1 / 48

EGZOBIOLOGIJA

EGZOBIOLOGIJA. Izidor Pelajić Astronomsko društvo Faust Vrančić. EGZOBIOLOGIJA. Izidor Pelajić Astronomsko društvo Faust Vrančić. Egzobiologija. Raznolike “ ezgobiologije ”. Zvjezdarnica Zagreb. Egzobiologija. egzobiologija ( astrobiologija ). Zvjezdarnica Zagreb. Egzobiologija.

evonne
Download Presentation

EGZOBIOLOGIJA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. EGZOBIOLOGIJA Izidor Pelajić Astronomsko društvo Faust Vrančić

  2. EGZOBIOLOGIJA Izidor Pelajić Astronomsko društvo Faust Vrančić

  3. Egzobiologija Raznolike “ezgobiologije” Zvjezdarnica Zagreb

  4. Egzobiologija egzobiologija(astrobiologija) Zvjezdarnica Zagreb

  5. Egzobiologija Fundamentalna pitanja Zadatak Pitanje • Nastanak i evolucija života • Potraga za životom u Svemiru • Budućnost života na Zemlji • Tko smo mi ? • Odakle smo došli ? • Kuda idemo ? Zvjezdarnica Zagreb

  6. Egzobiologija Egzobiologija • Što je život • Kako izgleda danas • Kako je mogao nastati • Što je osnova života • U kojim se uvjetima razvio • Kako tražiti “otiske prstiju” života • Kako mi tragamo za životom Zvjezdarnica Zagreb

  7. Egzobiologija Život – što je to ? Zvjezdarnica Zagreb

  8. Egzobiologija Definiranje života – life • “Life is a self-sustained chemical system capable of undergoing Darwinianevolution.” • “Život je samoodrživ kemijski sustav sa mogućnošću poduzimanja evolucije u Darwinovom smislu.” • “A system that is capable of metabolism and propagation of information.” • “Sustav sa mogućnošću metabolizma i propagacije informacija.” Metabolizam Darwinova evolucija Zvjezdarnica Zagreb

  9. Egzobiologija Darwinova evolucija Razvoj složenijih oblika života iz jednostavnijih pomoću mutacije i prirodne selekcije, opstanak najjačih Princip Primjer Zvjezdarnica Zagreb

  10. Egzobiologija Darwinova evolucija (princip) Vanjski utjecaji promjenjivi kroz vrijeme Reprodukcija Reprodukcija Mutacije Složeniji organizmi Prilagodba Jednostavni organizmi Izumiranje Zvjezdarnica Zagreb

  11. Egzobiologija Darwinova evolucija (primjer) Zvjezdarnica Zagreb

  12. Život • Prokarioti • Eukarioti • Jednostanični organizmi • Višestanični organizmi • … • Svitkovci • Ribe • Dvodihalice • Vodozemci • Gmazovi • Sisavci • Primati • Lucy • Homo Sapiens Prvi jednostanični organizam Ljudi

  13. Egzobiologija Metabolizam Skup biokemijskih reakcija u živim organizmima potrebnih za održavanje života Najvažnije kemijske reakcije Najvažniji kemijski spojevi Zvjezdarnica Zagreb

  14. Egzobiologija Metabolizam (kemijske reakcije) • SINTEZE • Fotosinteza • Sinteza nukleotida • Sinteza lipida • Sinteza aminokiselina • Glukoneogeneza • Sinteza glikogena • RAZGRADNJE • Glikoliza • Ciklus limunske kiseline • Oksidacijska fosforilacija • Razgradnja aminokiselina Zvjezdarnica Zagreb

  15. Egzobiologija Metabolizam (kemijski spojevi) • Aminokiseline • Proteini • Lipidi • Ugljikohidrati • Nukleotidi • Koenzimi • Minerali Glicin Najjednostavnija aminokiselina Hemoglobin, Protein iz krvi Glukaza, šećer Nukleotidi, Adenin, Timin, Guanin, Citozin, Uracil Fosfolipid, Tvori membrane Zvjezdarnica Zagreb

  16. Egzobiologija Kemijska osnova života Voda Ugljik Alternativna rješenja Zvjezdarnica Zagreb

  17. Egzobiologija Voda (H20) Svojstva vode Važnost vode • D2O : H2O ≈ 130 ∙ 10-6 • 55% – 90% udjela u organizmima • Polarno otapalo • Anomalija vode • Velik toplinski kapacitet Zvjezdarnica Zagreb

  18. Egzobiologija Ugljik (C) • Najvažniji element za život • Gradi ugljikovodike • Ulazi u osnovu svih poznatih organizama • CO2 - staklenički plin Zvjezdarnica Zagreb

