![Page 1: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/1.jpg)
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 1
Wykład 1
ASTROBIOLOGIA
![Page 2: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/2.jpg)
INFORMACJE
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 2
• Wykłady: piątki, 9:15 (Budynek A, Sala Mergentalera, Budynek D, pracownia
komputerowa)
• Konsultacje: poniedziałki 12:00-13:00 (inne terminy po uzgodnieniu, mail:
• Materiały do wykładu będą dostępne w Internecie:
www.astro.uni.wroc.pl/ludzie/niemczura/astrobiologia
• Warunki zaliczenia: egzamin, aktywne uczestniczenie w zajęciach
![Page 3: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/3.jpg)
LITERATURA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 3
• An Introduction to Astrobiology, D.A. Rothery, I. Gilmour, M.A.
Sephton
• The Earth as a Distant Planet, M. Vazquez, E. Palle, P. Montanes
Rodriguez
• Astrobiologia, Poprzez Pył Kosmiczny do DNA, F. Ferrari, E.
Szuszkiewicz
• Historia Ziemi, Od Gwiezdnego Pyłu do Żyjącej Planety , R.M.
Hazen
• W Poszukiwaniu Życia, Badania Układu Słonecznego , P. Clancy, A.
Brack, G. Horneck
• …
![Page 4: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/4.jpg)
CZYM ZAJMUJE SIĘ ASTROBIOLOGIA?
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 4
![Page 5: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/5.jpg)
ASTROBIOLOGIA / BIOASTRONOMIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 5
W strukturze IAU:
Division F: Planetary Systems and Bioastronomy
Commicion 15: Physical Study of Comets & Minor Planets
Commision 16: Physical Study of Planets & Satellites
Commision 20: Positions & Motions of Minor Planets, Comets & Satellites
Commision 22: Meteors, Meteorites & Interplanetary Dust
Commision 51: Bio-Astronomy
Commision 53: Extrasolar Planets.
![Page 6: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/6.jpg)
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 6
Astrobiologia poszukuje odpowiedzi na pytania:
1. Jak powstało życie na Ziemi i jak ewoluuje?
2. Czy istnieje życie poza Ziemią?
3. Jaka jest przyszłość życia na Ziemi i w Kosmosie?
![Page 7: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/7.jpg)
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 7
Jak powstały podstawowe cegiełki życia?
• Jak powstają pierwiastki chemiczne? Jak powstają molekuły?
• Co to są związki organiczne, jak powstają, gdzie występują?
• Jakie substancje są niezbędne do tego aby powstały organizmy żywe?
Astronomia, astrofizyka,
Biologia, chemia organiczna
![Page 8: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/8.jpg)
Jak powstają układy planetarne i planety?
Czy życie jest naturalną konsekwencją
formowania się planet?
• Czy układy planetarne są częstym
zjawiskiem?
• Czy są do siebie podobne?
• Czy życie występuje w innych miejscach
Układu Słonecznego? A w innych układach
planetarnych?
Geologia, astronomia, chemia, klimatologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 8
![Page 9: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/9.jpg)
Zderzenia, niszczenie ekosystemu i jego odbudowa.
• Jak zderzenia wpływały na życie na Ziemi?
• Czy zderzenia są konieczne aby życie mogło ewoluować?
• Jakie rodzaju zderzenia są konieczne? Ile ich powinno być?
• Komety i woda na Ziemi i Marsie.
Astronomia, geologia planet, paleontologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 9
![Page 10: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/10.jpg)
Jak proste związki organiczne mogą
wyewoluować w złożone, ewoluujące
organizmy?
• Jakie warunki umożliwiają ten proces?
• Czy możliwe jest odtworzenie tych
warunków w laboratoriach? Lub na
innych planetach?
• Czy życie na Ziemi mogło wyglądać
inaczej?
Chemia organiczna i nieorganiczna,
genetyka, biologia molekularna
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 10
![Page 11: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/11.jpg)
Jak proste związki organiczne mogą
wyewoluować w złożone, ewoluujące
organizmy?
• Ewolucyjne i środowiskowe
ograniczenia życia.
• Mechanizmy molekularne,
genetyczne i biochemiczne, które
kontrolują ewolucję, różnorodność i
adaptację organizmów żywych.
