Élet az óceánok és a föld mélyén
Életrevaló helyek és körülmények - A SETI szépsége /Almár Iván/

Az élet kozmikus feltételeivel kapcsolatban az első, már régóta széles körben elfogadott megállapítás az, hogy az élethez szükséges alapvető alkotóelemek a világmindenségben gyakorlatilag szinte mindenütt rendelkezésre állnak. Elsősorban a rádiócsillagászat eredményeire lehet hivatkozni: a csillagközi térben nemcsak az elemek, de egyre bonyolultabb molekulák jelenlétét is sikerült kimutatni egészen a glicin nevű amino-karbonsavig bezárólag. Tudjuk, hogy a nehezebb elemek a csillagok belsejében épülnek fel, ismerjük az őket gyártó folyamatokat és azt a mechanizmust is (szupernóvarobbanás), amely kellő időben kidobja az égés során keletkező "salakot". A természet így gondoskodik a bolygók szilárd anyagáról, és talán a rajtuk létrejövő élőlények, emberek, civilizációk nehéz elem (fém) szükségletének kielégítéséről is.

Nyilvánvaló, hogy a nehéz elemek előfordulási gyakorisága az Univerzumban helyről helyre eltérő, vagyis vannak az élet születése szempontjából kedvezőbb és kedvezőtlenebb helyek. Az asztrofizika megállapította például, hogy a csillagok elsőként született, legősibb populációja mindenütt nélkülözi a nehezebb elemeket, mivel keletkezésükkor még nem telt el elég idő ahhoz, hogy a nehéz elem termelési és szétszórási folyamatok (a korábbi csillagok belsejében, illetve szupernóvarobbanások idején, a látványos csillaghalál pillanataiban) kellően "elszennyezzék" a világűrt. Ezért bizonyos, öreg csillagokból álló rendszerekben (pl. gömbhalmazokban) feltehetőleg hiába keresnénk szilárd bolygókat és ennek következtében életet is. Másrészt lehetnek a Tejútrendszerben az élet szempontjából különösen kedvező kémiai összetételű körzetek is, ahol viszont megnő a "lakható bolygók" részaránya. (Egyes feltételezések szerint - mint az 1. fejezetben láttuk - a mi Napunk éppen ilyen körzetben tartózkodhatott a bolygórendszer keletkezése idején.) Ami a csillagközi felhőkben rádiócsillagászati úton kimutatott bonyolult szerves molekulákat illeti, ezek léte viszont arról tanúskodik, hogy a természet mindenütt legalábbis elindult az egyszerűtől a bonyolult rendszerek felé vezető úton. Azt azonban senki sem állítja, hogy ezek a csillagközi molekulák az élettel bármilyen formában közvetlenül összefüggnének, élet jelenlétére utalnának.

Az élet keletkezése élettelenből kétségkívül a természet nagy misztériumai közé tartozik. A bonyolult folyamat tanújeleit maga a későbbi, fejlett élet tüntette el a Föld felszínéről. Már sokkal közelebb lennénk a rejtély megoldásához, ha nem egyedül a földi életet ismernénk, tanulmányozhatnánk, hanem akár egyetlen árva földönkívüli eredetű baktériumot is. Ilyet azonban eddig még nem találtak - igaz eddig ebben az irányban csak egyetlen korlátozott célú kutatási program folyt, tudniillik húsz évvel ezelőtt a Viking program keretében a Marson.

A földi élet keletkezésével kapcsolatos legfontosabb megállapítás az, hogy az első, kezdetleges életformák a Föld 4 és fél milliárd évvel ezelőtti megszületése után meglepően rövid idővel megjelentek a színpadon. Dél Afrikában ugyanis 3 és fél milliárd éves egysejtű kövületeket találtak; ez gyakorlatilag annyit jelent, hogy az élet azonnal létrejött a Földön, mihelyt befejeződött a bolygók összeállását követő félelmetes meteorbombázás, amelynek annyi kráter őrzi a nyomát a Naprendszer ősi felszínű égitestjein. Ez az első, viharos évmilliárd nyilván nem volt alkalmas az élet kialakulására, illetve fennmaradására, hiszen a hatalmas becsapódások hatására időről időre elszökött a légkör, felforrtak a tengerek, átszakadt a kéreg stb. Viszont mihelyt lecsendesedett az ősi bolygóvilág, és kialakult a nagyjából a mai bolygókból, holdakból és törmelékanyagból álló Naprendszer, késedelem nélkül megszülettek az első élőlények. Sőt annyira gyorsan elterjedtek, hogy nyomukat mind a mai napig megőrizte a földkéreg.

