26 november 2021

Stoppen met ruimtereizen vanwege virussen op exoplaneten?

Biologische contaminatie door ruimtereizen is momenteel een even aktueel als omstreden ruimtevaartthema. Meerdere scenario’s zijn denkbaar maar astrobioloog Paul Davies, bekend vanwege vele publieke optredens, liet zich recent uit over een, zeg maar ‘curiosity kills the cat’ scenario, het aantreffen van virussen op andere (exo)-planeten. Moeten we ons daar, hoewel voorlopig nog ver in de toekomst, zorgen om maken bij het afreizen naar diverse kosmische bestemmingen? Hieronder volgt de mening van professor Davies m.b.t. het aantreffen van virussen en ander microbieel leven elders in de kosmos.

Impressie van een hyceaanse planeet. Credit: Amanda Smith

Wat betreft biologische contaminatie m.b.t. ruimtevaart en -reizen is er enerzijds het scenario denkbaar van een alien microbe die zich, al meereizend met een ruimteschip, totaal ongehinderd kan nestelen op onze bescheiden planeet voor onbepaalde duur. Anderzijds is er het ‘omgekeerde’ scenario, een raket die, afgeschoten vanaf de aarde, de maan of Mars gaat besmetten met aardse micro-organismen en met alle, vooralsnog onbekende, gevolgen van dien. Het eerste scenario is bijvoorbeeld uitgewerkt in het bekende boek van Michael Crichton ‘The Andromeda Strain’, het tweede scenario wordt sinds jaar en dag ook uiterst grondig bestudeerd. De afgelopen decennia zijn er talloze (astro)-biologische onderzoeken geweest, variërend van microben-onderzoek op het ISS tot het microbieel leven op Venus, enz. en talloos zijn de hits met de zoektermen ‘interplanetary contamination’, o.a. zie hier, over het gevaar van de besmetting van de maan. Astrobioloog en kosmoloog Paul Davies van de Arizona State University, tevens directeur van het Beyond Center for Fundamental Concepts in Science gaat nog een stap verder. Davies heeft zich recent stellig uitgelaten over een mogelijk aantreffen van virussen op andere werelden, meer specifiek op exoplaneten. Davies beroept zich daarbij onder meer op een studie van eind augustus j.l. die uitwees dat er snel, mogelijk al over 2 à 3 jaar, op exoplaneten leven ontdekt gaat worden. Alsmede stipt Davies in dit kader de onderzoeken naar het HGT (horizontal gene transfer) aan, de rol van virussen in horizontale genoverdracht.

K2-18b exoplaneet ‘superaarde’Credits; NASA/ESA/Hubble

Davies verwijst in zijn betoog m.b.t. virussen en exoplaneten, naar onderstaand onderzoek, samengevat in o.a. dit uitgebreid artikel in The Guardian, ik citeer: “Biosignaturen buiten ons zonnestelsel kunnen binnen 2 à 3 jaar worden gedetecteerd, aldus experts na een heroverweging van mogelijk bewoonbare exoplaneten. Onderzoekers zochten vooreerst naar planeten met een vergelijkbare grootte, massa, temperatuur en atmosferische samenstelling als de aarde. Maar een team astronomen van Cambridge identificeerden een nieuwe klasse van bewoonbare exoplaneten, hycean-planeten genaamd – heet, bedekt met oceaan en met waterstofrijke atmosferen – die talrijker en waarneembaar zijn dan aardachtige planeten. De K2-18b, is er zo een. “Hyceanen zijn in feite waterwerelden met een waterstofrijke atmosfeer”, aldus dr. Nikku Madhusudha, en stelt: “Wij menen dat we binnen twee tot drie jaar de eerste biosignatuurdetectie kunnen zien als deze planeten leven herbergen en de James Webb telescoop zou hierbij kunnen assisteren.” Hier de link naar het wetenschappelijk artikel in The Astrophysical Journal.

Virus is een onlosmakelijk deel van het ‘web van leven’
Met de recente Covid-uitbraak is het thema van biologische besmetting actueler dan ooit, ook op het ISS. ‘Cancel NASA’ schreef een journalist recent op een technieuwssite. De levens van veel aardbewoners zijn flink veranderd de afgelopen tijd en, wie weet, aldus Davies, zijn er zelfs mensen die zover gaan dat ze willen emigreren naar elders, misschien zelfs naar elders in de kosmos, weg van deze planeet. Davies erkent dat buitenaards leven zich in een geheel scala aan vormen kan aandienen, van humanoïde robots tot microben, Davis is er, in het laatstgenoemde scenario stellig van overtuigd dat er zich een breed scala aan microben en andere microscopische agentia nodig zouden zijn om het leven, zoals wij dat kennen, als geheel te ondersteunen. En het lijkt erop, aldus Davies, dat virussen – of iets dat een vergelijkbare rol vervult – een onlosmakelijk verwoven onderdeel zijn in dit web van levensondersteunende microbiële agentia. Davies: “Virussen maken eigenlijk deel uit van het web van het leven, en ik zou verwachten dat als je microbieel leven op een andere planeet hebt, je zeker de volledige complexiteit en robuustheid nodig zult hebben die gepaard gaat met het kunnen uitwisselen van genetische informatie.” Hij vervolgt: “Virussen kunnen worden gezien als mobiele, genetische elementen.” Davis duidt dan op het verschijnsel ‘HGT’, en een aantal studies heeft inderdaad gesuggereerd dat genetisch materiaal van virussen in het genoom van mensen en andere dieren is opgenomen door dit proces van horizontale genoverdracht. Volgens Davies is het belang van microben in dit ‘grote web van leven’ weliswaar bekend, maar wordt de rol van virussen hierin minder algemeen erkend, maar stelt dat, mocht er cellulair leven zijn op andere werelden, virussen – of iets soortgelijk – waarschijnlijk zouden bestaan voor genetische informatie overdracht. 