Chemia organiczna i nieorganiczna,
genetyka, biologia molekularna
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 11
![Page 12: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/12.jpg)
Jaka jest historia życia na Ziemi?
• Kiedy i jak powstało życie na
Ziemi?
• Czy w podobny sposób może
powstać na innych planetach?
Geologia, astronomia, paleontologia,
biologia ewolucyjna, archeologia?
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 12
![Page 13: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/13.jpg)
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 13
Stromatolity
![Page 14: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/14.jpg)
Życie w ekstremalnych warunkach.
• Jak definiujemy warunki ekstremalne?
• Ekstremalne środowiska na Ziemi.
• Ekstremofile – organizmy żyjące w skrajnie ekstremalnych warunkach.
• Czy ekstremofile występują na innych planetach?
Mikrobiologia, ekologia, oceanografia, chemia organiczna i nieorganiczna, geologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 14
Chryseobacterium greenlandensis
![Page 15: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/15.jpg)
Jak organizmy żywe wpływają na
otoczenie i jak otoczenie wpływa
na organizmy żywe?
• Jaki jest wpływ organizmów
żywych na atmosferę planety?
• Jaki jest wpływ oceanów i
atmosfery na powstanie i
ewolucję organizmów żywych.
Oceanografia, klimatologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 15
![Page 16: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/16.jpg)
Ochrona środowiska naturalnego
planety.
• Ochrona Ziemi i organizmów żywych na
Ziemi przed wpływem obcych form
życia.
• Bezpieczne przechowywanie próbek z
innych planet/księżyców.
• Czy mikroby z jednej planety mogą
zniszczyć życie na innej planecie?
Epidemiologia, mikrobiologia, etyka,
inżynieria kosmiczna
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 16
![Page 17: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/17.jpg)
Ochrona środowiska naturalnego
planety.
• Czy człowiek może odwiedzić
inną planetę i nie wpłynąć na jej
środowisko naturalne?
• Czy powinniśmy terraformować
inne planety?
• Jak przebiegałby proces
terraformowania Marsa?
Epidemiologia, mikrobiologia, etyka,
inżynieria kosmiczna
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 17
![Page 18: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/18.jpg)
Najlepsze habitaty według
biologów i według astronomów.
• Jakie są cechy habitatów?
• Gdzie szukać habitatów?
• Jak ewoluują habitaty?
Biologia, astronomia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 18
![Page 19: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/19.jpg)
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 19
![Page 20: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/20.jpg)
Planety pozasłoneczne: jak je
znaleźć i jak ocenić ich potencjał
biologiczny?
• Techniki odkrywania planet
podobnych do Ziemi.
Astronomia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 20
![Page 21: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/21.jpg)
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 21
![Page 22: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/22.jpg)
Biosygnatury
• Biosygnatury ziemskie (w atmosferze, na
powierzchni).
• Biosygnatury wczesnej Ziemi.
• Biosygnatury na planetach
pozaziemskich – metody i możliwości
wykrywania.
• Oznaki cywilizacji technicznych
• Jakie są biosygnatury życia wymarłego?
Czy można takie biosygnatury znaleźć
poza Ziemią?
Astronomia, klimatologia, ekologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 22
![Page 23: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/23.jpg)
Poszukiwanie i komunikowanie się z
pozaziemską inteligencją.
• Jakich sygnałów oczekujemy?
• Czy jesteśmy w stanie zarejestrować i
poprawnie odczytać sygnały od obcej
cywilizacji?
• Czy powinniśmy odpowiadać na takie
sygnały?
• Jaką informację i w jaki sposób my
powinniśmy wysłać?
Astronomia, telekomunikacja,
kryptografia, lingwistyka, psychologia,
etyka, filozofia, …
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 23
![Page 24: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/24.jpg)
Podróże kosmiczne: wpływ
ekstremalnych warunków na zdrowie
fizyczne i psychiczne człowieka.
• Problemy: grawitacja, promieniowanie.
• Problemy: czas podróży, ograniczone
towarzystwo, izolacja, brak możliwości
rezygnacji.
• Problem: ryzyko związane z podróżą,
ewentualny brak możliwości powrotu.
• …
Psychologia, biologia, anatomia,
neuropsychologia, rehabilitacja, …
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 24
![Page 25: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/25.jpg)
Czy człowiek może przystosować się
do życia innej planecie?