Vajon miért és hogyan? Ami a miértet illeti, viszonylag régen felmerült már a gyanú, hogy az élet talán nem is itt a Földön jött létre, hanem máshonnan származik, és a világűrön keresztül érkezett hozzánk (pánspermia elmélet). Ez a lehetőség fennáll - erre később még visszatérünk - de a válaszhoz nyilván csak egy másutt felfedezett, "idegen" élet adhatja meg a kulcsot. Ez az egyik legizgalmasabb probléma, amelynek megoldását a Naprendszeren belüli vizsgálatoktól a jövőben reálisan remélhetjük.

Ami a hogyant illeti, azzal kapcsolatban a biológiának volt egy tananyaggá vált elképzelése, amely Miller és Urey 1953-ban a chicagói Egyetemen végrehajtott híres kísérletén alapult. Ők megpróbálták laboratóriumban szimulálni azokat a körülményeket, amelyek mintegy 4 milliárd éve a Földön uralkodhattak. Miután vizet, metánt és ammóniát töltöttek egy lombikba, a keveréket több napon át elektromos kisülésnek tették ki (ezek voltak az őslégköri villámlások megfelelői). A folyadék a tartályban vörösesbarnára színeződött, benne számos aminosavat sikerült kimutatni. Bár a kísérlet eredménye természetesen messze volt attól, hogy élő anyag élettelenből való előállításának lehessen tekinteni, mégis Miller és Urey nyomán teljesen elfogadottá vált az az elképzelés, hogy az élet az ősi Föld meleg pocsolyáiban, a Nap sugárzása és a villámok hatására jött létre évmilliók alatt. Más szóval, ha az "ősleves" kémiai összetételét megfelelőre választjuk, továbbá hosszú ideig kedvező környezeti feltételek között (meleg, víz, napsugárzás) nyugalomban hagyjuk, akkor benne az élet előbb-utóbb megjelenik.

Az utóbbi években a mikrobiológia új felfedezései nyomán ez a klasszikus felfogás gyökeresen módosult. Az első, meglepő felfedezés a mélytengeri, tengerfenéki élővilág gazdagságára vonatkozott. Régebben úgy vélték, hogy a mély óceánok feneke halott világ, hiszen "élet nem létezhet fény nélkül". 1977-ben fedezték fel, hogy a mélytengeri aktív hasadékok ún. fekete füstölői, vagyis melegforrásai gazdag élővilágot táplálnak még több kilométeres mélységben is, ahol örök sötétség honol. Algákat és baktériumokat egyébként olyan "lehetetlen" helyeken is találtak, mint a Holt tenger, vagy egyes antarktiszi sziklák belseje, de tucatféle baktérium él még 8300 m magasságban, a Himalája örök havában is.

De a meglepetés-sorozat ezzel még nem ért véget! Kiderült, hogy az élet még mélyen a Föld belsejében is burjánzik és virul, ott, ahol feltételei látszólag teljesen hiányoznak. 1987-ben egy gondosan végrehajtott mélyfúrás 500 m mélységből hozott fel soha nem látott mikroorganizmusokat. A későbbi fúrások, amelyek 2800 m mélységig jutottak, igazolták, hogy az élővilág legkisebb, legegyszerűbb tagjai mindenütt, nagy mennyiségben jelen vannak, ahol a talajvíz átszivárog a sziklák repedésein. Egy milliliternyi talajvíz ebben a mélységben akár 10 millió baktériumot is tartalmaz.

S ezek a korábban ismeretlen baktériumok rendkívül ősi szervezeteknek bizonyultak. Egy Baross nevű amerikai mikrobiológus hívta fel a figyelmet arra, hogy ezek az Archaea-nak nevezett, földalatti mikrobák valószínűleg a legősibb élő szervezetek a Földön. A Föld mélyében természetesen nagy a hőség és a nyomás, oxigén gyakorlatilag nincs, de az Archaeak éppen az ilyen zárt, nedves környezetet szeretik, és kedvező körülmények között tömegük akár óránként megkétszereződhet. Egyes baktériumfajták a széndioxidot sejtanyaggá tudják alakítani, miközben szerves vegyületek keletkeznek, mások a ként redukálják, illetve metánt termelnek. Honnan származik az energiájuk, és mire van feltétlenül szükségük az élethez? Az energiaforrásuk ásványi reakciókból származik, vagy radioaktív bomlás, esetleg vulkáni tevékenység; az élethez pedig némi folyóvízre, melegre, oxidálható vegyületekre és más, még a sziklák belsejében is bőven előforduló tápanyagokra van szükségük. Még olyan vulkáni kőzetekben (gránit, bazalt) is megélnek, amelyben igazán kevés a szerves anyag. Fényt viszont nem kívánnak, mivel nem fotoszintézist, hanem kemoszintézist alkalmaznak.

