Was sind angesichts der Einzigartigkeit von Proteinen die stichhaltigen Argumente für eine Vorwärtskontamination?

Was ist die wissenschaftliche Grundlage für die Hypothese, dass die bemannte Weltraumforschung versehentlich Leben auf der Erde zum Beispiel zum Mars verbreiten und eine Kontamination verursachen könnte, die nicht von einheimischem Marsleben zu unterscheiden ist?

Das Argument, das ich kenne, lautet, dass wir, wenn wir später Leben auf dem Mars entdecken, nicht wissen würden, ob es sich um unsere eigene Kontamination handelt oder ob es sich um einheimisches Marsleben handelt, das zufällig nicht vom Leben auf der Erde zu unterscheiden ist. Aber das ist offensichtlich kein stichhaltiges Argument! Proteine ​​sind Ketten aus Hunderten bis Zehntausenden von 20 verschiedenen Aminosäuren. Für jede Proteinlänge gibt es zwischen 20^100 und 20^30000 mögliche Varianten. Wir wissen also mit Sicherheit, dass zwei ähnliche Proteine ​​nirgendwo im sichtbaren Universum unabhängig voneinander vorkommen.

Beachten Sie, dass "konvergente Evolution" hier nicht einmal als potenzieller Trend zur Uniformität ins Spiel kommt, da Variation und Selektion nur bei tatsächlich existierenden Proteinen funktionieren, nicht bei einem der möglichen, aber nie existierenden Proteine. Das einheimische Marsleben wird sehr, sehr leicht vom Leben auf der Erde zu unterscheiden sein.

Gibt es noch andere Argumente?

Kommentieren, weil ich das Tag nicht bearbeiten kann: Der Begriff Planetenverteidigung bezieht sich auf den Schutz der Erde vor Asteroideneinschlägen. In diesem Beitrag geht es um den Planetenschutz.
@Chris Ich habe es jetzt entfernt. Ich dachte, es beinhaltete auch den Schutz vor biologischer Kontamination, Sonnenaktivität und anderen weniger bekannten kosmischen Ereignissen.

Antworten (3)

Wenn das Leben auf der Erde und auf dem Mars einen gemeinsamen Ursprung hat (z. B. ein mikrobieller Tramper auf Einschlagsschutt ), könnte eine Kontamination diese Tatsache verschleiern.

Aber die größte Frage in der heutigen Astrobiologie ist die unabhängige Herkunft. Und eine unabhängige Evolution würde unterschiedliche Proteine ​​hervorbringen, insbesondere in so unterschiedlichen Umgebungen und mit einer so verrückten Einflussauswahl als Ursprung. Wir würden eindeutig wissen, ob es sich um eine Kontamination durch die Erde im 21. Jahrhundert oder vor 0,1 Milliarden Jahren handelt. (Und natürlich immer noch wissen, dass es denselben Ursprung hat wie das Leben auf der Erde)
Wenn wir über reichlich lebende Organismen sprechen, sicher, aber wenn wir nur DNA-Fragmente in Fossilien haben, haben wir möglicherweise keine vollständigen langen Proteine, mit denen wir arbeiten können.
Das müssten dann sehr kurze DNA-Fragmente sein. Bei vier Basenpaaren beträgt die Wahrscheinlichkeit 4^Länge und die Länge das 3-fache der Proteinlänge in Bezug auf Aminosäuren. Und unter Verwendung der gleichen Basenpaare und alle mit der gleichen Chiralität. Wenn wir nur DNA finden, die kürzer als 10 Basenpaare ist (4 ^ 10 ist bereits einer von einer Million, für einen einzigen solchen Fund), gibt es sowieso keinen Grund, dies als etwas anderes als eine kürzlich erfolgte Kontamination zu interpretieren. Es ist wahrscheinlicher, abiotisch aufgetreten zu sein, als jemals Teil eines evolutionären Prozesses mit zufälligen Mutationen gewesen zu sein.
Denken Sie daran, dass es einen kleinen Geburtstagseffekt gibt, also vergleichen Sie vielleicht nur 10 Basenpaare, aber Sie werden das mit einer ganzen Menge mehr von der Erde vergleichen. Der alte Affe, der auf eine Schreibmaschine hämmert, kommt mir in den Sinn.
Habe ich auch Recht, dass Basenpaare nicht gleichmäßig verteilt sind? IANABiologe, aber IIRC, Triaden von Basenpaaren spezifizieren Aminos, wobei 64 BP-Triaden auf 20 Aminos plus ein paar "Stop-Codes" abgebildet werden, und einige sind viel häufiger als andere - also tut es die direkte 4^x-Mathematik nicht unbedingt halten?

