Panspermia Theory

Panspermia and the Origin of Life on Earth

Panspermia is a Greek word that translates literally as “seeds everywhere”. The panspermia hypothesis states that the “seeds” of life exist all over the Universe and can be propagated through space from one location to another. Some believe that life on Earth may have originated through these “seeds”. Mechanisms for panspermia include the deflection of interstellar dust by solar radiation pressure and extremophile microorganisms traveling through space within an asteroid, meteorite or comet. Three popular variations of the panspermia hypothesis are:

• Lithopanspermia (interstellar panspermia) – impact-expelled rocks from a planet’s surface serve as transfer vehicles for spreading biological material from one solar system to another.
• Ballistic panspermia (interplanetary panspermia) – impact-expelled rocks from a planet’s surface serve as transfer vehicles for spreading biological material from one planet to another within the same solar system
• Directed panspermia – the intentional spreading of the seeds of life to other planets by an advanced extraterrestrial civilization, or the intentional spreading of the seeds of life from Earth to other planets by humans

Panspermia does not provide an explanation for evolution or attempt pinpoint the origin of life in the Universe, but it does attempt to solve the mysteries of the origin of life on Earth and the transfer of life throughout the Universe.

History of Panspermia

The first known mention of the concept of panspermia was in the writings of the Greek philosopher Anaxagoras (500 BC – 428 BC), although his concept differs from the modern theory:

All things have existed from the beginning. But originally they existed in infinitesimally small fragments of themselves, endless in number and inextricably combined. All things existed in this mass, but in a confused and indistinguishable form. There were the seeds (spermata) or miniatures of wheat and flesh and gold in the primitive mixture; but these parts, of like nature with their wholes, had to be eliminated from the complex mass before they could receive a definite name and character.

In 1743 the theory of panspermia appeared in the writings of French nobleman, diplomat and natural historian Benoît de Maillet, who believed that that life on Earth was “seeded” by germs from space falling into the oceans, rather than life arising through abiogenesis.

The panspermia theory was rekindled in the nineteenth century by the scientists Jöns Jacob Berzelius (1779–1848), Lord Kelvin (William Thomson) (1824–1907) and Hermann von Helmholtz (1821–1894). Lord Kelvin declared in 1871, “[W]e must regard it as probable in the highest degree that there are countless seed-bearing meteoric stones moving about through space. If at the present instance no life existed upon this Earth, one such stone falling upon it might, by what we blindly call natural causes, lead to its becoming covered with vegetation.”

In 1973 the late Nobel prize winning British molecular biologist, physicist and neuroscientist Professor Francis Crick, along with British chemist Leslie Orgel, proposed the theory of directed panspermia.

Recent Support for Panspermia

A meteorite blasted off from the surface Mars about 15 million years ago was found in Antarctica in 1984 by a team of scientists on an annual United States government mission to search for meteors. The meteor was named Allan Hills 84001 (ALH84001). In 1996 ALH84001 was shown to contain structures that may be the remains of terrestrial nanobacteria. The announcement, published in the journal Science by David McKay of NASA, made headlines worldwide and prompted United States President Bill Clinton to make a formal televised announcement marking the event and expressing his commitment to the aggressive plan in place at the time for robotic exploration of Mars. Several tests for organic material have been performed on ALH84001 and amino acids and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) have been found. However, most experts now agree that these are not a definite indication of life, but may have instead been formed abiotically from organic molecules or are due to contamination from contact with Antarctic ice. The debate is still ongoing, but recent advances in nanobe research has made the find interesting again.

The announcement of the discovery of evidence of life on ALH84001 sparked a surge in support for the theory of panspermia. People began to speculate about the possibility that life originated on Mars and was transported to Earth on debris ejected after major impacts (see ballistic panspermia).</P

On April 29, 2001, at the 46th annual meeting of the International Society for Optical Engineering (SPIE) in San Diego, California, Indian and British researchers headed by Chandra Wickramasinghe presented evidence that the Indian Space Research Organisation had gathered air samples from the stratosphere that contained clumps of living cells. Wickramasinghe called this “unambiguous evidence for the presence of clumps of living cells in air samples from as high as 41 kilometers, well above the local tropopause, above which no air from lower down would normally be transported”. A reaction report from NASA Ames doubted that living cells could be found at such high altitudes, but noted that some microbes can remain dormant for millions of years, possibly long enough for an interplanetary voyage within a solar system.

On May 11, 2001, Geologist Bruno D’Argenio and molecular biologist Giuseppe Geraci from the University of Naples announced the finding of extraterrestrial bacteria inside a meteorite estimated to be over 4.5 billion years old. The researchers claimed that the bacteria, wedged inside the crystal structure of minerals, had been resurrected in a culture medium. They asserted that the bacteria had DNA unlike any on Earth and had survived when the meteorite sample was sterilized at high temperature and washed with alcohol. The bacteria were determined to be related to modern day Bacillus subtilis and Bacillus pumilus bacteria, but appear to be a different strain.