Természetesen az óceánok talapzata alatt - akár több km mélységig! - szintén nagy mennyiségben élnek ilyen baktériumok. Mint ismeretes, a lemeztektonika mozgásai nyomán időről időre megnyílik az óceáni hátságokon a kéreg, és a hasadékokon keresztül magma és forró gőz áramlik ki. 1991-ben sikerült az amerikai oceanológusoknak egy ilyen kitörést közvetlenül is megfigyelniük, és döbbenten látták, amint halak, rákok és más mélytengeri élőlények milliói tolonganak a kitörés felé, hogy jóllakjanak a kéreg mélyéből a forró vízzel együtt feláramló biomasszával. Ez az élet teljesen különbözik a földfelszínitől. Itt, a sötét mélyben közömbösek az élet szempontjából fontosnak tartott napszakok vagy évszakok, csak a lemeztektonika által létrehozott jelenségek hatása érzékelhető.

S az élőlények fantasztikusan alkalmazkodni tudnak ehhez a különös világhoz! Még az extrém hőmérsékletek sem gátolják az életet: találtak élő mikroorganizmust 113 oC-os hőforrásban is. Vannak köztük olyanok, amelyek a pasztörizáláshoz használt hőmérsékleten már azért nem maradnak életben, mert az nekik túl hideg. Hogy nevesítsük is a mikrobiológia legújabb túlélési rekordereit, a Sulfolobus acidocalderius például forró savas környezetből ként von ki, a Pyrodictium occultum kénből és hidrogénből kénhidrogént termel (113 oC hőmérsékleten, ahol a nagy nyomás miatt a H2O még vízállapotban van!), az Aquifer pyrophilus a tüzelőanyag-cellákhoz hasonlóan azt az energiát hasznosítja, amely oxigén és hidrogén vízzé egyesülésekor keletkezik.

A legdöbbenetesebb megfigyelési tény az, hogy a biomasszának ez az eddig ismeretlen, földalatti része akár többszöröse is lehet annak, amit korábban a tengerekben, a szárazföldeken és a levegőben ismertünk! Tehát a földi élet legősibb és egyben legfontosabb részét sikerült megtalálni ott, ahol senki sem várta - a Föld mélyében. Lehetséges, hogy ez a korábban ismeretlen primitív életforma a "normális", vagyis a mindenütt jelenlévő a Világegyetemben? Hiszen ennek megtalálására más égitesteken eddig még kísérletet sem tettünk.

Ha pedig tényleg az a helyzet, hogy az élet a Földön nem a felszínen, sekély és meleg pocsolyákban keletkezett, hanem valahol a Föld sötét mélyében, akkor teljesen át kell értékelnünk az életre vonatkozó korábbi paradigmát. Hiszen például a élet szempontjából veszélyesnek tekintett kozmikus hatások egy része érdektelenné válik a bolygó mélyén - akár a légkör kedvezőtlen átalakulásáról, akár pusztító sugárzásról, akár meteorzáporról van szó. Egyedül az a fontos az élet szempontjából, hogy kellő mennyiségű víz és némi táptalaj legyen ebben a nagy mélységben, ahová "már nem hallatszik le a világ zaja". Például egy óceán mélye, ahol folyamatos magmakiáramlás zajlik, igen kedvező és biztonságos helynek tűnik a születő élet szempontjából. Akkor viszont tényleg újra kell értékelnünk felfogásunkat az "élet öve" vonatkozásában a Naprendszerben, de más bolygórendszerekkel kapcsolatban is.

Előző fejezet - Tartalomjegyzék - Következő fejezet

SETI - Földönkívüli Intelligens Élet Kutatás
tudományos módszerekkel
Frissítve: 2000-10-12 Kiss István-Távkapcsolat Co.