concept ‘multi-purpose deep space’ ruimteschip Credits; NASA

Davies meent dat buitenaards leven alles behalve homogeen van aard is, en stelt: “Ik denk niet dat het een kwestie is van ‘ik-ga-naar-een-andere-planeet-en-kom-daar-één-type-microbe-tegen’. Ik denk dat het een heel ecosysteem moet zijn.”  Het idee van virussen op explaneten is geen reden voor paniek, aldus Davies, en vertelt: “De gevaarlijke virussen zijn degenen die zeer nauw zijn aangepast aan hun gastheren. En als er een echt buitenaards virus bestaat, is de kans groot dat het niet in de verste verte gevaarlijk is.” De opmerkingen van Davies om meer te kijken naar een ecosysteem als geheel m.b.t. exoplanetair leven geldt ook in het scenario van mensen die andere planeten willen koloniseren. Davies: “De meeste mensen denken in de trant van, ja, we zouden een heel groot ruimtevaartuig moeten hebben, en dan dingen recyclen voor de zeer lange reis, en dan alle technologie die je nodig hebt meenemen,” echter, aldus Davies, “Eigenlijk is het allerlastigste van het probleem van ultralang ruimtereizen, wat de ‘microbiologie’ is wat je mee zou moeten nemen –  het heeft geen zin om gewoon een paar varkens en aardappelen en dat soort dingen te nemen en te hopen dat als je aan de andere kant komt, het allemaal geweldig en zelfvoorzienend zal zijn.

Virussen en positieve eigenschappen voor het leven
Hoewel door Covid veel mensen inmiddels een niet zo positief beeld van virussen heeft gegeven, meldt Davies dat virussen lang niet allemaal slecht zijn en stelt: “In feite zijn ze meestal goed.” Naast hun positieve rol kunnen virussen die bacteriën infecteren – bekend als fagen – helpen om bacteriële populaties onder controle te houden, terwijl virussen ook in verband zijn gebracht met tal van andere belangrijke processen, van het helpen van planten om te overleven in extreem hete bodems tot het beïnvloeden van biogeochemische cycli. En, zoals Davies opmerkt, kan een aanzienlijk deel van het menselijk genoom overblijfselen zijn van oude virussen. ” We horen over het microbioom in ons, en er is een planetair microbioom”, aldus Davies, en gezien deze fundamentele rol onderschrijft hij dus ook de hypothese dat, mochten er virussen in in andere uithoeken van het universum bestaan, dit niet zeer zorgwekkend zou moeten zijn.  Zelfs mensen zouden kunnen zijn verschenen dankzij overblijfselen van oude virussen, betoogt de wetenschapper. ” Laatstgenoemde nog eens onderstreept door recent onderzoek, ik citeer uit dit BBC artikeL getiteld ‘What is all viruses disappeared?’: “De overgrote meerderheid van virussen is niet pathogeen voor de mens, en velen spelen een integrale rol bij het ondersteunen van ecosystemen. Anderen houden de gezondheid van individuele organismen in stand – alles van schimmels en planten tot insecten en mensen. “We leven in evenwicht, in een perfect evenwicht, en virussen maken daar deel van uit,” vertelt Susana Lopez Charretón, viroloog aan de Nationale Autonome Universiteit van Mexico. Tony Goldberg , een epidemioloog aan de Universiteit van Wisconsin-Madison stelt: “Ik denk dat als alle virussen plotseling zouden verdwijnen, de wereld ongeveer anderhalve dag een prachtige plek is, en dan zouden we allemaal sterven – dat is de bottom line.” Bronnen: The Guardian, Nature, BBC, UArizona, NASA

Comments

  1. Enceladus zegt

    In deze SF-thriller van Nederlandse bodem spelen virussen een belangrijke rol:

    https://www.bol.com/nl/nl/p/roodvonk/9200000081753356/?referrer=socialshare_pdp_www

    groet,
    Gert (Enceladus)

  2. Grappig hoe mensen kunnen verdwalen in hun eigen fantasieën…voor virussen heb je een gastheer nodig. Eerder ging Davies al vreselijk de mist in met zijn support aan biologisch leven gebaseerd op arseen. Maar zolang deze populist aanhang heeft mag hij deze onzin gerust verder publiceren totdat we sneller dan licht kunnen reizen om het tegendeel te bewijzen. En dat zal voorlopig niet gebeuren zonder gebruik te maken van zijn wormholes of tijdmachine, zie https://en.wikipedia.org/wiki/Paul_Davies.