  19. Egzobiologija Alternative (ili zašto upravo ugljik) • Ugljik • Silicij • Sumpor • Jod • Valencije • C ima 4 valentna elektrona – radi 4 jednostruke kovalentne veze • Silicij ima 4 valentna elektrona • Sumpor ima 6 valentnih elektrona i također radi polimere • Jod ima 7 valentnih elektrona Zvjezdarnica Zagreb

  20. Egzobiologija Alternative Ugljik Ostali • Prvi element u periodnom sustavu koji radi 4 veze • Gradi lance i prstenove • Rado se spaja sa drugim elementima • Elementi sa manjim brojem veza teško formiraju lance (npr. NH3) • Elementi sa većim brojem valentnih elektrona su teži (viši atomski broj) • Jačina kovalentne veze opada sa atomskim brojem – spojevi su nestabilniji • Teži elementi rjeđi su od lakših C • Ugljik kao baza za život logičan je izbor sa energetskog stajališta bez obzira na dio Svemira Zvjezdarnica Zagreb

  21. Egzobiologija Teorije o podrijetlu života Terestijalno podrijetlo (ovozemaljsko) Ekstraterestijalno podrijetlo (vanzemaljsko) Zvjezdarnica Zagreb

  22. Egzobiologija Teorije o postanku života na Zemlji • Život je nastao kao neminovan ishod kemijskih reakcija u oceanima drevne Zemlje • Bilo koji kemijski sustav nalik sustavu Zemlje prije 4 milijarde godina kroz dovoljno mnogo vremena razvit ce život Elementi Život Spojevi Zvjezdarnica Zagreb

  23. Egzobiologija Urey - Millerov eksperiment • Dokaz hipoteze o spontanom nastanku života iz anorganske tvari Električna pražnjenja • Rezultati eksperimenta: • 22 aminokiseline • glicin • pokazano da organska tvar može nastati iz anorganske • Pretpostavka prve Zemljine atmosfere: • NH3 • CH4 • CO2 • H2O Prva atmosfera Hlađenje Organska tvar! Vulkani i visoka temperatura Zvjezdarnica Zagreb

  24. Egzobiologija Kritike eksperimenta • Najnovija istraživanja prve atmosfere preferiraju drugačiji sastav atmosferskih plinova (CO2, H20, H2 … ) • Smatra se da električna aktivnost atmosfere nije bila učestala • U opisanim uvjetima razvoj života bio bi vrlo usporen (malo reaktivnih elemenata) 200 000 godina Zemlja Kora Život Fotosinteza Jednostanične biljke Većina živog svijeta - 4 Ga - 3 Ga - 2 Ga - 1 Ga Danas Zvjezdarnica Zagreb

  25. Egzobiologija Panspermija(ekstraterestijalno podrijetlo) • Kometi i asteroidi bogati ledom • Organski materijal prisutan je u kometima i asteroidima • Organski materijal sadržan je u molekulskim oblacima • 100 000 – 300 000 godina za razvoj života – nedostatno • Život je donesen na Zemlju • Razvijen u Svemiru u pogodnijim uvjetima • Sačuvan pri putovanju • Adaptirao se i nastavio evoluirati Zvjezdarnica Zagreb

  26. Egzobiologija Panspermija(scenarij) A B Stvaranje kore Mineralni produkti metabolizma Danas - 4 Ga - 3 Ga - 2 Ga - 1 Ga Zvjezdarnica Zagreb

  27. Egzobiologija Panspermija(razlozi) • Organska materija izvanzemaljskog podrijetla • Millerov eksperiment – aminokiseline • Ribonukleinska kiselina (RNA) • Deoksiribonukleinska kiselina (DNA) • Sinteza Aminokiseline RNA DNA Složenost sinteze ? Kompleksnost spoja Zvjezdarnica Zagreb

  28. Egzobiologija Evolucija planeta Zemlje Formiranje Zemlje Klima na Zemlji Habitalna zona Uzroci neodrživosti života na Veneri i Marsu Zvjezdarnica Zagreb

  29. Egzobiologija Formiranje Zemlje Zvjezdarnica Zagreb

  30. Egzobiologija Uvjeti na Zemlji • “Klima je prosječno stanje atmosfere promatrano u periodu od 50 godina.” • Na velikoj vremenskoj skali klima je funkcija vremena • Današnja atmosfera smatra se 3 atmosferom Zemlje • Prva atmosfera pogodovala je razvoju života • Prva atmosfera NE podržava današnji život Zvjezdarnica Zagreb

  31. Egzobiologija Klima • Održavanje klime: • Sunce • Solarna konstanta • Termalno zračenje • Staklenički efekt • Kruženje stakleničkih plinova T = Tpovršinska – T T – staklenički efekt • Staklenički efekt dio je klime • Staklenički efekt čine staklenički plinovi: • 2/3 H2O • 1/3 CO2 • ostali T4 =1/4 ∙ Ssol (1 - A) Zemlja Izlazna Ulazna Zvjezdarnica Zagreb