• Jak żyć na innej planecie bez
terraformowania jej?
• Jak przygotować ludzi do życia na
innej planecie?
• Jak wybrać odpowiednie osoby?
• Jak przebywanie na innej planecie
zmieni ludzi?
Inżynieria kosmiczna, psychologia,
biologia ewolucyjna, ekologia, medycyna
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 25
![Page 26: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/26.jpg)
Jaka może być przyszłość życia
na Ziemi i poza nią?
• Czy ziemskie życie w
jakiejkolwiek formie może
przetrwać poza Ziemią?
Astronomia, biologia
ASTROBIOLOGIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 26
![Page 27: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/27.jpg)
CO TO JEST ŻYCIE?
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 27
![Page 28: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/28.jpg)
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 28
• Jest wiele definicji życia, ale żadna nie jest do końca satysfakcjonująca ;
• Niezależnie od kryterium, którego użyjemy do ustalenia definicji zawsze
można znaleźć wyjątki;
• W efekcie – definiujemy życie poprzez podanie własności, które uważamy za
konieczne – życie jest to skomplikowany układ cząstek, daleki od równowagi,
i podlegający prawom termodynamiki.
![Page 29: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/29.jpg)
Co definiuje życie organiczne?
• Metabolizm (ciąg reakcji chemicznych służący do przekształcania atomów i
energii na materiał komórkowy)
• Informacja genetyczna (komórki są nośnikami informacji zawartej w
cząsteczkach DNA, mogą się kopiować i przekazywać te informacje) + mutacje
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 29
![Page 30: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/30.jpg)
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 30
• Definicja NASA (Program Astrobiologii, Gerald Joyce, 1994):
Życie to samopodtrzymujący się system reakcji chemicznych,
podlegający prawom ewolucji Darwina. Darwinizm implikuje modyfikacje –
mutacje materiału genetycznego; ewolucja + naturalna selekcja.
• Poprawiona definicja NASA (Gerald Joyce):
Życie to samopodtrzymujący się system reakcji chemicznych,
podlegający prawom ewolucji Darwina i zdolny do nowatorstwa (które
umożliwia eksplorację nowego środowiska, przetrwanie niekorzystnych zmian,
wygranie wyścigu o zasoby).
![Page 31: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/31.jpg)
Podana definicja jest użyteczna, ale
nie stosuje się do wszystkich
przypadków.
Przykład 1: samoreplikacja i
ewolucja: niektóre kryształy mogą
być uznane za żywe.
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 31
![Page 32: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/32.jpg)
Przykład 2: Muły – mieszaniec
międzygatunkowy klaczy konia
domowego z ogierem osła.
Najczęściej bezpłodny, tylko ok. 5%
mulic jest płodnych.
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 32
![Page 33: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/33.jpg)
Przykład 3: Wirusy:
• składają się z dwu głównych składników: kwasów nukleinowych (genom RNA lub DNA) i z białek;
• wykazują dużą różnorodność;
• nie posiada enzymów – brak metabolizmu;
• nie mogą tworzyć swoich własnych protein i nie mogą duplikować swojego materiału genetycznego;
• zwykle przenoszą geny programując do tego polimery, ale polimery muszą być syntetyzowane przez komórki – wirusy nie mogą istnieć bez komórki, nie są autonomiczne i nie mogą się replikować – nie spełniają definicji życia.
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 33
![Page 34: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/34.jpg)
Przykład 4: Sztuczna inteligencja:
• programy, które naśladują
procesy życiowe – przenoszą i
modyfikują informację
analogicznie jak organizmy
żywe.
• czy sztuczna inteligencja może
być traktowana jak organizm
żywy?
DEFINICJA ŻYCIA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 34
![Page 35: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/35.jpg)
CZYNNIKI SPRZYJAJĄCE ŻYCIU
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 35
![Page 36: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/36.jpg)
CZYNNIKI SPRZYJAJĄCE ŻYCIU
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 36
• Podstawowe pierwiastki.
Życie oparte na węglu to jedyna możliwość? (inne: krzem, bor, bor + azot,
siarka, arszenik?)
• Ośrodek/Rozpuszczalnik: woda (inne możliwości: amoniak, metan…)
• Źródło energii: Słońce, energia chemiczna, inne źródła energii ważne dla
życia mld lat temu (stygnąca Ziemia, wulkany).
