V1: Prof. Benning, ste biogeokemičarka, kar že samo po sebi implicira zelo interdisciplinarno področje, poleg tega pa se vaše delo lahko uporabi za izpopolnitev molekularnih metod zaznave morebitnega zunajzemeljskega življenja. Kakšna je karierna pot znanstvenice vašega kova?
Znanstveno kariero sem začela kot anorganski geokemik in se ukvarjala z reakcijami na prehodih med minerali in tekočinami. Sčasoma sem spoznala, da je na svet nemogoče gledati samo skozi oči anorganske kemije in da je potrebno upoštevati še učinke življenja na geološke procese. V mojem svetu pogosto ni lahko kvantificirati in razločiti bioloških ter organskih procesov, če ne uporabimo zelo natančnih molekularnih metod, zato sem začela s projekti, ki so proučevali mikroorganizme ter organske molekule in njihove vplive na minerale. Prvotni nameni teh raziskav so bili povsem »zemeljske narave«, saj je o vplivih življenja na geologijo še mnogo nejasnosti. Razume se, da ima to področje tudi neposredne implikacije za načine iskanja življenja na drugih planetih in predvsem na metode, s katerimi iščemo to morebitno življenje. Sama zelo nerada uporabljam besedno zvezo »tuje življenje« (»alien life«, op.a.), saj bi lahko podobno oznako namenili marsikaterim organizmom na Zemlji, ki živijo v izredno »tujih« okoljih: pri ekstremih temperatur, slanosti, pH … Ta bitja raje označim za »ekstremofile«.
V2: Kaj točno je biogeokemija?
Je multidisciplinarno področje, ki deluje na spoju med anorganskimi in biološkimi/organskimi procesi s ciljem bolje razumeti, kaj žene formacijo mineralov v odsotnosti ali prisotnosti življenja.
V3: Vaš novi znanstveni članek [1], katerega soavtorica je tudi dr. Jennifer Eigenbrode, predstavlja metodo čiščenja, ki je učinkovita pri odstranjevanju mikrobov, mikrobnih spor ter tudi organskih molekul z različnih površin, in to pod prag zaznave. Zakaj je tako pomembno, da upoštevamo take stroge kriterije čistosti v vašem delu?
Če naj pri iskanju življenja na drugih planetih upamo na zanesljive rezultate, potem se moramo prepričati, da izmerjene vrednosti ne bodo predstavljale življenje na tem planetu, ki smo ga od tu zanesli nehote z našimi roverji in sondami. Začeti moramo torej iz čistega biološkega in organskega ozadja. Naša metoda čiščenja doseže najpopolnejšo odstranitev teh motečih signatur iz naprav za vzorčenje, svedrov, analiznih površin itd., ki bodo vgrajene v roverjih in sondah na morebitnih potovanjih na Mars ali Jupitrovo luno Evropo. Prihodnja Nasina misija MSL in tudi Esina misija ExoMars bosta obe imeli cilj iskanje »ogljika« na planetu Mars. V tej luči je absolutno nujno, da poskrbimo za čistočo.
V4: Prosim, opišite vašo metodo čiščenja in povejte, v čem se razlikuje od podobnih preteklih.
To je dokaj težavno narediti v le nekaj stavkih, a v bistvu smo razvili kemični in fizikalni postopek, ki v sedmih korakih odstrani vse znake življenja iz določene površine. Metoda je sestavljena iz zaporednega čiščenja z različnimi kemikalijami (alkoholi, glutaraldehid, vodikov peroksid, natrijev klorat(I) itd), ki v pravilnem zaporedju in koncentraciji dosežejo želeni učinek. Od prejšnjih metod se razlikuje, ker A) ne uporablja vročine za sterilizacijo (le-te današnja elektronika nima zelo rada), B) uspe odstraniti organske ostanke mrtvih mikrobov, ki jih druge metode pustijo, C) metoda ne poškoduje občutljivih materialov (ima relativno nizek korozivni potencial).
