “זרע אנדרומדה”. החלטה זו היא בעצם יישום של אמנה בין-לאומית מ-1967, שקראה למניעת זיהומים דו-כיוונית.
ואכן, הזיהום יכול גם להיות בכיוון הפוך − שיטות המחקר שלנו כוללות לעתים הנחתה או ריסוק של חלליות שמקורן בפלנטה שלנו. אם לא טוהרו מיצורים חיים עוד לפני יציאתן לחלל, הן יכולות לזהם את כוכב המטרה בחיידקים “ארציים”…
חיידקים ארציים בחלל
בשנת 1967 נחתה החללית הבלתי מאוישת “סרוויור (Surveyor) 3″ על הירח. שלוש שנים מאוחר יותר נחת רכב הנחיתה של החללית אפולו 12 (החללית המאוישת השנייה) ליד סרוויור 3, ומצלמותיה נאספו והוחזרו לכדור הארץ.
אז התברר שבתוך המצלמות היו חבויים חיידקי Streptococcus mitis ש”זיהמו” את המצלמות לפני היציאה מהארץ ושרדו את כל המסע (לשם ובחזרה) ואת השהות הממושכת על הירח, בתנאי ריק, ללא מזון וללא הגנה מפני קרינה.
חשוב לציין שיש אי ודאות מסוימת לגבי נכונות ההנחה בדבר שהיית החיידקים בחלל ויש הסוברים שהמצלמה “הודבקה” בחיידקים בחללית המחזירה או במעבדות על כדור הארץ.
חיידקים יסייעו לאכלוס החלל בבני אנוש
לנו מובן מאליו שבאטמוספרה שמקיפה אותנו יש חמצן, אחרת לא היינו חיים. נוכחנו שחיידקים כחוליים וצאצאיהם שבצמחים הם היצרנים של החמצן החופשי על-ידי ביקוע מולקולות מים בתהליך הפוטוסינתזה.
בתכנון עתידי של מושבות בחלל, בירח, במאדים או בכל מקום אחר, יש לדאוג למקור חמצן מתחדש, יעיל, יציב וזול שיאפשר את נשימת האנשים. בשנת 2008 נערך ביפן בהצלחה ניסוי המדמה את התאמתם של חיידקים כחוליים מהסוג Nostoc לקיום ולפעילות פוטוסינתטית בתנאי הלחץ האטמוספרי הנמוך הקיים במאדים ובאדמה המחקה את אדמתו.
ניסויים דומים נערכו במדינות שונות בעולם המעורבות בתוכניות החלל, גם באדמת הירח. תוצאות ניסויים אלו יובאו בחשבון בתכנון ובהפעלת מושבות החלל העתידיות.
חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים יוכלו לייצר בעבור מושבות החלל דלקים מסוגים שונים (מימן, מתאן) מחומרי הפסולת המיוצרים במושבה, ואף לייצר ישירות חשמל. קיומנו − גם בחלל, כמו גם על כדור הארץ − יהיה תלוי בפעילות החיידקים.
לסיכום נראה כי חיידקים יכולים לשרוד מסע לחלל, הן בחלליות וכנראה גם בתוך מטאוריטים. האם החיידקים הראשונים הגיעו לכדור הארץ מהחלל? או שהתפתחו כאן? יש הטוענים שהם עדיין מגיעים גם היום. וברבות הימים, כשנקים מושבות על גרמי שמיים אחרים, ניעזר בהם ליצירת סביבה אוהדת ליצורי אנוש.
ד”ר דרור בר-ניר מלמד מיקרוביולוגיה וביולוגיה של התא באוניברסיטה הפתוחה. תודה לפרופ’ יואב יאיר על הערותיו והארותיו לטור.
18 תגובות
אבי
אני אוהב את הסרטים האלה, בתלת מימד זה ממש מגניב..
למיכאל:
לא ממזמן קראתי כאן כתבה מאת רועי צזנה בשם: למה כנראה שאין חייזרים, בו הוא מצהיר שכנראה אין חייזרים. רועי הוא לפי הבנתי מדען והנה הוא פוסל את האפשרות לחיים מחוץ לכדו”הא.
