Dr Zajkowski jest finalistą 21. edycji konkursu Popularyzator Nauki w kategorii Naukowiec. Konkurs jest organizowany przez serwis Nauka w Polsce, wydawany przez Fundację Polskiej Agencji Prasowej. Zwycięzców poznamy w grudniu.

Biochemik i astrobiolog z AGH jest założycielem i prezesem Polskiego Towarzystwa Astrobiologicznego (PTAstroBio). To pierwsza w Polsce tak duża organizacja poświęcona tej dziedzinie nauki. Wiedzą na temat biologii kosmicznej i pochodzenia życia naukowiec dzieli się m.in. z internautami na platformie YouTube, stronie PTAstroBio i w serwisach społecznościowych.

Obecnie na stażu w należącym do NASA Ames Research Center w Kalifornii zajmuje się zjawiskami chemicznymi kluczowymi dla powstania życia, m.in. polimeryzacją związków chemicznych, czyli łączeniem się cząstek w większe struktury.

– Pytania o początki życia plasują się w czołówce najciekawszych zagadnień naukowych. Można im poświęcić całą karierę. To właściwie fundamentalne pytania o to, jak powstaliśmy i jak życie może się rozwijać gdzie indziej we wszechświecie – uważa dr Tomasz Zajkowski.

Przypomniał, że do tej pory naukowcy nie znaleźli żadnego przekonującego dowodu, że nie jesteśmy w kosmosie sami – ani że jesteśmy.

– Zastanawianie się, czy jest życie we wszechświecie, to dobra motywacja do tego, żeby rozwijać metody jego poszukiwania. Chcemy polecieć na Marsa i dalej, żeby zobaczyć, czy jest tam ktoś podobny do nas lub do innych ziemskich organizmów. No i chcemy sprawdzić, czy w Kosmosie kryje się jakaś istota, z którą będziemy w stanie się porozumieć – powiedział w rozmowie z PAP astrobiolog.

Zaznaczył, że trudno oczekiwać podobieństw między życiem na Ziemi i tym, które kiedyś być może odkryjemy w kosmosie. – Prawa fizyki i chemii są uniwersalne, ale ewolucja to już tylko trend. Carl Sagan, amerykański astronom, astrofizyk i pisarz, stwierdził, że gdyby ewolucja rozpoczęła się od nowa, w ogóle nie przypominalibyśmy istot, którymi teraz jesteśmy – tłumaczył dr Zajkowski.

Dodał, że oczekiwanie, iż każda odkryta w kosmosie biosygnatura – cząstka lub właściwość chemiczna, która mogłaby mieć pochodzenie biologiczne – jest oznaką życia pozaziemskiego, to ślepa uliczka.

– Alfonso F. Davila, kierownik działu egzobiologii (biologii pozaziemskiej - PAP) w NASA, z którym ostatnio rozmawiałem, jest wręcz przeciwnikiem poszukiwania w kosmosie biosygnatur. Skłania się natomiast ku pracom nad kolejnymi etapami ewolucji chemicznej. W tej chwili znamy następstwo cząsteczki-aminokwasy-peptydy-łańcuchy peptydowe, ale co jest dalej? Nawet tej kolejności nie jesteśmy do końca pewni. Dlatego w poszukiwaniu początków życia konieczne są badania molekularne – wyjaśnił dr Zajkowski.

Zaznaczył, że odkrycie śladów życia na innej planecie będzie możliwe tylko wtedy, gdy naukowcy będą mogli badać próbki z kosmosu w ziemskich warunkach. – Jeśli przywieziemy na Ziemię próbki z Marsa lub Europy, księżyca Jowisza, to jest szansa, że wykryjemy w nich jakieś obiecujące cząstki. Na odległość potwierdzenie lub wykluczenie życia w kosmosie jest bardzo trudne, wręcz niemożliwe. Zresztą w astrobiologii obowiązuje niepisana zasada „It’s never aliens”, czyli zamiast przypisywać stworzenie związków chemicznych obcym, szukamy innych naturalnych mechanizmów ich powstania – zdradził biochemik.

Wspomniał, że znakomitym przykładem przełomowego odkrycia w próbkach z kosmosu są efekty prac nad okruchami skał z asteroidy Bennu, które trafiły na Ziemię we wrześniu 2023 r. Naukowcy znaleźli w nich wszystkie nukleotydy (czyli podstawowe cząstki budujące kwasy nukleinowe DNA i RNA) oraz 15 z 20 aminokwasów tworzących białka. – To daje nam wyobrażenie, jak dużo jest we wszechświecie materiału, który może zapoczątkować życie – przekonywał naukowiec.

