του Σταμάτη Αλαχιώτη
Υπάρχει ζωή έξω από τη Γη; Το ερώτημα βασανίζει γενιές επιστημόνων χωρίς ωστόσο να έχουν δοθεί απαντήσεις. Τώρα καταβάλλεται μια σοβαρή διεπιστημονική προσπάθεια με στόχο, αντί για θεωρίες, να βρεθούν επιτέλους αποδείξεις
Είναι κοινός επιστημολογικός τόπος η θεώρηση ότι ο θρίαμβος της μονοδιάστατης επιστημονικής εξειδίκευσης κλείνει τον κύκλο του. Η ανάλυση και η αναγωγή βρίσκουν πιο ώριμες συνθήκες διασταύρωσής τους με τη σύνθεση και την ολιστική προσέγγιση, αντίστοιχα· με αποτέλεσμα τη διεπιστημονική ανάπτυξη, αναγκαία για τη διερεύνηση πιο σύνθετων προβλημάτων. Στο πλαίσιο αυτό έχουν ήδη αναπτυχθεί διάφορα διεπιστημονικά - υβριδικά πεδία, με τελευταίο την Αστροβιολογία· πεδίο στο οποίο συναντώνται μηχανικοί με την Αστροφυσική, Βιολογία, Γενετική, Μοριακή Βιολογία, Γεωλογία, Χημεία, Μαθηματικά και άλλες επιστήμες.
Σε πιο εξειδικευμένο τόνο, νέες θεωρίες και τεχνικές στον χώρο της Γενετικής δίνουν τη δυνατότητα στους ερευνητές να μορφοποιήσουν και να διερευνήσουν πολυπρισματικά μερικά σύνθετα διεπιστημονικά ερωτήματα, όπως λ.χ.: Τι είναι η ζωή; Πού και πότε άρχισε και αναπτύχθηκε η ζωή; Πού αλλού στο Σύμπαν θα μπορούσε να βρεθεί ζωή; Τι θα σήμαινε η ανακάλυψη λ.χ. μικροβίων σε άλλους πλανήτες; Πώς μπορούν να απαντηθούν τέτοιας μεγάλης εμβέλειας ερωτήματα;
Διαθεματική προσέγγιση
Κατά τη διεπιστημονική διερεύνηση επιχειρείται η μεταφορά γνώσεων, τεχνογνωσίας, θεωριών, μοντέλων, μεθοδολογιών και άλλων σχετικών ερευνητικών εργαλείων από μια επιστήμη σε μιαν άλλη, με σκοπό τη δόμηση μιας συγκροτημένης γνώσης· σχετικής με τα σημαντικά ερωτήματα π.χ. που θέσαμε, η προσέγγιση των οποίων απαιτεί επιστημονικές συμπράξεις. Το αστροβιολογικό πεδίο προσεγγίζεται προς το παρόν πολυθεματικά, με την κάθε επιστήμη να συμβάλλει αρχικά σε διακριτό πλαίσιο· στην ολοκλήρωση της προσέγγισής τους όμως το κάθε ερώτημα αποκτά διαθεματικό μανδύα, με την επιχειρούμενη ενοποίηση των διεπιστημονικών γνώσεων να στοχεύει στη διαμόρφωση μιας ολιστικής απάντησης.
Υπό το ερευνητικό αυτό πρίσμα πυκνώνουν οι προσπάθειες κατάκτησης των ζητουμένων απαντήσεων· με πρωταγωνιστές τη NASA και λίγα άλλα σχετικά κέντρα. Διότι η εφαρμογή της επιστημονικής μεθόδου στην Αστροβιολογία απαιτεί τον συνδυασμό θεωρίας, προσομοίωσης, παρατήρησης και πειράματος. Στο πλαίσιο αυτό είναι αναγκαία η συνεργασία και αλληλεπίδραση των μηχανικών με θεωρητικούς και πειραματιστές επιστήμονες από ποικίλα πεδία. Με όλα στην υπηρεσία της ερευνητικής συστηματοποίησης των γεγονότων που συνέβησαν μεταξύ της Μεγάλης Εκρηξης (Big Bang) και της προέλευσης αλλά και εξέλιξης της ζωής.
