Grupa naukowa pracująca pod kierunkiem specjalistów z Uniwersytetu w Bernie oraz National Centre of Competence in Research PlanetS poinformowali o wykryciu na dużą odległość kluczowych molekularnych wskaźników obecności organizmów żywych. Sygnaturę wykryto z pokładu śmigłowca, a szwajcarscy uczeni mówią, że ich technika może posłużyć do wykrywania życia w przestrzeni kosmicznej.

Większość molekuł w komórkach organizmów żywych wykazuje chiralność. Chiralną molekułą jest np. DNA. Jednak cechą organizmów żywych jest ich homochiralność, co oznacza, że wszystkie wykrywane w nich cząsteczki danego związku chemicznego mają taką samą chiralność. To charakterystyczna właściwość życia, jego biosygnatura.

Międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stali szwajcarscy specjaliści wykrył tę sygnaturę z odległości 2 kilometrów i przy prędkości 70 km/h. Główny współautor badań, Jonas Kühn z Uniwersytetu w Bernie stwierdził, że znaczącym osiągnięciem jest fakt, iż sygnaturę wykryto z platformy, która się poruszała, wibrowała, a mimo to sygnał zarejestrowano w ciągu sekund.

Kiedy światło odbija się od materii biologicznej, część fali elektromagnetycznej światłą zaczyna wędrować w kierunku zgodnym bądź przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Zjawisko to nazywa się polaryzacją kołową i jest powodowane przez homochiralność materiału biologicznego. Taki wzorzec odbicia światła nie powstaje, gdy odbije się ono od materii nieożywionej, dodaje główny autor badań, Lucas Patty.

Pomiar polaryzacji kołowej nie jest jednak prosty. Sygnał jest bardzo słaby i obejmuje zwykle mniej niż 1% odbitego światła. Dlatego też na potrzeby ostatnich badań zbudowano specjalistyczne urządzenie nazwane spektropolarymetrem. Składa się ono z kamery wyposażonej w specjalne soczewki zdolne do oddzielenia polaryzacji kołowej od reszty światła. Jednak dopiero ostatnie udoskonalenia pozwoliły na osiągnięcie obiecujących wyników. Jeszcze 4 lata temu byliśmy w stanie wykryć taki sygnał z odległości zaledwie 20 centymetrów, a żeby tego dokonać musieliśmy obserwować ten sam punkt przez kilkanaście minut, mówi Patty. Teraz, dzięki udoskonaleniu instrumentu możliwe było zarejestrowanie sygnału z odległości tysięcy metrów z pokładu śmigłowca.

Naukowcy wykazali, że za pomocą swojego instrumentu, nazwanego FlyPol, są w stanie w ciągu kilku sekund odróżnić światło odbite od łąki od światła odbitego od obszarów leśnych czy miejskich. FlyPol wykrywa biosygnaturę łąki, ale np. gdy jest skierowany na asfaltową drogę, nie widzi żadnego sygnału świadczącego o istnieniu polaryzacji kołowej. Jest nawet w stanie wykazać obecność glonów w jeziorze.

Mamy nadzieję, że następnym krokiem naszych badań będzie zawiezienie podobnego urządzenia na Międzynarodową Stację Kosmiczną i przyjrzenie się Ziemi za jego pomocą. To pozwoli nam na ocenę możliwości wykrywania biosygnatur na skalę planetarną. To będzie decydujący krok w kierunku poszukiwania życia w i poza Układem Słonecznym za pomocą polaryzacji, stwierdza profesor Brice-Olivier Demory.

Nowa technika przyda się nie tylko podczas badań przestrzeni kosmicznej. Jako, że sygnał jest bezpośrednio związany z molekularnym składem materii żywej, a zatem z jej funkcjonowaniem, technika te może również dostarczyć nam dodatkowych informacji dotyczących tego, co dzieje się na Ziemi. Można będzie za jej pomocą wykryć np. przypadki wycinania lasów czy rozprzestrzeniające się choroby roślin.

 

 

Źródło: Universitat Bern

 

0 0 votes
Article Rating