Někdy bývají ty nejdůležitější věci v tom nejmenším balení. Během těch 15 minut, které mám, se vás pokusím přesvědčit, že bakterie nám mohou hodně odpovědět na otázky typu: "Jsme (ve vesmíru) sami?" a mohou nám říct více nejen o životě v naší sluneční soustavě ale možná i za ní. To je důvod, proč je hledám na nejnepravděpodobnějších místech na Zemi v extrémním prostředí, kde je okolní podmínky nutí žít na hranici možného. A mě vlastně někdy taky, když se je snažím pozorovat moc zblízka. Každopádně: V naší sluneční soustavě jsme jediná vyspělá civilizace, ale to neznamená, že tam někde nejsou alespoň bakterie. Ve skutečnosti všechny planety a měsíce, které zde uvidíte, mohou hostit život – my víme, že mohou – je to velmi pravděpodobné. A pokud bychom na těchto planetách a měsících život našli, pak bychom odpověděli na otázky typu: "Jsme ve sluneční soustavě sami?" "Odkud pocházíme?" "Máme v sousedství rodinu?" "Je život mimo naší sluneční soustavu?"
Well, you know, sometimes the most important things come in the smallest packages. I am going to try to convince you, in the 15 minutes I have, that microbes have a lot to say about questions such as, "Are we alone?" and they can tell us more about not only life in our solar system but also maybe beyond, and this is why I am tracking them down in the most impossible places on Earth, in extreme environments where conditions are really pushing them to the brink of survival. Actually, sometimes me too, when I'm trying to follow them too close. But here's the thing: We are the only advanced civilization in the solar system, but that doesn't mean that there is no microbial life nearby. In fact, the planets and moons you see here could host life -- all of them -- and we know that, and it's a strong possibility. And if we were going to find life on those moons and planets, then we would answer questions such as, are we alone in the solar system? Where are we coming from? Do we have family in the neighborhood? Is there life beyond our solar system?
Na všechny tyto otázky se můžeme ptát, protože proběhla změna v našem chápání – – co je to vlastně obyvatelná planeta a dnes víme, že je to planeta, která má stabilní oblasti vody, ale pro mě je to pouze horizontální definicí obyvatelnosti, protože to zahrnuje vzdálenost od hvězdy, ale pak je tu další rozměr obyvatelnosti, a tou je rozměr vertikální. Uvažujme o tom, jako o podmínkách v podzemí/podloží planety, kde jste velmi daleko od slunce, ale na které je i tak dostupná voda, energie, živiny, což pro některé znamená potravu a ochranu. Když se podíváte na Zemi, velmi daleko od slunečních paprsků, hluboko v oceánu, máte vzkvétající život, který k životním procesům používá pouze chemii.
And we can ask all those questions because there has been a revolution in our understanding of what a habitable planet is, and today, a habitable planet is a planet that has a zone where water can stay stable, but to me this is a horizontal definition of habitability, because it involves a distance to a star, but there is another dimension to habitability, and this is a vertical dimension. Think of it as conditions in the subsurface of a planet where you are very far away from a sun, but you still have water, energy, nutrients, which for some of them means food, and a protection. And when you look at the Earth, very far away from any sunlight, deep in the ocean, you have life thriving and it uses only chemistry for life processes.
Takže když se nad tím zamyslíte z tohoto pohledu, všechny zábrany padají. V podstatě nemáte žádné překážky. A pokud jste poslední dobou sledovali titulky novin víte, že jsme objevili podzemní oceány na Europě, Ganymedu, Enceladu, na Titanu, a právě teď objevujeme gejzír a horké prameny na Enceladu – – náš solární systém se mění v obří lázně. Každý, kdo kdy byl v lázních ví, kolik tak bakterií tam tak je, že... (smích)
So when you think of it at that point, all walls collapse. You have no limitations, basically. And if you have been looking at the headlines lately, then you will see that we have discovered a subsurface ocean on Europa, on Ganymede, on Enceladus, on Titan, and now we are finding a geyser and hot springs on Enceladus, Our solar system is turning into a giant spa. For anybody who has gone to a spa knows how much microbes like that, right? (Laughter)
Nyní se podívejme na Mars. Dnes na povrchu Marsu není žádný život možný, ale stále by mohl být ukrytý pod povrchem.