  32. Egzobiologija Povoljan položaj Zemlje Udaljenost Zemlje do Sunca je 1AU Tri agregatna stanja vode Habitalna zona Zvjezdarnica Zagreb

  33. Egzobiologija Habitalna zona • Galaktičkahabitalna zona • Povoljan položaj zvijezde u odnosu na okruženje • Habitalna zona (HZ) • Područje zvjezdanog sustava koje dopušta postojanje vode u 3 agredatna stanja • Kontinuirana habitalna zona (CHZ) • Područje habitalne zone u duljem vremenskom periodu Zvjezdarnica Zagreb

  34. Egzobiologija Venera i Mars Venera i Mars Nisu uspjeli stabilizirati klimu! Hladno 1,5 AU Fino 1AU Vruće 0,7AU Udaljenost od Sunca Zvjezdarnica Zagreb

  35. Egzobiologija Razlozi raspada klimatskih sustava Venera Mars Energetski tretiran problem Venere: • Fotodisocijacija: • Bijeg H2 u Svemir • Gubitak vode • Niska ulazna energija • H2O u obliku leda • CO2 nedostatan za potreban staklenički efekt h 2H2O 4H2 + O2 • Marsov drugi problem: • 1/9 mase Zemlje • Kratka vulkanska aktivnost • Solarna konstanta (S): • tok sunčevog zračenja kroz jedinicu površine na udaljenosti d od Sunca • Maksimalna S za habitalni planet: 1.1 SZemlja • Vrijednost za Veneru: 1.9 SZemlja Zvjezdarnica Zagreb

  36. Egzobiologija Biomarkeri Indikatori životne aktivnosti odnosno metabolizma Izravna istraživanja (Sunčev sustav) Homokiralnost Apsorpcijski spektar Zemlje Zvjezdarnica Zagreb

  37. Egzobiologija Izravna istraživanja • Prikupljanje uzoraka • Analiza hranidbenim podlogama • Kemijska analiza Zvjezdarnica Zagreb

  38. Egzobiologija Homokiralnost(homochirality) • Spojevi sintetizirani u živim organizmima pokazuju svojstvo homokiralnosti • Podrijetlo svojstva nejasno • Najpouzdaniji indikator aktivnosti živih organizama Svi živi organizmi sintetiziraju L-tip molekula Zvjezdarnica Zagreb

  39. Egzobiologija Spektri Spektrometar Sunčev spektar Sunce Zvjezdarnica Zagreb

  40. Egzobiologija Spektri • Spektar zračenja Sunca • Spektar zračenja crnog tijela Sunčev spektar izvan atmosfere Sunčev spektar sa Zemlje Zvjezdarnica Zagreb

  41. Egzobiologija Spektri Sunce • Apsorpcijski spektar klorofila Sunčev spektar izvan atmosfere Klorofil Sunčev spektar sa Zemlje • Primjer indikatora životne prisutnosti Zvjezdarnica Zagreb

  42. Egzobiologija Zemljin spektar (polazna točka) • Jedini planet sa pouzdanom prisutnosti života Intenzitet Valna duljina Zvjezdarnica Zagreb

  43. Egzobiologija Svemirske Misije Potraga za životom u Svemiru Ekstrasolarni planeti Zvjezdarnica Zagreb

  44. Egzobiologija Ekstrasolarni planeti (egzoplaneti) • Planeti drugih zvijezda • Plinoviti divovi • Terestijalni planeti • Habitalni planeti • Postoje li drugi sunčevi sustavi Preko 300 otkrivenih planeta! Zvjezdarnica Zagreb

  45. Egzobiologija Izravna potraga Misija Cilj • Cassini-Huygens • Spirit i Opportunity • Mars Oddisey • Phoenix • … • Saturn i Titan • Mars • Mars • Mars Zvjezdarnica Zagreb

  46. Egzobiologija Potraga za biomarkerima Misija Cilj • COROT SpaceTelescope • KEPLER Mission • Terrestrial Planet Finder • … • Potraga za ekstrasolarnim planetima • Terestijalni planeti • Naseljivi planeti Zvjezdarnica Zagreb

  47. Egzobiologija Jesmo li sami u Svemiru ? • Prema svim dosadašnjim saznanjima i istraživanjima: Zvjezdarnica Zagreb

  48. Egzobiologija • Život • Život danas • Podrijetlo • Osnova • Uvjeti • Biomarkeri • Potraga Hvala na pažnji! Izidor Pelajić ipelajic@fizika.org Zvjezdarnica Zagreb

More Related