On April 21, 2008, renowned British astrophysicist Stephen Hawking spoke about panspermia during his “Why We Should Go Into Space” lecture for NASA’s 50th Anniversary lecture series at George Washington University. In a virtual presentation on Tuesday, April 7, 2009, Stephen Hawking discussed the possibility of building a human base on another planet and gave reasons why alien life might not be contacting the human race, during his conclusion of the Origins Symposium at Arizona State University. Hawking also talked about what humans may find when venturing into space, such as the possibility of alien life through the theory of panspermia, which says that life in the form of DNA particles can be transmitted through space to habitable places.

Dịch nghĩa sang tiếng Việt:

Panspermia và nguồn gốc sự sống trên trái đất

Panspermia là một từ tiếng Hy Lạp dịch sát nghĩa là “hạt ở khắp mọi nơi”. Giả thuyết panspermia nói rằng “hạt giống” của sự sống tồn tại khắp nơi trong Vũ trụ và có thể được truyền qua không gian từ vị trí này đến vị trí khác. Một số người tin rằng sự sống trên Trái đất có thể bắt nguồn từ những “hạt giống” này.

Các cơ chế gây ra panspermia bao gồm sự lệch hướng của bụi giữa các vì sao bởi áp suất bức xạ mặt trời và các vi sinh vật ưa nhiệt di chuyển trong không gian bên trong một tiểu hành tinh, thiên thạch hoặc sao chổi.

Ba biến thể phổ biến của giả thuyết panspermia là:

• Lithopanspermia (panspermia giữa các vì sao) – những tảng đá bị tác động đẩy ra khỏi bề mặt hành tinh đóng vai trò là phương tiện trung chuyển để lan truyền vật chất sinh học từ hệ mặt trời này sang hệ mặt trời khác.
• Ballistic panspermia (panspermia liên hành tinh) – những tảng đá bị tác động đẩy ra khỏi bề mặt hành tinh đóng vai trò là phương tiện vận chuyển vật chất sinh học từ hành tinh này sang hành tinh khác trong cùng một hệ mặt trời
• Panspermia có chỉ đạo – sự lây lan có chủ đích của các hạt giống sự sống đến các hành tinh khác bởi một nền văn minh ngoài trái đất tiên tiến hoặc sự lây lan có chủ ý của các hạt giống sự sống từ Trái đất sang các hành tinh khác bởi con người

Panspermia không đưa ra lời giải thích về sự tiến hóa hay cố gắng xác định chính xác nguồn gốc của sự sống trong Vũ trụ, nhưng nó cố gắng giải đáp những bí ẩn về nguồn gốc của sự sống trên Trái đất và sự chuyển giao sự sống trên khắp Vũ trụ.

Lịch sử của Panspermia

Lần đầu tiên được biết đến khái niệm panspermia là trong các tác phẩm của nhà triết học Hy Lạp Anaxagoras (500 TCN – 428 TCN), mặc dù khái niệm của ông khác với lý thuyết hiện đại:

Tất cả mọi thứ đã tồn tại ngay từ đầu. Nhưng ban đầu chúng tồn tại trong những mảnh nhỏ vô cùng nhỏ của chính chúng, vô số về số lượng và kết hợp chặt chẽ với nhau. Tất cả mọi thứ đều tồn tại trong khối này, nhưng ở dạng nhỏ và không thể phân biệt được. Có những hạt giống hoặc những hạt nhỏ của lúa mì và thịt và vàng trong hỗn hợp nguyên thủy; nhưng những bộ phận này, về bản chất giống như những bộ phận lành lặn của chúng, phải được loại bỏ khỏi khối phức tạp trước khi chúng có thể nhận được tên và đặc điểm xác định.

Năm 1743, lý thuyết về panspermia xuất hiện trong các tác phẩm của nhà quý tộc, nhà ngoại giao và nhà sử học tự nhiên người Pháp Benoît de Maillet, người tin rằng sự sống trên Trái đất được “gieo mầm” bởi vi trùng từ không gian rơi xuống đại dương, chứ không phải là sự sống phát sinh qua quá trình bào sinh.

Lý thuyết panspermia được các nhà khoa học Jöns Jacob Berzelius (1779–1848), Lord Kelvin (William Thomson) (1824–1907) và Hermann von Helmholtz (1821–1894) nhen nhóm vào thế kỷ 19. Lord Kelvin đã tuyên bố vào năm 1871, “[W] e phải coi nó là có thể xảy ra ở mức độ cao nhất rằng có vô số đá địa vật mang hạt giống di chuyển trong không gian. dựa vào cái mà chúng ta gọi là nguyên nhân tự nhiên một cách mù quáng, có thể dẫn đến việc nó bị bao phủ bởi thảm thực vật. “

Năm 1973, nhà sinh học phân tử, nhà vật lý và thần kinh học người Anh, Giáo sư Francis Crick, cùng với nhà hóa học người Anh Leslie Orgel, đã đề xuất lý thuyết về panspermia có hướng.