So at that point, think also about Mars. There is no life possible at the surface of Mars today, but it might still be hiding underground.
Takže, děláme pokroky v pochopení obyvatelnosti, ale zároveň děláme pokrok v pochopení, jaké jsou vlastně známky a podpisy života na Zemi. Můžete mít, jak jim my říkáme, organické molekuly – – stavební kameny života, můžete mít fosílie, a taky minerály a biominerály, které jsou reakcí mezi bakterií a kamenem, a samozřejmě můžete mít plyny v atmosféře. A když se podíváte na tyto drobné zelené řasy – na snímku vpravo – jsou to přímí potomci těch, kteří kyslíkem plnili Zemskou atmosféru před miliardou let. V důsledku čehož otrávili 90 % tehdejšího života na Zemském povrchu, ale jsou příčinou, že dnes dýcháme právě takovýto vzduch.
So, we have been making progress in our understanding of habitability, but we also have been making progress in our understanding of what the signatures of life are on Earth. And you can have what we call organic molecules, and these are the bricks of life, and you can have fossils, and you can minerals, biominerals, which is due to the reaction between bacteria and rocks, and of course you can have gases in the atmosphere. And when you look at those tiny green algae on the right of the slide here, they are the direct descendants of those who have been pumping oxygen a billion years ago in the atmosphere of the Earth. When they did that, they poisoned 90 percent of the life at the surface of the Earth, but they are the reason why you are breathing this air today.
Ale čím více rozumíme všem těmto věcem, stále zůstává jedna otázka, na kterou nedokážeme najít odpověď, a to – odkud pocházíme? A zhoršuje se to, protože nebudeme schopni najít fyzický důkaz našeho původu na této planetě a důvodem je, že vše, co tu bylo starší než 4 miliardy let, je již pryč. Všechny důkazy jsou již pryč, vymazány posuny tektonických desek a erozí. Já to nazývám Zemským biologickým horizontem. Za tímto horizontem je naše nezodpovězené "Odkud pocházíme?".
But as much as our understanding grows of all of these things, there is one question we still cannot answer, and this is, where are we coming from? And you know, it's getting worse, because we won't be able to find the physical evidence of where we are coming from on this planet, and the reason being is that anything that is older than four billion years is gone. All record is gone, erased by plate tectonics and erosion. This is what I call the Earth's biological horizon. Beyond this horizon we don't know where we are coming from.
Takže, je vše ztraceno? No, možná ne. Možná budeme schopni najít důkazy o našem původu na velmi nepravděpodobném místě – a tím místem je Mars.
So is everything lost? Well, maybe not. And we might be able to find evidence of our own origin in the most unlikely place, and this place in Mars.
Jak je to možné? Úplně na začátku, po zrodu naší sluneční soustavy, byly Mars a Země bombardovány obřími asteroidy a kometami a všude po nich byly rozesety jejich pozůstatky. Země a Mars "po sobě házeli" kusy hornin po velice dlouhou dobu. Kusy horniny přistály na Zemi. Kusy horniny přistály na Marsu. To znamená, že tyto dvě planety by měly být posety stejným materiálem. Takže jasně, Děda tam možná někde sedí a čeká na nás. Ale také to znamená, že můžeme jít na Mars a najít tam stopy našeho vlastního původu. Mars tam pro nás možná má toto tajemství schované. Tohle je důvod, proč je pro nás Mars tak speciální.
How is this possible? Well clearly at the beginning of the solar system, Mars and the Earth were bombarded by giant asteroids and comets, and there were ejecta from these impacts all over the place. Earth and Mars kept throwing rocks at each other for a very long time. Pieces of rocks landed on the Earth. Pieces of the Earth landed on Mars. So clearly, those two planets may have been seeded by the same material. So yeah, maybe Granddady is sitting there on the surface and waiting for us. But that also means that we can go to Mars and try to find traces of our own origin. Mars may hold that secret for us. This is why Mars is so special to us.