![Page 37: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/37.jpg)
OBFITOŚCI PIERWIASTKÓW CHEMICZNYCH ASPLUND ET AL. (2009)
![Page 38: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/38.jpg)
Obfitości pierwiastków chemicznych Asplund et al. (2009)
Light elements BB
![Page 39: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/39.jpg)
Obfitości pierwiastków chemicznych Asplund et al. (2009)
Light elements
Alpha elements
BB
![Page 40: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/40.jpg)
Obfitości pierwiastków chemicznych Asplund et al. (2009)
Light elements
Alpha elements
Iron-peak elements
BB
![Page 41: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/41.jpg)
Obfitości pierwiastków chemicznych Asplund et al. (2009)
Light elements
Alpha elements
Iron-peak elements
Rare-earth elements
Heavy elements
BB
neutron capture
![Page 42: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/42.jpg)
Węgiel – najbardziej wszechstronny
pierwiastek Układu Okresowego
• Ilość – węgiel jest na 4 miejscu pod
względem obfitości we Wszechświecie;
• Najwięcej różnorodnych funkcji na
poziomie molekularnym;
• Zdolność do wiązania się z innymi
atomami C, a także innych pierwiastków
(np. H, O, N, S, również metali);
• Może tworzyć jednocześnie cztery
wiązania i budować długie łańcuchy
atomów.
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 42
![Page 43: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/43.jpg)
Węgiel :
• Wszechstronność. Bardzo łatwo
łączy się z innymi pierwiastkami i
tworzy rozgałęzienia, niezbędne do
tworzenia sekwencji
nukleotydowych i aminokwasów;
• Podstawa budowy białek i
węglowodanów, DNA, RNA;
• Molekuły oparte na węglu są zdolne
do replikacji i ewoluowania.
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 43
![Page 44: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/44.jpg)
Węgiel:
• Łatwo rozpuszcza się w wodzie –
woda jest podstawą życia na Ziemi;
• Każda forma obecnie znanego życia
jest oparta na węglu;
• W ośrodku międzygwiazdowym
odkryto ~ 2000 molekuł
zawierających węgiel (molekuł
opartych na krzemie – 8).
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 44
![Page 45: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/45.jpg)
Krzem przypomina węgiel pod niektórymi
względami:
• również bardzo obfity we
Wszechświecie. Drugi najważniejszy
pierwiastek w skorupie ziemskiej (po
tlenie).
• posiada zdolność do tworzenia
wiązań kowalencyjnych (łańcuchy i
pierścienie).
• może tworzyć molekuły
wystarczająco duże do przenoszenia
informacji genetycznej.
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 45
![Page 46: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/46.jpg)
Krzem:
• znacznie mniej wszechstronny
niż węgiel (~10:1);
• może się wiązać tylko z kilkoma
pierwiastkami – mała
różnorodność chemiczna
(problem z metabolizmem);
• atomy krzemu są większe, mają
większą masę i promień –
trudności przy wiązaniu się z
innymi atomami.
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 46
![Page 47: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/47.jpg)
MATERIA ORGANICZNA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 47
![Page 48: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/48.jpg)
Tlen jest trzecim najbardziej obfitym
pierwiastkiem we Wszechświecie;
Woda występuje na Ziemi i innych
obiektach Układu Słonecznego;
OŚRODEK – WODA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 48
![Page 49: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/49.jpg)
OŚRODEK – WODA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 49
![Page 50: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/50.jpg)
Zalety wody:
• jest płynna w takim zakresie temperatur, że
możliwe jest zachodzenie większości
organicznych reakcji chemicznych;
• łatwo wiąże się za pomocą wodoru z innymi
molekułami;
• dobry rozpuszczalnik dla wielu molekuł
organicznych;
• jest amfoteryczna, czyli zdolna do reakcji z
kwasami i z zasadami; ma to kluczowe
znaczenie w wielu procesach organicznych i
biochemicznych;
OŚRODEK – WODA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 50
![Page 51: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/51.jpg)
Zalety wody:
• dobry przewodnik;
• ma wysoką pojemność cieplną
(użyteczne przy regulacji
temperatury), duże ciepło
parowania;
• w postaci ciała stałego jest mniej
gęsta niż w stanie płynnym; ma
to wpływ na sposób zamarzania
zbiorników wodnych – a przez to
jest ważne dla organizmów
żywych.