Sie haben Recht, dass unsere derzeitige Technologie (z. B. Polymerase-Kettenreaktion) es uns ermöglicht, Lebensformen auf der Erde leicht zu unterscheiden und zu unterscheiden, und dass wir von der Erde stammende Lebensformen auf dem Mars leicht identifizieren könnten, falls sie überleben sollten. Auch wenn das Leben auf der Erde und auf dem Mars letztlich einen gemeinsamen Ursprung haben, könnten wir sie dennoch voneinander unterscheiden, so wie wir Archaeen von Bakterien auf der Erde unterscheiden.

Eine weitere mögliche Auswirkung der Einführung von Leben auf der Erde wäre jedoch die Übernahme eines Ökosystems und das Aussterben des Lebens auf dem Mars, bevor wir die Möglichkeit hätten, es zu entdecken und zu analysieren. Ich halte dieses Szenario für eher unwahrscheinlich, da die vermeintlichen Mars-Organismen die Geschichte des Planeten hatten, sich zu ihrer Umgebung zu entwickeln. Trotzdem ist unwahrscheinlich nicht null.

Wenn es schließlich gelingt, das Leben auf der Erde und auf dem Mars zu koexistieren und sie keinen gemeinsamen Ursprung haben, könnten wir das Leben auf der Erde tatsächlich erkennen, aber seine Anwesenheit würde unsere Fähigkeit beeinträchtigen, das Leben auf dem Mars in derselben Probe zu untersuchen, indem viel Rauschen hinzugefügt wird oben auf dem Signal. Es wäre nicht unmöglich, nur viel schwieriger. (Vielleicht könnten wir ein Erdizid entwickeln, das das Leben auf der Erde tötet, aber nicht das Leben auf dem Mars. Wenn wir das jedoch tun, sollten wir mit diesem Zeug vorsichtig sein.)

Es tut mir leid, dass ich es versäumt habe, meinen Standpunkt darzulegen. Deshalb gehen alle Versuche einer Antwort am Ziel vorbei. „Wir könnten sie immer noch voneinander unterscheiden, so wie wir Archaeen von Bakterien auf der Erde unterscheiden.“ Nein. Viren sind Prä-Archaen, wenn überhaupt, und die Hälfte Ihrer DNA ist identisch mit Virus-DNA, weil Viren sie seit Milliarden von Jahren in Sie injiziert haben. Alles Leben auf der Erde ist sehr eng dieselbe Familie. Jede Zelle, ohne eine einzige Ausnahme. Und nicht einmal ein einziges unserer 20.000 verschiedenen Proteinmoleküle kann jemals irgendwo anders als hier seit unserem gemeinsamen lebendigen Ursprung existiert haben.
Und in diesem Kommentar sind Sie wieder gescheitert. Daraus konnte ich weder Kopf noch Zahl machen.
Nun, lassen Sie uns bitte aus einer Sammlung von etwa 20^10000 möglichen Proteinen eine Auswahl von 10^6 treffen. Ich wette gegen Sie, dass Sie und ich jemanden auswählen, der nicht offensichtlich ununterscheidbar ist. Ich könnte es Sie und jeden immer tun lassen, und ich werde immer dagegen wetten, dass Sie jemals etwas Ähnliches wie meine eigene zufällige Auswahl finden.
Zu viele Negative. Gegen ... nicht ... nicht zu unterscheiden? Ich konnte es immer noch nicht herausfinden, noch die Relevanz für die Frage. Ist Ihr Punkt, dass verschiedene Proteine ​​​​verschieden sind?
Ja, das ist mein Punkt! Alle außerirdischen Proteine ​​unterscheiden sich stark von allen Proteinen auf der Erde. Die ungefähr eine Million Proteine ​​auf der Erde sind nur kleine Variationen derselben zufälligen Originalsammlung. Es ist wahrscheinlich unmöglich, dass das Universum jemals wieder ein Protein hervorbringt, das irgendeinem Protein ähnlich ist, das jemals auf der Erde existiert hat. Und kein Prozess kann zwei unabhängige Ansammlungen von Proteinen konvergieren. Die Kombinatorik erlaubt es nicht, und die Evolution arbeitet nur an Proteinen, die tatsächlich existieren, nicht an irgendwelchen potentiellen Proteinen, die niemals existieren.
Wenn es marsianisches Leben gibt, kann es in dem von Ihnen gemeinten Sinne "außerirdisch" sein oder auch nicht. Das Leben auf dem Mars kann ein Ableger des Lebens auf der Erde sein oder umgekehrt.
Ja, das könnte sein. Und wenn wir irgendein Protein auf dem Mars finden, das irgendeinem Protein auf der Erde ähnlich ist, wissen wir mit Sicherheit, dass es den gleichen Ursprung wie unseres hat. Das ist die Grundlage meiner Frage. Ich verstehe nicht, wie indigenes Leben auf dem Mars mit Kontamination durch Sonden oder Astronauten verwechselt werden kann.
Meine Antwort sagt, dass es nicht sein kann. Vielleicht hast du meine Antwort nicht gelesen.