Ale aby se toto mohlo stát, musel být Mars obyvatelný v ten moment, kdy byly správné podmínky. Byl Mars obyvatelný? Několik uskutečněných misí nám říká přesně totéž: V té době, kdy se život objevil na Zemi, Mars měl oceán, měl sopky, měl jezera, a měl nádherné delty – stejné jako vidíte zde na obrázku. Tento obrázek byl zaslán sondou Curiosity před několika týdny. Ukazuje pozůstatky delty a tenhle obrázek nám říká, že vody byl nadbytek a zůstávala na povrchu po velmi dlouhou dobu. To jsou pro život dobré zprávy. Chemie života potřebuje hodně času, než se začne projevovat.
But for that to happen, Mars needed to be habitable at the time when conditions were right. So was Mars habitable? We have a number of missions telling us exactly the same thing today. At the time when life appeared on the Earth, Mars did have an ocean, it had volcanoes, it had lakes, and it had deltas like the beautiful picture you see here. This picture was sent by the Curiosity rover only a few weeks ago. It shows the remnants of a delta, and this picture tells us something: water was abundant and stayed founting at the surface for a very long time. This is good news for life. Life chemistry takes a long time to actually happen.
Toto jsou velmi dobré zprávy, ale znamená to, že pokud tam přiletíme, bude snadné na Marsu najít život? Ne nezbytně.
So this is extremely good news, but does that mean that if we go there, life will be easy to find on Mars? Not necessarily.
Tady je, co se stalo: V době, kdy se na Zemském povrchu život začal rozvíjet, na Marsu šlo vše jižně, doslova. Atmosféra byla odvanuta solárními větry, Mars ztratil svou magnetosféru, a povrch Marsu byl pak vystaven vesmírnému záření a UV paprskům a voda se vypařila anebo se dostala do podzemí. Takže chce-li porozumět, pokud chceme být schopni najít stopy po známkách života na povrchu Marsu, a pokud tam jsou, potřebujeme pochopit, jaký účinek měla každá z těchto událostí na zachování jeho záznamu. Jedině pak dokážeme rozluštit, kde se tyto známky ukrývají, a jedině pak dokážeme poslat naše sondy na ta správná místa, kde pak můžeme zkoumat horniny, které nám možná řeknou něco velmi důležitého o tom, kdo jsme. A pokud ne, tak nám možná řeknou, že se někde, nezávisle, život objevil na jiné planetě.
Here's what happened: At the time when life exploded at the surface of the Earth, then everything went south for Mars, literally. The atmosphere was stripped away by solar winds, Mars lost its magnetosphere, and then cosmic rays and U.V. bombarded the surface and water escaped to space and went underground. So if we want to be able to understand, if we want to be able to find those traces of the signatures of life at the surface of Mars, if they are there, we need to understand what was the impact of each of these events on the preservation of its record. Only then will we be able to know where those signatures are hiding, and only then will we be able to send our rover to the right places where we can sample those rocks that may be telling us something really important about who we are, or, if not, maybe telling us that somewhere, independently, life has appeared on another planet.
Učinit tak je velmi snadné. Jen se musíte vrátit o 3,5 miliardy let zpátky do minulosti planety. Potřebujeme pouze stroj času.
So to do that, it's easy. You only need to go back 3.5 billion years ago in the past of a planet. We just need a time machine.
Snadné, že? No, vlastně to snadné je. Podívejte se kolem sebe – to je planeta Země. To je náš stroj času. Geologové jej používají k návratu do minulosti naší vlastní planety. Já jej používám trochu jinak. Používám planetu Zemi, abych se dostala do extrémního prostředí kde jsou podmínky podobné, jako byly ty na Marsu v době, kdy se klima změnilo, a snažím se pochopit, co se stalo. Co je podpisem života? Co zbývá? Jak to najdeme? Na chvíli vás vezmu s sebou na výlet strojem času.