Hỗ trợ gần đây về Panspermia

Một thiên thạch từ bề mặt sao Hỏa khoảng 15 triệu năm trước đã được tìm thấy ở Nam Cực vào năm 1984 bởi một nhóm các nhà khoa học trong nhiệm vụ hàng năm của chính phủ Hoa Kỳ nhằm tìm kiếm thiên thạch. Sao băng được đặt tên là Allan Hills 84001 (ALH84001). Năm 1996 ALH84001 được chứng minh là có chứa các cấu trúc có thể là phần còn lại của vi khuẩn nano trên cạn. Thông báo, được đăng trên tạp chí Khoa học của David McKay của NASA, đã gây chú ý trên toàn thế giới và khiến Tổng thống Hoa Kỳ Bill Clinton đưa ra một thông báo chính thức trên truyền hình đánh dấu sự kiện này và bày tỏ cam kết của ông đối với kế hoạch tích cực được đưa ra vào thời điểm đó để khám phá bằng robot Sao Hoả.

Một số thử nghiệm đối với vật liệu hữu cơ đã được thực hiện trên ALH84001 và các axit amin và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) đã được tìm thấy. Tuy nhiên, hầu hết các chuyên gia hiện nay đồng ý rằng đây không phải là dấu hiệu xác định về sự sống, mà thay vào đó có thể đã được hình thành từ các phân tử hữu cơ hoặc do nhiễm bẩn khi tiếp xúc với băng ở Nam Cực. Cuộc tranh luận vẫn đang diễn ra, nhưng những tiến bộ gần đây trong nghiên cứu nanobe đã khiến phát hiện này trở lại thú vị.

 

Vào ngày 29 tháng 4 năm 2001, tại cuộc họp thường niên lần thứ 46 của Hiệp hội Kỹ thuật Quang học Quốc tế (SPIE) ở San Diego, California, các nhà nghiên cứu Ấn Độ và Anh do Chandra Wickramasinghe đứng đầu đã trình bày bằng chứng rằng Tổ chức Nghiên cứu Không gian Ấn Độ đã thu thập các mẫu không khí từ tầng bình lưu chứa các khối tế bào sống. Wickramasinghe gọi đây là “bằng chứng rõ ràng về sự hiện diện của các khối tế bào sống trong các mẫu không khí ở độ cao 41 km, cao hơn nhiệt độ thông thường, trên đó không có không khí từ dưới xuống thường được vận chuyển”. Một báo cáo phản ứng từ NASA Ames nghi ngờ rằng tế bào sống có thể được tìm thấy ở độ cao như vậy, nhưng lưu ý rằng một số vi khuẩn có thể không hoạt động trong hàng triệu năm, có thể đủ lâu cho một chuyến du hành liên hành tinh trong hệ mặt trời. Vào ngày 11 tháng 5 năm 2001, nhà địa chất học Bruno D’Argenio và nhà sinh học phân tử Giuseppe Geraci từ Đại học Naples đã công bố việc tìm thấy vi khuẩn ngoài Trái đất bên trong một thiên thạch ước tính hơn 4,5 tỷ năm tuổi. Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng vi khuẩn, nằm bên trong cấu trúc tinh thể của khoáng chất, đã được hồi sinh trong môi trường nuôi cấy. Họ khẳng định rằng vi khuẩn có DNA không giống bất kỳ loài nào trên Trái đất và đã sống sót khi mẫu thiên thạch được khử trùng ở nhiệt độ cao và rửa bằng cồn. Vi khuẩn được xác định là có liên quan đến vi khuẩn Bacillus subtilis và Bacillus pumilus ngày nay, nhưng dường như là một chủng khác.

Vào ngày 21 tháng 4 năm 2008, nhà vật lý thiên văn nổi tiếng người Anh Stephen Hawking đã nói về thuyết panspermia trong bài giảng “Tại sao chúng ta nên đi vào vũ trụ” cho chuỗi bài giảng Kỷ niệm 50 năm của NASA tại Đại học George Washington.

Trong một bài thuyết trình ảo vào thứ Ba, ngày 7 tháng 4 năm 2009, Stephen Hawking đã thảo luận về khả năng xây dựng căn cứ của con người trên một hành tinh khác và đưa ra lý do tại sao sự sống ngoài hành tinh có thể không liên hệ với loài người, trong khi kết thúc Hội nghị chuyên đề về Nguồn gốc tại Đại học Bang Arizona. . Hawking cũng nói về những gì con người có thể tìm thấy khi phiêu lưu vào không gian, chẳng hạn như khả năng có sự sống ngoài hành tinh thông qua thuyết panspermia, thuyết nói rằng sự sống dưới dạng các hạt DNA có thể được truyền qua không gian đến những nơi có thể sinh sống được.