OŚRODEK – WODA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 51
![Page 52: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/52.jpg)
Inne możliwości: amoniak, kwas siarkowy, formamid, metan, etan, ciekły azot…
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 52
![Page 53: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/53.jpg)
Amoniak NH3
• obfity we Wszechświecie;
• liczne reakcje chemiczne z
udziałem amoniaku;
• ciekły amoniak ma podobne
własności jak płynna woda;
• może rozpuścić większość
molekuł organicznych a także
metali;
• …
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 53
![Page 54: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/54.jpg)
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 54
Amoniak jako podstawa życia:
• Wiązania wodorowe między molekułami są słabe (to określa temperaturę
parowania, napięcie powierzchniowe, ogranicza zdolność do koncentracji
cząstek) – z materii prebiotycznej nie powstałyby organizmy żywe.
• Amoniak jest palny w obecności tlenu i nie może istnieć w sposób trwały w
środowisku odpowiednim dla metabolizmu tlenowego.
![Page 55: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/55.jpg)
Biosfery oparte na amoniaku mogłyby
istnieć w temperaturze i ciśnieniu
powietrza, które są bardzo nietypowe w
porównaniu do Ziemi.
• amoniak jest płynny w temperaturach
od -78° C do -33° C.
• reakcje chemiczne na ogół
przebiegają wolniej przy niższej
temperaturze.
• – życie na bazie amoniaku może
metabolizować wolniej i rozwijać się
wolniej niż życie na Ziemi.
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 55
![Page 56: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/56.jpg)
Amoniak: ciekły w wyższych
temperaturach, ale przy znacznie
wyższym ciśnieniu; na przykład, przy
60 atm: -77° C +98° C.
Amoniak może być odpowiedni (?)
dla planet i księżyców orbitujących
poza strefą habitacyjną; np. pod
powierzchnią największego księżyca
Saturna, Tytana.
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 56
![Page 57: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/57.jpg)
Metan CH4 i inne węglowodory:
• metan: obfitość podobna do
amoniaku;
• węglowodory: rozpuszczalniki w
dużym zakresie temperatur;
• Woda: lepszy rozpuszczalnik, ale
łatwiej wchodzi w reakcje – może
niszczyć duże molekuły
organiczne; życie oparte na
węglowodorach nie ma tego
problemu.
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 57
![Page 58: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/58.jpg)
Metan CH4 i inne węglowodory:
• woda tworzy silne wiązania
wodorowe – problem dla wiązań
wodorowych złożonych cząstek
organicznych; węglowodory – nie
ma tego problemu.
• Węglowodory: Tytan?
OŚRODEK
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 58
![Page 59: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/59.jpg)
Fotosynteza:
• Podstawowe źródło energii dla
życia na Ziemi
• Fotosynteza: proces wytwarzania
związków organicznych z materii
nieorganicznej;
ŹRÓDŁO ENERGII PROMIENIOWANIE SŁONECZNE: FOTOSYNTEZA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 59
![Page 60: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/60.jpg)
• Faza jasna: światło jest
absorbowane, jego energia jest
zamieniana na energię wiązań
chemicznych; produkt uboczny –
tlen;
• Faza ciemna: energia wiązań
chemicznych jest używana do
syntezy związków organicznych
ŹRÓDŁO ENERGII PROMIENIOWANIE SŁONECZNE: FOTOSYNTEZA
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 60
![Page 61: ASTROBIOLOGIA - swa.edu.plswa.edu.pl/ludzie/eniem/Bioastronomia/Bioastronomia-wyklad1... · chemia organiczna i nieorganiczna, geologia ASTROBIOLOGIA ... fizyczne i psychiczne człowieka](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022022115/5c7739fd09d3f23a068b7baa/html5/thumbnails/61.jpg)
PODSUMOWANIE
2015-02-23 EN, ASTROBIOLOGIA 61
• Astrobiologia: nauka zajmująca się wszystkimi aspektami życia
we Wszechświecie;
• Definicja życia – problem;
• Organizmy żywe potrzebują materii organicznej, odpowiedniego
ośrodka i energii.