סתם דוגמא…
בקשר לאפשרות מסעות בחלל:
למרות שמהירות האור מגבילה את האפשרויות למסעות בחלל, היא לא פוסלת אותם. יש הרבה דרכים להתגבר על המגבלה הזאת:
1. קריאוגניקס: האפשרות להקפיא את צוות החללית ולהפשירם בהגיעם ליעד. למרות שאין “לנו” את הטכנולוגיה, יתכן שציויליזציה אחרת הצליחה לשכלל אותה. קחו בחשבון שיש צפרדעים ונחשים שקופאים בחורף באופן טבעי, ומפשירים בקיץ לחיים. מי יודע אם אין אי שם יצורים תבוניים שהפיזיולוגיה שלהם קרובה יותר לפיזיולוגיה של צפרדעים ונחשים יותר מאשר יונקים, ולכן יכולים לפתח טכנולוגיה זאת.
2. בינה מלאכותית: שליחת חלליות ללא יצורים ביולוגיים, אלא עם רובוטים או כל סוג שהוא של בינה מלאכותית, שהם הרבה יותר עמידים למסעות בחלל, וגם קלים יותר לתיקון.
3. תוחלת חיים ארוכה במיוחד: מי אמר שהם מתים בגיל 120? יש אורגניזמים בכדוה”א שחיים הרבה מעבר לכך, יתכן גם הם.
4. מסעות של מספר דורות: חלליות שהצאצאים של האסטרונאוטים המקוריים יגיעו ליעד כאשר המקוריים מתים.
5. פתרונות טכנולוגיים מתקדמים: חורי תולעת, עיוות מרחב זמן (מנועי וורפ), מיתרים קוסמיים וכו… אולי עם טכנולוגיה מתקדמת מספיק יש תרבויות שיכולות לייצר מספיק אנרגיה כדי ליישם את הפתרונות האלו שהם תקפים מבחינה תאורטית פיזיקלית…
6. שילוב של כמה מהפתרונות האלו…
אני בטוח שיש עוד אפשרויות שלא חשבתי עליהם…
מיכאל :
אפשרות אחת היא שהיקום הופלץ בכמויות ענק של נבגים ופטריות חומות הנמצאים בתוך מכלים אטומים לקרינה בתוך פי-טבעתך, ובשימוש של כוח הגרביטציה של חורים שחורים.
אפשרות אחרת היא שיש אסטרואידים בעלי חומרים אטומים לקרינה, ובשילוב של נודים ולחץ אוויר מופרז, הם מהווים את האבולוציה של התיאוריות שלך, כאשר הם נמצאים כמעט בכול מקום ביקום.
שפו.
למיכאל,
היום יום חמישי.
שלמה:
מה בדיוק הבעיה שלך?
האדמו”ר הוקינג?
הוקינג הוא מדען גדול ובדיוק ככזה הוא מוערך. אף אחד לא ילך בעקבותיו להבעיר צמיגים או לזרוק אבנים והוא עצמו גם לא ישמח על זה שמישהו יאמין לו ללא מחשבה.
בדיוק ההיפך מאדמו”ר.
אתה מכנה את הקהילה המדעית “כנסיית השכל” רק כדי להשוותה לכת הדתית שאתה נמנה עם חבריה אבל אין בין הקהיליה המדעית לבין אותה כת דבר וחצי דבר.
אין גם אף מדען שמוביל את הקהיליה המדעית לאמונה במפלצת הספגטי המעופפת – מאיפה הקרצת את הרעיון ההזוי הזה?
האפשרות לקיומם של חיים ואף חיים תבוניים בכוכבים אחרים היא אפשרות שאין (אני חוזר: אין!) אף מדען שפוסל ולכל היותר נבדלים המדענים בהערכת ההסתברות שהם מייחסים לאפשרות זו.
אז מה פה בדיוק אינו מתיישב עם ה”זרם המרכזי”?
הערכת ההסתברות לקיומם של חיים ביקום היא לדעתי מעשה חסר תכלית שמתבצע מבלי שהמידע הנחוץ להערכה מסוג זה יהיה זמין אבל גם להוקינג מותר לעסוק בזה כפי שעוסקים בזה רבים אחרים.
מותר לו אפילו לעסוק בזה לצורך קידום מכירות וזה אינו גורם לאיש לזלזל בהישגיו המדעיים.
בקיצור שלמה: אולי תכתוב לנו שהיום יום חמשי רק כדי שיהיה דבר אחד נכון בתגובותיך?