Τα όρια της ζωής
Προσγειωμένοι λοιπόν στο ερώτημα «τι είναι η ζωή(;)», μια «γήινη» γενική απάντηση αναφέρεται στο ότι: «ζωή θεωρείται μια διεργασία που εμπεριέχει τον μεταβολισμό, την κληρονομική αναπαραγωγή και την εξέλιξη». Η απάντηση όμως αυτή σε «απογειωμένο» τόνο δεν μας δίνει τα όρια της ζωής, το πλαίσιο λ.χ. των θερμοκρασιών στο οποίο μπορεί να υπάρχει ή το ελάχιστο μέγεθος εμβίου όντος ή τη φύση της ζωής αυτής καθεαυτή· ή, αν βάλουμε παρονομαστή το DNA, τα ελάχιστα απαιτούμενα γονίδια.
Οι γήινες συνθήκες μέσα στις οποίες μπορεί να αναπτύσσεται ζωή, να υπάρχει μεταβολισμός και να εκτυλίσσονται εξελικτικά γεγονότα, ποικίλλουν από πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (<15Ψ C) ως πολύ ύψηλές (>80Ψ C), με απαραίτητη προϋπόθεση το νερό. Οι γνώσεις μας όμως για τα πρώιμα κυρίως στάδια της ζωής στη Γη είναι φτωχές. Γι' αυτό αναζητούνται στοιχεία και σε άλλους πλανήτες. Τι γίνεται λ.χ. με τον Αρη και την Ευρώπη που πιθανόν έχουν υποεπιφανειακό παγωμένο νερό; Πόσο κατάλληλα είναι έστω και κάποια υποεπιφανειακά μικροπεριβάλλοντά τους τώρα ή ήταν στο παρελθόν για να έχουν αναπτύξει ζωή;
Μια προσέγγιση τού αν υπάρχει εξωγήινη ζωή επηρεάζεται πολύ από το τι γνωρίζουμε για τη ζωή της Γης· όπως λ.χ. από τη γενετική της σύστασης με βάση το DNA ή ακόμη από βακτήρια που βρέθηκαν σε πηγές με νερό που «βράζει» ή είναι παγωμένο, ή σε άλλα αφιλόξενα περιβάλλοντα τοξικών μετάλλων. Τέτοιες παρατηρήσεις εξάπτουν την περιέργεια των επιστημόνων για τη ζωή κάπου αλλού στο ηλιακό μας σύστημα ή και στο Σύμπαν γενικότερα. Υπάρχουν μάλιστα και θεωρητικές εκτιμήσεις για τον υπολογισμό των προχωρημένων πολιτισμών στο Σύμπαν! Οπως και ότι η ζωή στη Γη προήλθε απ' έξω, από το Διάστημα, και προσαρμόστηκε στον πλανήτη μας εξελισσόμενη ως τον Homo sapiens, που αναζητεί με τη σειρά του τις βαθιές ρίζες του· είτε λ.χ. στη γήινη «λάσπη» όπου, όπως εκτιμάται, πρωτοεμφανίστηκε το πρωτοκύτταρο 3,8 δισ. χρόνια πριν, είτε στα αστέρια, άγνωστο πότε και πώς.
Διαστημικά πειράματα και γήινη εμπειρία
Το ζητούμενο όμως δεν είναι η εκτίμηση ή η υπόθεση αλλά η σχετική ανακάλυψη. Ενας στόχος που προσεγγίζεται βήμα βήμα στο πλαίσιο της Βιολογίας του Διαστήματος· πεδίο που αφορά τη μελέτη της ζωής στο περιβάλλον το οποίο δημιουργείται κατά την πτήση ενός διαστημοπλοίου με διαφοροποιημένες συνθήκες βαρύτητας και ακτινοβολιών. Υπό το πρίσμα αυτό και σε γενικό τόνο, τα πειράματα βιολογίας στο Διάστημα αφορούν την επιδίωξη παρατηρήσεων σε οργανισμούς ή κυτταροκαλλιέργειες σχετικά με βασικά βιολογικά χαρακτηριστικά τους, όπως είναι οι αλλαγές στη μορφολογία τους, στη γενετική, στη φυσιολογία, στη βιοχημεία, στη σύσταση των πρωτεϊνών και στη συμπεριφορά τους· τέτοια πειράματα πρέπει να συμπληρώνονται και με αντίστοιχο γήινο μάρτυρα, με έλεγχο λ.χ. της μικροβαρύτητας σε ανάλογο τεχνικό περιβάλλον, σε μια φυγόκεντρο π.χ.
