Astrobiologia,egzobiologia,kosmobiologia[1],ksenobiologia – działbiologii badający spekulowaneżycie pozaziemskie: jego rozpowszechnienie, pochodzenie,ewolucję i przyszłość[2][3].
Przedmiotu astrobiologii dotychczas nie wykryto, przez co skupia się ona na zwiększaniu szans takiej obserwacji. Bada możliwości przetrwania żywychorganizmów w ekstremalnych warunkach, weryfikuje hipotezy dotyczącepowstania życia na Ziemi, poszukuje miejsc, w których mogłoby rozwijać się życie wUkładzie Słonecznym i poza nim oraz rozwija techniki pozwalające wykryć życie za pomocą obserwacjiastronomicznych[4].
Chloroplasty w komórkach roślinnych. Astrobiologia stara się odpowiedzieć na pytanie, czy życie może być oparte na innych strukturach niż ziemskie[5].
Słowoastrobiologia pochodzi odstgr.ἄστρον,astron, „gwiezdny”;stgr.βίος,bios, „życie”; istgr.-λογία,-logia, „badania”. Inne nazwy astrobiologii powstają z użycia innych pierwszych członów.Egzobiologia odstgr.Έξω, „zewnętrzny”,kosmobiologia od „kosmos”,ksenobiologia odstgr.ξένος „obcy”.
Przed epoką lotów kosmicznych, szanse znalezienia życia poza Ziemią były szacowane bardzo wysoko. Astronomowie próbowali wykryć życie na innych planetach co najmniej od XIX wieku.Giovanni Schiaparelli w 1877 roku ogłosił odkryciekanałów na Marsie, które miałyby świadczyć o istnieniu tam cywilizacji (ostatecznie okazały się złudzeniem). Wraz z początkiem ery kosmicznej stało się możliwe poszukiwanie śladów życia bezpośrednio na innych planetach. Sondy kosmiczne wysyłane w drugiej połowie XX wieku naMarsa iWenus miały za zadanie poszukiwanie śladów życia na tych planetach[6]. Wszystkie te misje nie wykryły jednak obecności żywych organizmów. Jednocześnie ujawniły, że warunki panujące na innych planetach Układu Słonecznego nie sprzyjają przetrwaniu ziemskich organizmów. Zmniejszyło to znacznie oczekiwania odkrycia istnienia życia ziemskich organizmów poza Ziemią.Pod koniec XX wieku, odkrycie różnorodnychekstremofili, mogących przetrwać w takich warunkach, spowodowało rewizję tych wniosków. Jednocześnie odkrycie dowodów istnienia wody na powierzchni Marsa wywołało nadzieję, że mogłoby tam rozwinąć się życie podobne do ziemskiego[7]. Po odkryciu w XXI wieku tysięcyplanet pozasłonecznych zwiększyło się zainteresowanie poszukiwaniem życia na tychże planetach[8]. Życie poza Ziemią, gdzie są inne warunkibiotyczne, może różnić się istotnie od życia na Ziemi i zasiedlać biotopy niedostępne dla organizmów ziemskich[9].
Poszukując śladów życia poza Układem Słonecznym, astrobiologia skupia się głównie na poszukiwaniu planet pozasłonecznych, opierając się na hipotezie, że największe szanse znalezienia życia są na planetach podobnych do Ziemi. Takich planet poszukuje od 2009 rokuKosmiczny Teleskop Keplera. W przeszłości planowane były kolejne programy kosmiczne poświęcone temu celowi:Terrestrial Planet Finder orazDarwin. Obie zostały anulowane w 2007 roku[10][11].
Po wykryciu planety podobnej do Ziemi, kolejnym krokiem będzie bezpośrednia obserwacja światła odbitego od planety i analiza jegowidma. Umożliwi to określenie składu chemicznego jej atmosfery i powierzchni, co da wskazówki na temat możliwości istnienia tam życia. Działający w NASA zespółVirtual Planet Laboratory opracowuje komputerowe modele potencjalnych planet, aby przewidzieć, jakiego widma mogą oczekiwać przyszłe kosmiczne teleskopy[12]. Jeśli obserwowane widmo planety będzie ulegać sezonowym zmianom, może to być cenną wskazówką dotyczącą istnienia na niej organizmów żywych.