לאבי?
קידום מכירות של סידרת טלוויזיה? הוקינג? אז מה, אולי גם הפיתוחים שלו לתיאוריית המפץ הגדול נועדה לקידום מכירות? נניח של “קיצור תולדות הזמן”? הרי גם בנושא הזה אין ודאות, אלא רק סבירויות וחישובים. ואולי גם עבודתו המשותפת עם פנרוז על התיאוריה של הסינגולריות הכבידתית עשויה להתברר כקידום מכירות של ספר או סידרת טלוויזיה?
כדי שלא יהיה מקום לספק – עם כל ההסתייגויות שיש לי ממנו, אני רואה בהוקינג תיאורטיקן חשוב, וגם מדען שהיה לו אומץ נדיר להודות בטעויותיו, ולא הייתי מציע לאיש להמעיט בערך הערכותיו ותחזיותיו ולתלות אותן בצרכיו הפינאנסיים רק בגלל שבמקרה הזה דיעותיו אינן מתיישבות עם מה שמקובל בזרם המרכזי.
למה ממשיכים לשאול האם? כלום לא ברור כבר עכשיו שהשאלה שצריך לשאול היא איפה? כמה? ואיך?
היקום כל כך גדול ומלא עדויות לקיומם של אורגניזמים פרימיטיבים יותר או פחות. אם ניקח את הגודל האין סופי של היקום ההיסתברות לקיומם של חיים תבוניים במקומות אחרים גבוהה מאד ואפילו ודאית.
רק לך תמצא את אותם מקומות באין סוף הבלתי נתפס הזה…
אני בטוח שבמקומות רחוקים אחרים יושבים עוד מליונים וכותבים או קוראים את הספקולציות המקומיות על היות חיים תבוניים כמו אצלם במקומות אחרים (אולי אומרים ושומעים או חושבים וקולטים).
ושאלה לאמונים על הלוגיקה והמתמטיקה – איך אתם לא צועקים שבאין סוף כוכבים אמורים בודאות להימצא חיים בקרוב לאין סוף מקומות? אני די בטוח שהסטטיסטיקה עובדת על פלנטות אחרות ואפילו מחוץ למערכת השמש או שביל החלב. ככל שהמדגם גדל כך הסבירות עולה וכאן יש לנו מדגם שאי אפשר לבטא אותו אפילו, אז למה להמשיך להתעלם מעובדות פשוטות אלו? משום שלא מצאנו כאלה בפועל?!?!
מאחר ויש תלות בין זמן למרחק, אנחנו רק צריכים ללמוד כיצד לשחק עם הזמן והמרחק ישתנה 🙂
אבי,
מה עם ציוויליזציה שטכנולוגית אינה תלויה במרחק? (סוג של טלפורט)
אפשרי לדעתך?
חזי, אני ממש לא מבין אותך. מצד אחד אתה טוען בלהט שלא ייתכן שנוצרו פה החיים ומקור החיים הוא בעצם בכוכבים אחרים. מצד שני אתה בא ואמר שיש נישות בכדור הארץ שיש בהן חיים ללא פוטוסינטזה אז אולי הן מקור החיים. מצד שלישי אתה בא ואומר (5) “זה מעשה חלם להתמקד כל כך באינטנסיביות במחקר על אפשרויות חיים מחוץ למערכת השמש, כאשר ברור כי בעשרות השנים הבאות לא יהיה אפשר להגיע לשם.”
אז אולי תחליט מה אתה רוצה?
דרך אגב אם אתה כל כך מתעניין בחיים ללא פוטוסינטזה כדאי שתקרא על חיידקי
Candidatus Desulforudis audaxviator
שחיים בבטן האדמה.
הגזמת, הוקינג אינו אדמו”ר וכל מה שהוא מוליך זה את יחסי הציבור לסרט שלו. הוא גם לא אמר שיש, הוא אמר שלפי החישוב המתמטי סביר שיהיו, . זה גם מה שאני אומר כל הזמן, שכדור הארץ אינו ייחודי ביקום, וייתכנו מיליוני כוכבי לכת עם חיים, אלא שרובם הגדול יהיה ברמה של חיידקים, אבל לא אפול מהרגליים אם באחד או בשניים בכל רחבי היקום יימצאו גם חיים תבוניים.