Easy, right? Well, actually, it is. Look around you -- that's planet Earth. This is our time machine. Geologists are using it to go back in the past of our own planet. I am using it a little bit differently. I use planet Earth to go in very extreme environments where conditions were similar to those of Mars at the time when the climate changed, and there I'm trying to understand what happened. What are the signatures of life? What is left? How are we going to find it? So for one moment now I'm going to take you with me on a trip into that time machine.
Tady vidíte Andy ve výšce 4 500 metrů na mořem, ale zároveň jsme v čase o něco méně než miliardu let po zformování Země a Marsu. Země a Mars v tu dobu vypadají skoro tak jako zde: všude sopky, všude vypařující se voda z jezer minerály, horké prameny, a pak – vidíte tyhle kopečky na břehu těch jezer? Jsou postaveny potomky prvních organismů, daly nám první fosílii na Zemi,
And now, what you see here, we are at 4,500 meters in the Andes, but in fact we are less than a billion years after the Earth and Mars formed. The Earth and Mars will have looked pretty much exactly like that -- volcanoes everywhere, evaporating lakes everywhere, minerals, hot springs, and then you see those mounds on the shore of those lakes? Those are built by the descendants of the first organisms that gave us the first fossil on Earth.
Ale pokud chceme porozumět tomu, co se zde děje, musíme jít ještě o něco dále. Další ze zajímavostí těchto míst je, že přesně jako na Marsu před 3,5 miliardami let, se zde klima mění velmi rychle a vody i led mizí. Ale my se potřebujeme vrátit do doby, kdy se na Marsu vše změnilo, a k tomu potřebujeme jít ještě výše. Proč? Protože když jdete výše, atmosféra se ztenčuje a stává se méně stabilní, teplota klesá a je tu i mnohem více UV záření. V podstatě se dostáváte do podmínek na Marsu, když se vše změnilo.
But if we want to understand what's going on, we need to go a little further. And the other thing about those sites is that exactly like on Mars three and a half billion years ago, the climate is changing very fast, and water and ice are disappearing. But we need to go back to that time when everything changed on Mars, and to do that, we need to go higher. Why is that? Because when you go higher, the atmosphere is getting thinner, it's getting more unstable, the temperature is getting cooler, and you have a lot more U.V. radiation. Basically, you are getting to those conditions on Mars when everything changed.
Neslibovala jsem žádný pohodlný výlet ve stroji času. Nebudete sedět ve stroji času. Musíte vytáhnout 500 kilo vybavení na vrchol na tuto 20 000 stop vysokou sopku v Andách. To je něco kolem 6 000 metrů. A taky musíte spát ve svahu, který má sklon 42 stupňů a musíte doufat, že v noci nebude zemětřesení. Ale na vrcholu najdeme jezero, kvůli kterému jsme sem přišli. V této nadmořské výšce se jezero nachází ve stejných podmínkách, jako ty na Marsu, před 3,5 miliardy let. Teď musíme naše putování pozměnit, a dostat se dovnitř jezera. Abychom to mohli udělat, musíme sundat horolezecké vybavení, převléct se do neoprenu a vlézt dovnitř. Ale v okamžiku, kdy vstoupíme do toho jezera, se dostáváme zpět, do minulosti jiné planety před 3,5 miliardami let, a pak si můžeme jít pro odpovědi, kvůli kterým tu jsme. Život je všude, úplně všude. Vše, co vidíte na obrázku, je žijící organismus. Možná ne ten potápěč, ale vše ostatní ano. Ale tento obrázek je velmi klamavý. Život v těchto jezerech bují, ale stejně jako na mnoha místech na Zemi, právě teď a vlivem klimatické změny, je zde veliký úbytek biologické rozmanitosti. Ve vzorcích, které jsme si odebrali v těchto jezerech jsou v 36 % bakterie zastoupeny třemi druhy, a tyto 3 druhy jsou ty přeživší až do dnešních dnů.