Mir fallen 3 Gründe ein. Der dritte ist wahrscheinlich der wichtigste:

1.

Der Punkt von @Russell Borogove zum gemeinsamen Ursprung ist ein Grund. Wir wissen immer noch nicht so viel über den Ursprung des Lebens auf der Erde, also können wir diese Möglichkeit sicherlich nicht ausschließen.

2.

Ein weiterer Punkt ist, dass wir nicht wirklich wissen, wie außerirdisches Leben aussehen würde. Das einzige Leben, das wir kennen, ist das Leben auf der Erde. Es könnte möglich sein, dass erdähnliches Leben sehr wahrscheinlich auch anderswo vorkommt und dass es nicht so viele Lebensformen gibt, die dem Leben auf der Erde wirklich unähnlich sind. Ich würde nicht unbedingt sagen, dass zwei ähnliche Proteine ​​niemals irgendwo im sichtbaren Universum unabhängig voneinander vorkommen würden. Konvergente Evolution zeigt uns, dass sich verschiedene Lebensformen unter den gleichen Bedingungen ähnlich entwickeln können. Proteine ​​erfüllen bestimmte Funktionen und würden wahrscheinlich ähnlich aussehen wie andere Proteine, die dieselbe Funktion erfüllen.

3.

Ein dritter Punkt ist, dass wir eher nach Beweisen für Leben suchen als nach den tatsächlichen DNA-Strängen. Dies könnte aktuell oder ausgestorben sein (Wir haben keine Dino-DNA). Leben auf der Erde könnte in den Mars eindringen und die Landschaft und Chemie in einem solchen Ausmaß verändern, dass wir nicht feststellen könnten, ob es durch Leben auf der Erde oder auf dem Mars verändert wurde.

1. Sie haben die hier involvierte Kombinatorik nicht berücksichtigt. Wir wissen mit Sicherheit, dass zwei identische Proteine ​​niemals unabhängig im sichtbaren Universum existieren oder existieren werden. 2. Die Evolution kann keine Proteine ​​"konvergieren", die es nie gibt. Dieses Phänomen ist ausschließlich intern einer Lebensfamilie mit demselben Ursprung. Ein versteinerter Käfer auf dem Mars könnte einem auf der Erde sehr ähnlich sehen. Funktionen konvergieren, Sequenzen auf Makromolekülen jedoch nicht. 3. Guter Punkt! Aber wäre die jüngste Kontamination durch Menschen nicht leicht von Milliarden Jahre alten Spuren zu unterscheiden?
Warum, glauben Sie, könnte eine konvergente Entwicklung nicht auf zwei Planeten mit unterschiedlichen Ursprüngen stattfinden? Möglicherweise gibt es einige Grundprinzipien, die für das Leben in unserem Sonnensystem (oder sogar Universum) universell sind und zu Proteinen mit ähnlichen Strukturen führen.
Was sind angesichts der Einzigartigkeit von Proteinen die stichhaltigen Argumente für eine Vorwärtskontamination?
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