V5: Bili ste članica odprave z imenom AMASE (Arctic Mars Analog Svalbard Expedition), ki je testirala vašo metodo čiščenja na enem izmed JPL-ovih (Jet Propulsion Laboratory) roverjev v norveški Arktiki. To okolje naj bi bilo analogno Marsu. Zakaj?
Svalbard v norveški Arktiki je dober Marsov analog, ker ima Marsu podobno geologijo. Je tudi edino mesto, kjer smo na Zemlji našli karbonatne kroglice kot tiste iz znanega marsovskega meteorita ALH84001. To okolje je hladno, suho (kot Mars danes) in ima ekstremne pogoje, ki so najprimerni za testiranje Nasine in Esine opreme. Takšen pristop k testiranje opreme »na terenu« se je izkazal za izredno uspešnega. V naši ekspediciji pa nismo samo mi, »čudaški« znanstveniki, ampak se pri delu povezujemo tudi z inženirji, umetniki, novinarji in na ta način ugotavljamo, kakšni so najboljši pristopi k različnim problemom.
V6: Je neposredna aplikacija vašega dela samo kot predhodno čiščenje opreme, ki jo bomo poslali v vesolje, ali je mogoče te izsledke uporabiti tudi za samodejno čiščenje na zunajzemeljskih lokacijah? Na primer: obstajajo informirane špekulacije, da je pod debelim ledom Jupitrove lune Evrope ogromen ocean tekoče vode. Hipotetična prihodnja sonda bi morda lahko prevrtala skozi ledeni pokrov in raziskala ocean pod njim, a za kaj takega bi morali absolutno preprečiti okužbo tega oceana z zemeljskimi mikrobi in tudi mikrobi, ki morebiti živijo na površju Evrope. Za ta namen bi se sonda pred vstopom v morje morala samodejno okopati v sterelizirajoči kopeli. Je vaše delo morda prvi korak do takšnega postopka?
Da, ampak kot sem poudarila že zgoraj, ne gre samo za sterilizacijo, ampak še pomembneje za odstranjevanje vseh organskih molekul. Naš glaven cilj z objavljenim člankom je bil predvsem razviti metodo, ki se uporabi pred vzletom. Lahko si zamislimo prihodnost, ko bo to moč doseči tudi na cilju, a naj poudarim, da bi bilo veliko enostavneje čiščenje opraviti že na Zemlji, ker bi bilo kakršno koli oddaljeno samodejno čiščenje izredno zapletena zadeva. Če se lahko že na Zemlji dobro očistimo, in to z obstoječimi metodami tudi preverimo, bodo možnosti za okužbo drugih nebesnih teles najmanjše.
V7: Evropska vesoljska agencija ESA leta 2016 načrtuje izstrelitev roverja ExoMars. Ena izmed njegovih nalog bo proučevanje marsovske geokemije in tudi iskanje morebitnega preteklega ali celo sedanjega življenja na rdečem planetu. Obstajajo morda kakšni načrti za uporabo vašega oz. podobnega protokola pri čiščenju tega roverja?
Da! Trenutno sem v pogovorih z različnimi inženirji ExoMarsa, ki so odgovorni za gradnjo vozila in tudi za zagotavljanje potrebne čistoče. Do sedaj še nismo uporabili te metode v dejanskih sistemih ExoMarsa, a je to v načrtu za letošnjo in naslednjo odpravo AMASE.
Prof. Benning, v imenu bralcev MMC se zahvaljujem za vaš čas in podrobne razlage.
Hvala za vaše zanimanje.
Viri:
[1] Jennifer Eigenbrode, Liane G. Benning, et.al. A Field-Based Cleaning Protocol for Sampling Devices Used in Life-Detection Studies. ASTROBIOLOGY, Volume 9, Number 5, 2009
[2] Astrobiology Magazine
[3] Evropska Vesoljska Agencija – ESA, ww.esa.int
Op.a.: Ta intervju za MMC je bil opravljen v angleščini, v slovenščino je prevedel avtor.
Jurij Dreo