So I was not promising anything about a leisurely trip on the time machine. You are not going to be sitting in that time machine. You have to haul 1,000 pounds of equipment to the summit of this 20,000-foot volcano in the Andes here. That's about 6,000 meters. And you also have to sleep on 42-degree slopes and really hope that there won't be any earthquake that night. But when we get to the summit, we actually find the lake we came for. At this altitude, this lake is experiencing exactly the same conditions as those on Mars three and a half billion years ago. And now we have to change our voyage into an inner voyage inside that lake, and to do that, we have to remove our mountain gear and actually don suits and go for it. But at the time we enter that lake, at the very moment we enter that lake, we are stepping back three and a half billion years in the past of another planet, and then we are going to get the answer came for. Life is everywhere, absolutely everywhere. Everything you see in this picture is a living organism. Maybe not so the diver, but everything else. But this picture is very deceiving. Life is abundant in those lakes, but like in many places on Earth right now and due to climate change, there is a huge loss in biodiversity. In the samples that we took back home, 36 percent of the bacteria in those lakes were composed of three species, and those three species are the ones that have survived so far.
Zde je další jezero, hned vedle toho prvního. Ta červená barva, kterou vidíte, není způsobena minerály. Je způsobena přítomností drobné řasy. V této oblasti je UV záření skutečně nepříjemné. Kdekoliv jinde na Zemi, 11 by bylo považováno za extrém. Tam, během UV bouří, dosahuje UV index hodnoty 43. Ochranný faktor (SPF) 30 vás tu nezachrání, a voda je v těchto jezerech tak průzračná, že se tu řasy nemají kde schovat, a tak si produkují vlastní odstínění, a tím je právě ta červená barva. Ale mohou se přizpůsobit jen takto a pokud všechna voda z povrchu zmizí, mikrobům zbývá pouze jedno řešení: Jdou pod zem. A tito mikrobi ve skutečnosti žijí uvnitř kamenů a jejich průsvitnost používají jako svou ochranu k získaní užitečné části UV záření a k odstínění té části UV záření, která by mohla poškodit jejich DNA. A to je důvod, proč s sebou bereme vozítko abychom je vytrénovali na hledání života v těchto místech, protože pokud před 3,5 miliardou let na Marsu život byl, musel použít stejnou strategii ke své ochraně. Je celkem zřejmé, že návštěva extrémního prostředí nám velmi pomáhá k přípravě misí na Mars a jeho prozkoumávání. Zatím nám to pomohlo pochopit geologii Marsu. Pomohlo nám to pochopit předchozí klima na Marsu a jeho vývoj, ale také jeho potenciální obyvatelnost. Naše poslední vozítko na Marsu objevilo stopy organických látek. Jo! Na povrchu Marsu jsou organické látky. A také objevil stopy metanu. Zatím nevíme, zda je metan původu geologického nebo biologického.
Here's another lake, right next to the first one. The red color you see here is not due to minerals. It's actually due to the presence of a tiny algae. In this region, the U.V. radiation is really nasty. Anywhere on Earth, 11 is considered to be extreme. During U.V. storms there, the U.V. Index reaches 43. SPF 30 is not going to do anything to you over there, and the water is so transparent in those lakes that the algae has nowhere to hide, really, and so they are developing their own sunscreen, and this is the red color you see. But they can adapt only so far, and then when all the water is gone from the surface, microbes have only one solution left: They go underground. And those microbes, the rocks you see in that slide here, well, they are actually living inside rocks and they are using the protection of the translucence of the rocks to get the good part of the U.V. and discard the part that could actually damage their DNA. And this is why we are taking our rover to train them to search for life on Mars in these areas, because if there was life on Mars three and a half billion years ago, it had to use the same strategy to actually protect itself. Now, it is pretty obvious that going to extreme environments is helping us very much for the exploration of Mars and to prepare missions. So far, it has helped us to understand the geology of Mars. It has helped to understand the past climate of Mars and its evolution, but also its habitability potential. Our most recent rover on Mars has discovered traces of organics. Yeah, there are organics at the surface of Mars. And it also discovered traces of methane. And we don't know yet if the methane in question is really from geology or biology.
Tak či tak díky tomuto objevu víme, že hypotéza, že na Marsu je ještě stále přítomen život, zůstává životaschopnou.
Regardless, what we know is that because of the discovery, the hypothesis that there is still life present on Mars today remains a viable one.