Τα κύτταρα, ως γνωστόν, έχουν μια ευαισθησία στα μηχανικά ερεθίσματα εξαιτίας των υποκυττάριων δομών τους, με αποτέλεσμα οι μικροσωληνίσκοι τους, τα ινίδιά τους, ο κυτταροσκελετός τους γενικότερα να αλλάζει με τη βαρύτητα ή ακόμη και τις δονήσεις· αλλαγή όμως του κυτταροσκελετού μπορεί να προκαλέσει την αντίδραση του κυττάρου για να αλλάξει τη δομή του και τη λειτουργία, την έκφραση των γονιδίων του, μέσα από τα προκλητά σήματα της βαρύτητας, η οποία επηρεάζει τον μεταβολισμό, τα αναπτυξιακά πρότυπα και τις σχέσεις μεταξύ των οργανισμών.
Στο βακτήριο Escherichia coli π.χ. παρατηρήθηκε σμίκρυνση της φάσης ανάπτυξής του, εκτεταμένη αναπαραγωγή και διπλασιασμός της πυκνότητας του πληθυσμού του, σε σχέση με το γήινο πείραμα-μάρτυρα. Σχετικές παρατηρήσεις έχουν γίνει και σε άλλα πειράματα αξιοποιώντας οργανισμούς όπως το φυτό Arabidopsis thaliana, ο κύαμος σόγιας, ο ζυμομύκητας· αλλά και ο άνθρωπος, με τους κοσμοναύτες να είναι και πειραματόζωα· θέματα τα οποία θα συζητήσουμε στην επόμενη επικοινωνία μας.
Επί του παρόντος υπογραμμίζουμε ότι η συνδυασμένη διεπιστημονική γενετική και αστροβιολογική έρευνα είναι ιδιαίτερης σημασίας, τόσο για να ικανοποιηθούν ορισμένες υπαρξιακές περιέργειές μας όσο και για να κατακτήσουμε νέες γνώσεις βαθύτερης κατανόησης της ζωής και αποτελεσματικότερης αντιμετώπισης των αδυναμιών του ανθρώπου· όπως είναι οι ασθένειες ή η αντίδραση σε φάρμακα κ.ά.
Με τις προαναφερθείσες διεπιστημονικές προσεγγίσεις πλησιάζουμε ήδη τις πιθανότητες ύπαρξης εξωγήινης ζωής που σημαίνει ότι πιθανόν δεν είμαστε μόνοι· αν και απομονωμένοι με τον τρόπο ζωής μας σε έναν όμορφο πλανήτη, που αντί να τον προστατεύουμε, τον απειλούμε. Τώρα όμως ξέρουμε καλά ότι δεν υπάρχει τόσο φιλόξενο μέρος τουλάχιστον στην ηλιακή ή και γαλαξιακή γειτονιά μας όσο στον ταπεινό πλανήτη μας· το αντίθετο συμβαίνει, το άκρως αφιλόξενο στοιχείο επικρατεί εκεί έξω από την πόρτα μας. Δεν πρέπει να αποκτήσουμε λοιπόν κάποτε την απαραίτητη παιδεία και υπευθυνότητα για τον όμορφο γήινο κόσμο μας; Να προσγειωθούμε αγαπώντας τον όσο του αξίζει;
Ο κ. Σ. Ν. Αλαχιώτης είναι καθηγητής Γενετικής.
πηγή: Το ΒΗΜΑ, 11/05/2008
