Hallå, där ute?

Text: Waldemar Ingdahl

Foto: Nasa

Den obemannade farkosten Curiosity gjorde en dramatisk landning den 6 ­augusti i Galekratern på planeten Mars. Att vetenskapsnyheter får bred uppmärksamhet är en ovanlighet, men glädjescenerna från Nasas kontrollrum vid landningen slog igenom i nyhetsflödet mitt under OS i London. Den tekniska bravaden att sätta en farkost på en främmande planet förstärktes av det fantasieggande uppdraget: att bedöma om förhållandena på Mars någonsin har varit de rätta för att ge och upprätthålla liv.

Det är också uppdraget för en ny vetenskaplig disciplin: astrobiologin, som kombinerar geologi, biologi, kemi, astronomi och fysik för att undersöka om det finns liv i rymden.

Curiosity ska under två år studera Mars klimat och geologi och undersöka vilken roll vatten spelat på planeten. För det finns vatten på Mars, som is vid polerna och i permafrost på marken. Observationer 2011 visade vad som kan vara spår efter rinnande vatten i raviner under vissa årstider, innan det avdunstar. Forskarna debatterar om det kan ha funnits hav på Mars, eller om flytande vatten skulle kunna finnas kvar under markytan. Skulle det då kunna finnas liv i de grottor som upptäckts?

Frågan om det finns liv i universum har alltid varit en de mest fascinerande frågorna som människan ställts inför. Varifrån kommer vi? Vart är vi på väg? Finns det andra som är som vi? Hur har livet uppstått? Vad kommer vårt sökande att ge oss på vägen?

I veckan som kommer samlas 190 forskare från hela världen för den tolfte europeiska astrobiologiska konferensen på Stockholms universitets centrum för fysik, astronomi och bioteknik, Alba Nova. Konferensen anordnas av European Astrobiology Network Association – EANA.

Tidigare var frågan om liv i universum filosofi och spekulationer. De senaste 10–15 åren har frågan blivit utrymme för praktisk forskning genom uppseendeväckande nya rön om planeter, universum och även livet här på jorden. Astrobiologin är en mång­vetenskap, där forskningen bedrivs av experter på respektive område som samlar och sammanför kunskapen.

Det finns inte riktigt någon bra definition på vad liv är. Liv brukar särskiljas från död materia som något som omsätter kemiska ämnen, energi och kan fortplanta sig. Enligt den definitionen har vi hittills bara sett liv på jorden, men synen på var liv skulle kunna hittas har breddats mycket de senaste 30–40 åren.

Ett avgörande framsteg har varit att man kunnat hitta organismer som lever under jordens mest extrema förhållanden, där man tidigare inte trodde att det skulle kunna finns.

Extremofiler, som dessa livsformer kallas, finns på flera håll i världen. Ofta är extremofiler encelliga organismer, men det finns också de som kan vara synliga för blotta ögat. Björndjuren från Ölands alvar kan vara mycket tåliga, vilket visades i några experiment på rymdstationen ISS, där småkrypen utsattes för kosmisk strålning, vakuum och ultraviolett ljus.

Extremofiler har exempelvis hittats i de djupaste haven, där räkor och musslor lever under ett enormt tryck med hjälp av värme och näring från undervattens­vulkaner. Det finns också bakterier som lever i saltsjön Mono Lake i Kalifornien, vars vatten har en mycket hög halt av ­naturlig arsenik. Eller i den djupaste berggrunden där det inte finns något solljus, och bakterierna kan leva på kemisk energi. Liv kan också överleva temperaturer på 100 grader Celsius.

På det underjordiska Äspö-laboratoriet utanför Oskarshamns kärnkraftverk undersöker man livet i det vatten som sipprar ut ur berggrunden. En del av dessa mikroorganismer härrör från den tid då Östersjön var ett salt innanhav, Littorinahavet, för 8 000 år sedan.

Tre kilometer under isen på Antarktis finns en underjordisk sjö, Vostoksjön, som är lika stor som Vänern. Vattnet i sjön fryser inte på grund av det höga trycket från isen ovanför. Sjön, som sannolikt varit isolerad på det här viset under 20 miljoner år, har en extremt hög koncentration av syre men mikrober har ändå hittats i vattnet. Det intressanta här är att om liv utvecklats i den isolerade miljön, så har det utvecklats oberoende av livet på resten av planeten. I februari lyckades ryska forskare borra sig igenom isen för att kunna undersöka sjön noggrannare. Deras resultat väntas i slutet av året.

Om extremofiler klarar sig under sådana förhållanden, borde det också vara möjligt för liv på andra planeter under förhållanden som verkar direkt ogästvänliga ur människans perspektiv.

Nästa steg blir alltså att undersöka om det kan finnas liv på andra platser i vårt solsystem. I den beboeliga zonen, där det vare sig är för nära eller för långt ifrån ­solen, finns jorden och Mars. Planeten ­Venus hade kunnat komma ifråga om inte en stark växthuseffekt kokat bort möjligheterna till liv.