אבל זה לא הופך אותי לשותף בכנס העבמיןם המאורגן השבוע, כי אני סבור שלא היה עד כה כל מפגש איתם, ושהמחרחקים כל כך גדולים שאף ציוויליזיציה לא תוכל להגיע לבקר את חברתה.
אבי
נראה שהאסטרוביולוגיה הישראלית מפגרת בשנתיים לפחות אחרי מה שהולך בעולם הרחב. כבר לפני שנתיים נודע באתר זה, שהכהן הגדול של כנסיית השכל, סטיבן הוקינג, חושב כי יש סבירות גבוהה לקיומם של “חייזרים פרימיטיביים” מזעריים, כלומר חיידקים וכו’.
https://www.hayadan.org.il/little-od-to-contact-et-230408/
והנה, חלפו רק שנתיים ימים, ולפני ימים אחדים, התפרסם ממש כאן,
https://www.hayadan.org.il/hawking-warns-from-contacting-aliens-2604100/
כי אותו הוקינג עצמו, כבר חושב שיש סבירות גבוהה לקיומם של חייזרים לאו דווקא פרימיטיביים ולאו דווקא מזעריים – אלא מתוחכמים, משוכללים ופוטנטיים הרבה יותר מהמין האנושי שלנו, רחמנא ליצלן! אז מה? נחכה עכשיו שנתיים עד שהאסטרוביוגויה הישראלית תדביק את החידושים בעולם הרחב? אולי תתעוררו כבר?
אגב, גם בלי קשר לחייזרים, נראה כי האדמו”ר הוקינג מוביל לאט אך בטוח את צאן מרעיתו לאמונה תמה ושלמה בקב”ה, ולאן נוליך את הבושה.
למה לחפש רחוק יצורים תבוניים מבקרים פה שנים פשוט צריך לפתוח את העיניים ואת הראש
יהודה
אתה צודק.
יותר ויותר מתגלים עובדות על אפשרויות מדהימות של חיים ביקום.
זה מעשה חלם להתמקד כל כך באינטנסיביות במחקר על אפשרויות חיים מחוץ למערכת השמש,
כאשר ברור כי בעשרות השנים הבאות לא יהיה אפשר להגיע לשם.
נועם
אהבל הוא מי שלא מבין מה שאני כותב…
לחזי
כאן באתר הידען מופיע מאמר פרי עטי
אפשרות לחיים בכוכבי לכת אחרים- תרגיל מחשבתי
במאמר זה יצורים החיים על צדק מאמינים שחיים לא יכולים להיות קיימים על פני כדור הארץ
כלומר, הרעיון של להסתכל על יצורים חיים לא רק על פי החיים בכדור הארץ הוא די מקובל
וברור שאני לא הראשון שהעלה את הרעיון הזה
יום טוב
סבדרמיש יהודה
חזי,
איזה מזל שאתה שמעת על הארובות התרמיות האלו, וכך יוכל המדע כולו לשמוע ממך על התגלית.
יא אהבל – מי לדעתך גילה את הארובות האלו אם לא המדענים? אולי יצורים תבוניים?
התפרסמו כבר מזמן מספר מאמרים על הקשר בין קיום חיים בארובות הנ”ל לבין אפשרותקיום חיים מחוץ לכדור הארץ, אלא שלך זה כנראה נודע רק עכשיו.
לפני כ 5 שנים,
התגלו ארובות הידרותרמיות, במעמקי אוקינוס.
התגלו בהם מערכות חיים מפותחות
אשר לא התבססו על פוטוסינטזה
ושרדו במאות מעלות חום ובלחץ אדיר.
כנראה שרוב “המדענים” שמחפשים חיים בחלל,
לא שמעו על זה בכלל…
קיום חיים ללא פוטוסינתזה, מהווה פתח להרבה אפשרויות חיים אפילו במערכת השמש שלנו.
אין כל אפשרות לגלות אם יש חיים או אין בכל אחד מהירחים הקטנטנים של אחד מכוכבי הלכת המוכרים לנו.
שלא לדבר על חיים על כוכב לכת זעיר שעדיין לא מוכר.
[כפי שנוכחנו בעבר: אפשריות לקיום האנרגיה הנחוצה לחיים מגוונות מאוד.