Podkreślił, że badanie początków życia to nie tylko patrzenie w odległe zakątki kosmosu: – Kiedy NASA wysłała sondę Viking, żeby poszukiwała życia na Marsie, we wschodniej części Pacyfiku odkryto kominy hydrotermalne – szczeliny w dnie oceanu (zwykle w miejscach aktywnych wulkanicznie), przez które wyciekają gorące wody geotermalne. W ich pobliżu, w warunkach całkowitej ciemności, ogromnych ciśnień i bardzo wysokiej temperatury, znaleziono całe ekosystemy organizmów, w tym zwierząt, chociaż nikt się nie spodziewał, że może tam istnieć jakiekolwiek życie.

Dlatego zdaniem naukowców dobrym sposobem sprawdzania tego, gdzie życie mogłoby się narodzić i czy byłoby w stanie przetrwać, jest badanie ekstremofili – organizmów odpornych na ekstremalne warunki. - Okazuje się na przykład, że niektóre mikroorganizmy z ziemskich pustyń mogłyby żyć na Marsie – wyjaśnił astrobiolog.

Jak opowiadał prezes PTAstroBio, obecnie eksperci mają kilka teorii na temat tego, jak powstało życie. Twórca jednej z nich, amerykański biolog David W. Deamer, upatruje kolebki życia w naprzemiennych cyklach mokre-suche (wet-dry cycles), jakie występują w terenach pływowych. – Deamer dowodzi, że w czasie wysuszania na przykład kałuż następuje kondensacja cząstek i w wyniku polimeryzacji tworzą się nowe, większe kompleksy związków chemicznych. A ten proces mógł zapoczątkować życie – zaznaczył rozmówca PAP.

Druga teoria wiąże się z kominami hydrotermalymi – takimi jak te pacyficzne. – Ciągły przepływ wodoru wydzielanego ze skał zapewnia nieograniczoną ilość energii. Żyjące tam organizmy wykształciły molekuły, które wyglądają trochę jak młyn wodny, a napędza je właśnie wodór. W ten sposób te istoty zyskują energię niezwiązaną ze światłem słonecznym ani zjadaniem innych organizmów – opisał naukowiec.

Dodał: – Jest jeszcze trzecia, najnowsza teoria. Okazuje się, że na powierzchni aerozoli może dochodzić do tworzenia „życiodajnych” wiązań peptydowych, czyli tych, które prowadzą do powstania białek. Takich aerozoli jest na Ziemi bardzo dużo, tworzą się na przykład przy brzegu morza, gdy fala rozbija się o skały. Na kropelkach takiej mgiełki mogło więc powstać życie.

Dr Zajkowski zaznaczył, że astrobiologia nie jest abstrakcyjną, oderwaną od codzienności dziedziną. – Weźmy chociażby testy na koronawirusa. Żeby dowiedzieć się, czy ktoś jest chory na COVID, sprawdzamy u niego obecność RNA wirusa za pomocą testów PCR. To skrót od reakcji łańcuchowej polimerazy (ang. polymerase chain reaction). Przeprowadza ją enzym, który znaleziono w gorących źródłach w amerykańskim parku narodowym Yellowstone. Odkryli go astrobiolodzy, którzy badali tam odporne na wysokie temperatury mikroorganizmy ekstremofilne, bakterie Thermus aquaticus – opowiadał naukowiec.

Zdradził, że marzyłoby mu się, by ludzkość stała się na tyle świadoma i zorganizowana, żeby mogła planować odległe misje kosmiczne wykraczające poza jedno pokolenie. – Ucieszyłby mnie nawet niewielki krok w tym kierunku: gdybyśmy przywieźli na Ziemię próbki pobrane przez łazik Perseverance na Marsie. Analiza składu tych próbek dałaby wreszcie satysfakcjonujące odpowiedzi na wiele z pytań dotyczących naszego pochodzenia. Jeżeli udałoby się tego dokonać za mojego życia, byłbym szczęśliwy – podsumował dr Tomasz Zajkowski.

Nauka w Polsce, Anna Bugajska

abu/ bar/