  3. Erik van der Veen zegt

    Wat ik nog steeds niet begrijp is waarom dit soort geleerden, professoren er schijnbaar automatisch maar vanuit gaan dat buitenaards leven “compatible” is met wat wij op aarde kennen als leven.

    Als dat zo blijkt te zijn dan is dat mijn inziens direct het bewijs voor panspermie. De gedachte dat het leven zoals wij dat kennen ergens (zeker niet noodzakelijkewijs op aarde) begonnen is en zich vanuit daar verspreid heeft door bijvoorbeeld komeetinslagen. Prima.. Dan zou er een gemeenschappelijke basis zijn en kan je ergens een soort basis compatabiliteit verwachten.

    Maar ik denk dat we ons geen idee kunnen vormen van het aantal manieren waarop zich op een andere planeet onder andere omstandigheden dan op aarde geheel zelfstandig leven gevormd heeft. (zoals de meeste wetenschappers denken dat het hier op aarde ook gegaan is).
    De kans dat dat leven op zo’n planeet op dezelfde manier functioneert als hier op aarde.. (Met RNA, DNA, Aminozuren, Celkernen etc) lijkt echt zó onwaarschijnlijk klein dat je het bijna kan uitsluiten. Waarschijnlijk kan er zich op miljarden andere manieren een zelfreplicerend organisme vormen wat zich netjes volgens de evolutieleer zou kunnen ontwikkelen tot hogere vormen van leven.

    Er bestaat misschien wel een mogelijkheid dat zo’n organisme, als het bij de zelfreplicatie net als op aarde grotendeels uit koolstof verbindingen bestaat, hier op aarde als een soort grey goo alle koolstof op consumeert. Dat zou dan heel snel kunnen gaan. Ik denk echter dat we zo’n organisme wel zullen opmerken voordat we het mee naar de aarde slepen. De kans lijkt me groter dat we zo’n organisme “per ongeluk” zelf creëren in onze zoektocht naar mogelijkheden met nano-enginering. Prachtig plot voor een Apocalyptische film.

    Maar een virus dat zichzelf net als virussen hier op aarde in onze cellen kan binnendringen en zich daar laat repliceren lijkt me vrijwel uitgesloten tenzij er zoals eerder gezegd sprake is van panspermie

    • Angele van Oosterom zegt

      Hoi Erik, dank voor je reactie. M.i. is het niet zo dat Davies volstrekt automatisch uitgaat dat buitenaards leven ‘compatible’ is of moet zijn met organisch leven of ‘zoals wij dat kennen’. Davies doet zijn uitspraken juist naar aanleiding van twee wetenschappelijke onderzoeken, gepubliceerd in toonaangevende journals en slaat het pad in die een buitenaards leven zoektocht scenario volgt ‘kijken naar hoe het leven mogelijk hier op aarde is ontstaan’. Dit scenario is vervolgens slechts een uitgangspunt voor Davies om op voort te gaan. En dit is uiteraard een van de talloze denkbare scenario’s, (misschien zijn er wel vormen die voor ons onmogelijk te bevatten zijn, wat dat betreft tasten we inderdaad nog in het duister, en ook inderdaad panspermie is vooralsnog niet uitgesloten). Mogelijk dat men in de toekomst met supercomputers deze scenario’s kan simuleren.

      De onderzoeken aangehaald door Davies over waterwerelden, het mogelijk sneller vinden van biosignaturen aldaar, alsook het HGT-onderzoek, over de rol van virussen bij de overdracht van genetische informatie, schept m.i. voor Davies slechts een kader. En juist over de rol van virussen in ‘het grote web van leven’ zoals Davies stelt, is i.t.t. tot het belang van microben voor organisch leven, veel minder bekend. Davies stelt dan ook ‘mocht er cellulair leven zijn op andere werelden, virussen – of iets soortgelijk – waarschijnlijk zouden bestaan voor genetische informatie overdracht.’

      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4571566/

      In een ander recent artikel, uit de NYT, ook over deze materie, stelt een zoõloog, Dr. Arik Kershenbaum het volgende: “No matter how alien biochemistry might work and no matter how planetary environments might differ, Kershenbaum argues that some version of Darwinian selection would be at work — and would have channelled alien evolution to restricted menus of possibilities.”

      https://www.nytimes.com/2021/03/16/books/review/the-zoologists-guide-to-the-galaxy-arik-kershenbaum.html

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.