Myslím, že jsem vás přesvědčila, že Mars je pro nás výjimečný, ale bylo by chybou si myslet, že Mars je jediné zajímavé místo v naší sluneční soustavě s potenciálem nalezení mikrobiálního života. A důvodem je, že Mars a Země mohou mít společný základ jejich stromu života, ale když jdete dále za Mars, není to tak jednoduché. Nebeská mechanika neusnadňuje výměnu materiálu mezi planetami, a pokud nalezneme život na těchto planetách, bude od toho našeho odlišný. Bude to odlišný druh života. Ale nakonec to možná budeme jen my, my a Mars, nebo naopak, v naší sluneční soustavě může být mnoho stromů života. Odpověď zatím neznám, ale něco vám říct můžu: Nehledě na výsledek, nehledě na to magické číslo, dá nám to standard, díky kterému budeme schopni měřit potenciál života, četnost a rozmanitost mimo naši sluneční soustavu. Tohle může zvládnout naše generace. Toto může být náš odkaz, ale pouze pokud se odvážíme prozkoumávat.
So by now, I think I have convinced you that Mars is very special to us, but it would be a mistake to think that Mars is the only place in the solar system that is interesting to find potential microbial life. And the reason is because Mars and the Earth could have a common root to their tree of life, but when you go beyond Mars, it's not that easy. Celestial mechanics is not making it so easy for an exchange of material between planets, and so if we were to discover life on those planets, it would be different from us. It would be a different type of life. But in the end, it might be just us, it might be us and Mars, or it can be many trees of life in the solar system. I don't know the answer yet, but I can tell you something: No matter what the result is, no matter what that magic number is, it is going to give us a standard by which we are going to be able to measure the life potential, abundance and diversity beyond our own solar system. And this can be achieved by our generation. This can be our legacy, but only if we dare to explore.
A nakonec: až vám někdo řekne, že hledání mimozemských mikrobů není zábava, protože s nimi nemůžete vést filozofickou konverzaci, ukážu vám, proč a jak jim můžete říct, že se mýlí. Organický materiál vám poví o prostředí, o komplexnosti a o rozmanitosti. DNA, nebo jiný nosič informace, svědčí o adaptaci, o evoluci, o přežití, o planetárních změnách a o přenosu informací. Vše dohromady nám říká, že co začalo mikrobiální cestou, a proč něco začalo mikrobiální cestou, někdy končí jako civilizace a někdy je to slepá ulička.
Now, finally, if somebody tells you that looking for alien microbes is not cool because you cannot have a philosophical conversation with them, let me show you why and how you can tell them they're wrong. Well, organic material is going to tell you about environment, about complexity and about diversity. DNA, or any information carrier, is going to tell you about adaptation, about evolution, about survival, about planetary changes and about the transfer of information. All together, they are telling us what started as a microbial pathway, and why what started as a microbial pathway sometimes ends up as a civilization or sometimes ends up as a dead end.
Podívejte se na sluneční soustavu, podívejte se na Zemi. Na Zemi je mnoho inteligentních druhů, ale pouze jeden dosáhl technologie. Právě zde, na cestě naší sluneční soustavou, je zde opravdu velmi silný vzkaz, který říká, jak bychom se na mimozemský život měli dívat. Na malý i velký. Takže ano! Mikroby mluví a my posloucháme, a oni nás berou jednu planetu a jeden měsíc po druhém, směrem ke svým velkým bratrům tam venku. A povídají nám o rozmanitosti, povídají nám o hojnosti života, a povídají nám, jak tenhle život mohl přežít tak dlouho, dosáhnout civilizace, inteligence, technologie a v neposlední řadě i filosofie.
Look at the solar system, and look at the Earth. On Earth, there are many intelligent species, but only one has achieved technology. Right here in the journey of our own solar system, there is a very, very powerful message that says here's how we should look for alien life, small and big. So yeah, microbes are talking and we are listening, and they are taking us, one planet at a time and one moon at a time, towards their big brothers out there. And they are telling us about diversity, they are telling us about abundance of life, and they are telling us how this life has survived thus far to reach civilization, intelligence, technology and, indeed, philosophy.
Díky.
Thank you.
(potlesk)
(Applause)