Återstår gör Mars. Axel Brandenburg, professor i astrofysik vid Stockholms universitet och arrangör för EANA:s konferens, påpekar att det är för tidigt att dra några slutsatser från Curiosity, men att man kan hitta viktiga biologiska molekyler i permafrosten. På planetens yta går det inte att hitta dem, för ytan är oxiderad. Livet på Mars kan också ha gått under när planetens klimat förändrades och det flytande vattnet försvann.

Också här på jorden hade livet kunnat dö ut vid flera tillfällen under historiens gång. Till exempel, vid skiftet mellan tidsperioderna perm och trias, för 252,3 miljoner år sedan, dog nästan allt liv ut av vad som troligen var en kraftig men naturlig växthuseffekt.

Extremofilerna visar även att någon av gas­jättarna Jupiters eller Saturnus många månar behöver undersökas för liv. Jupiters måne Europa verkar täckas av ett relativt nyligen fryst istäcke som skulle kunna rymma ett hav, som hålls flytande av tidvatteneffekter från Jupiters gravitation och har samma tryck som Vostoksjön. Liv skulle kunna ha uppstått på botten av detta hav och levt vidare i värmen från vulkaner på liknande sätt som i Vostoksjön. Under sommaren bekräftade den internationella rymdsonden Cassini att det finns sjöar av metan på Saturnus måne Titan. Sjöarna skulle kunna rymma liv, men det skulle inte likna något på vår planet, utan vara anpassat för att leva i metan.

Det finns uppskattningsvis uppåt 250 miljarder biljoner stjärnor i universum. År 1988 upptäcktes den första exoplaneten, en planet utanför vårt solsystem, och ­sedan dess har mer än 700 exoplaneter hittats. Det sker genom att radioteleskop söker efter gravitationsstörningar i stjärnors rotation som visar om de har en exoplanet i omloppsbana.

De första exoplaneterna som hittades var gasjättar men 2007 hittades en jordlik planet i bana runt den röda dvärgstjärnan Gliese 581, som ligger 20,5 ljusår från jorden. Det är en öppen fråga om den här exoplaneten rymmer liv, men den ligger i alla fall på rätt avstånd från sin stjärna för att kunna ha vatten i vätskeform.

Fysikern Enrico Fermi ställde frågan »var är de?«, vilket är grunden för den så kallade Fermis paradox. Givet att det finns dels så många jordliknande exoplaneter, dels så många olika sätt som liv kan uppstå på borde vi redan ha träffat på intelligent liv. Här blir gränsen mellan vetenskap och spekulation tunn. Kanske har allt intelligent liv redan utplånat sig själv, som fysikern Stephen Hawking gissar. Eller så har de redan försökt kontakta oss utan att lyckas. Avstånden i universum kan göra det svårt att kommunicera över de många ljusår som skiljer oss åt.

– Vi är inte längre isolerade i en kosmisk ocean, men man måste söka i alla riktningar, säger Dainis Dravins, professor i astronomi vid Pufendorfinstitutet på Lunds universitet.

Han säger att det är jämförelsevis enkelt att hitta en nål i en höstack. Därför har astrobiologin tagit in humanioran för frågor om kommunikation och etik. Vid Pufendorfinstitutet har man forskat kring ­frågor som »Vilka svar vi än får, är de avgörande. Tänk om vi är ensamma? Har vi då ett ansvar för universum? Vilka arter och ekosystem borde skyddas, även om de är främmande?«.

Kunskapen om de olika sätt som liv kan uppstå på ger även förståelse om hur nya biologiska funktioner som inte finns naturligt kan utformas och konstrueras. Astrobiologi­ är alltså en forskning som ställer fler nya frågor än ger oss slutgiltiga svar. De frågor den väcker på vägen ger oss svar på andra frågor vi hade sedan tidigare.

Fakta | Olika extremofiler

Extremofiler. behöver olika udda omgivningar för att överleva.

Anaerob. Klarar sig utan syre, vissa dör av syre.

Kryptoendolit. Lever i mikroskopiska rum i berg.

Halofil. Behöver extremt hög salthalt i omgivningen.

Hypertermofil. Höga temperaturer, mellan 80–122 grader.

Hypolit. Lever under klippor i kall öken.

Metallotolerant. Lever i tunga, upplösta metaller som koppar, arsenik eller zink.

Osmofil. Behöver extremt hög sockerhalt.

Piezofil. Lever vid högt tryck, som långt ner i underjorden eller havsdjup.

Psykrofil. Lever i kalla temperaturer, under minus 15 grader.

Radioresistant. Klarar strålning, som ultraviolett ljus eller radioaktiv strålning.

Termofil. Trivs i temperaturer kring minus 45–122 grader.

Xerofil. Lever i extrem torka.
Källa: Wikipedia (engelska)