Kominy hydrotermalne są przykładem środowiska, w którym rozwijają sięekstremofile na Ziemi. Analogiczne formacje na innych planetach mogą zapewniać podobne warunki dla potencjalnie żyjących tam organizmów.
Do lat 70. XX wieku, wbiologii przeważała opinia, żeżycie na Ziemi jest całkowicie zależne od energii pochodzącej zeSłońca.Rośliny wykorzystują tę energię w procesiefotosyntezycukrów, azwierzęta wykorzystują te cukry, zjadając rośliny. Podejrzewano, że nawet zwierzęta żyjące na dnie oceanów, gdzie nie dociera światło Słońca, muszą żywić się szczątkami organizmów pochodzących z tegołańcucha pokarmowego. Jednak w 1977 roku, naukowcy odkryli kolonięwieloszczetów,małży iskorupiaków żyjących w otoczeniukomina hydrotermalnego naGalapagos, całkowicie niezależną od światła słonecznego. Podstawą jej łańcuchów pokarmowych, zamiast roślin, byłybakterie odżywiające się za pomocąchemosyntezy. Pokazało to, że życie może rozwijać się bez obecności światła, jeśli jest dostępnawoda i przepływ energii.
Jednym z zagadnień astrobiologii jest poszukiwanie związków chemicznych, które zdradzają istnienie życia. Zależą one od tego, na jakich związkach chemicznych jest to życie oparte. Całe życie istniejące na Ziemi oparte jest na związkachwęgla i jest on uważany za najprawdopodobniejszą podstawę dla życia[16]. Wśród znanych pierwiastków chemicznych, tylko węgiel ikrzem mogą stanowić trzon wystarczająco długich cząsteczek, aby przenosić informację biologiczną. Węgiel jest czwartym najpowszechniej występującym pierwiastkiem we Wszechświecie (powodorze,helu itlenie) i występuje około dziesięciokrotnie częściej, niż krzem[17]. Węgiel wchodzi też w reakcje chemiczne łatwiej niż krzem, umożliwiając różnorodność reakcji wykorzystywanych w metabolizmie. Znane organizmy żywe wykorzystują miliony różnych związków, w których węgiel łączy się z wodorem, tlenem,azotem,fosforem isiarką, dodatkowo wbudowując w cząsteczki atomy metali, takich jakżelazo,magnez icynk. Związki krzemu są mniej uniwersalne[16][18].
Choć pozaziemskie życie może być zbudowane z innych cząsteczek, niż występujące na Ziemi, sama obecność odpowiednich pierwiastków chemicznych może zdradzać jego obecność[19].
W przypadku Marsa i Europy podstawą do ich rozważania jest występowanie tam wody w stanie ciekłym. Na Marsie odkryto czapy lodowe oraz koryta rzek, sugerujące, że woda mogła tam, przynajmniej okresowo, płynąć po powierzchni[27][28] i ewentualnie pod powierzchnią, w okolicachźródeł termalnych[29]. Na Europie (i Enceladusie[30]) występuje prawdopodobnie głęboki ocean pod zewnętrzną warstwą lodu[31][21][22]. Ta woda może być utrzymywana w stanie ciekłym dzięki podwodnym wulkanom, które mogłyby też być źródłem energii potrzebnej do życia organizmom podobnym do znajdowanych wokół ziemskich kominów hydrotermalnych.
Tytan jest ciałem niebieskim szczególnie przypominającym Ziemię[32]. Jest jedynym poza naszą planetą, na którego powierzchni odkrytojeziora – choć zamiast wody zawierają oneetan imetan[33]. Pod stanowiącą jego powierzchnię skorupą lodu, może znajdować się ocean, zwierający prócz wody takżeamoniak[34].
W 2012 na Marsie wylądował pojazdCuriosity, który za pomocą różnorodnych instrumentów badawczych szuka śladów przeszłego lub obecnego życia. Podobne zadanie ma wystrzelona w 2016 sondaExoMars, zbudowana przezEuropejską Agencję Kosmiczną.
↑abAmir Alexander,We make it happen! Who will survive? Ten hardy organisms selected for the LIFE project, The Planetary Report XXIX, numer 2, marzec/kwiecień 2009
