Základy astrobiologie

Základy astrobiologie – Astrobiology (S107023)

T. PETRÁSEK (garant), J. NOVÁKOVÁ, T. PETRÁSEK, J. TOMAN (vyučující), 2/1, 3 kredity, Zk, zimní semestr

Anotace

Přednáška představuje studentům obor astrobiologie, současné pokroky v něm a aplikace pro další vědecké oblasti. Soustředí se zejména na biologickou stránku oboru. Hlavní tematické okruhy zahrnují vznik života a předpoklady pro něj, definici života, obecné rysy biologické evoluce a evoluční trendy, biogeochemické cykly a oboustranný vztah mezi organismy a jejich prostředím, možné podmínky pro život v naší soustavě (v průběhu celé její historie) i mimo ni, extremofilní formy života na Zemi, exotické habitaty na Zemi a jejich analogy ve vesmíru a možnosti exotických forem života na Zemi i mimo ni. Dotkneme se ale i problematiky vývoje vesmíru, vzniku planetárních soustav, vymezení hvězdné i galaktické obyvatelné zóny, modelů životu příhodných podmínek, historie astrobiologie a výzkumu života ve vesmíru (tj. zejména s astrobiologií souvisejících výsledků úspěšných misí vesmírných sond), chystaných misí, metod výzkumu (včetně výzkumu hraničních podmínek života pozemských organismů co do teploty, tlaku, zrychlení aj.) či Fermiho paradoxu. Předmět je určen zejména pro studenty biologických, ale i jiných přírodovědných oborů všech ročníků se zájmem o probíranou problematiku. Nejsou vyžadovány žádné prerekvizity.

Sylabus

  1. Úvod, definice astrobiologie a exobiologie (případně dalších variant a podoborů), základní termíny, historie, mezioborovost; vznik a vývoj vesmíru (vč. kosmologie) a sluneční soustavy, vznik a vývoj hvězd a planet v jiných soustavách, detekce exoplanet a úspěchy v tomto oboru
  2. Definice a vznik života, energie, prvky a rozpouštědla; umělý život; vznik života na Zemi, doklady a teorie; stínová biosféra, viry aj.
  3. Vývoj planety Země, unikátnost (ano či ne), obyvatelné zóny, biogeochemické cykly, teorie Gaia (pro a proti), Život a smrt planety Země, Rare Earth; exoplanety z biologického hlediska, jednotlivé typy planet a jejich možná omezení a výhody ve vztahu k životu, jednotlivá zajímavá tělesa
  4. Extremofilové ze všech hledisek
  5. Vnitřní planety sluneční soustavy s výjimkou Země a Marsu, ale + měsíc (jako archiv); Venuše a možná příznivost pro život v minulosti (a současnosti?)
  6. Mars – historie planety, meteority, sondy minulé i chystané, poznatky, kontroverze, místa vhodná pro živost, možné živé formy
  7. Vnější planety a jejich měsíce –  endohydrosféry a různé fyzikální, chemické i biologické teorie kolem nich, možné živé formy, hypotézy o životu v oblacích plynných obrů
  8. Podledovcová jezera – obecně, Vostok, historie objevování, dosavadní zjištění, další podledovcová jezera v Antarktidě a analogy mimo ní, zjištění, analogie s objekty Sluneční soustavy
  9. Exotické habitaty – od Pluta, asteroidů a Oortova oblaku po neutronové hvězdy apod., navržené hypotetické exotické formy života, zajímavosti, bizarnosti ohledně možných a nemožných živých forem, i digitální atd.
  10. Biologická evoluce a její charakter, jaké ze základních evolučních mechanismů jsou obecné a jaké se mohou planetu od planety lišit, jak to může záviset na prostředí, makroevoluce, trendy největšího rozsahu, Major evolutionary transitions, evoluční trendy a obecná řešení typu Dennetova věž
  11. Plánované sondy a výzkum v budoucnosti, historie výzkumu vesmíru, možnosti detekce života, možnosti detekce inteligentního života, metody astrobiologického výzkumu na zemi (umělý život, simulace, modely, experimenty s extremofily, …)
  12. Fermiho paradox „Kde všichni jsou“ – různé teorie kolem, nejen inteligentní, ale i neinteligentní život, antropický princip, historie hledání mimozemské inteligence

Obrazové prezentace a videozáznamy přednášek v češtině a (povětšinou i) angličtině budou poskytnuty studentům průběhu kurzu.

Splnění předmětu

Forma zkoušky bude upřesněna na první přednášce semestru.

Literatura

Doplňková literatura

  • T. Petrásek, I. Duszek: Vzdálené světy I a II
  • P. Ward: Život, jak ho neznáme
  • P. Ward, D. Brownlee: Život a smrt planety Země
  • H. Lesch Harald, J. Müller: Velký třesk – druhé dějství – po stopách života ve vesmíru
  • S. Webb: Kde tedy všichni jsou? Fermiho paradox a problém mimozemského života
  • J. Novák: Život ve vesmíru
  • P. Ward, D. Brownlee: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe
  • D. Schulze-Makuch, L. Irwin: Life in the Universe – Expectations and Constraints
  • M. Carrol, R. Lopes: Alien Seas: Oceans in Space
  • A. Hanslmeier: Water in The Universe
  • S. H. Dole: Habitable Planets for Man
  • Případně další české a anglické knihy, doplníme z vlastních zkušeností

Popularizační články

  • J. Nováková: Říše temnoty a chladu. Vesmír 93, 2014/10
  • J. Toman: Život v ledu aneb Úžasný svět kryofilních mikroorganismů. Vesmír 90, 2011/5
  • J. Toman: Vostok: Úvahy o biologii podledovcového jezera. Vesmír 91, 2012/7
  • J. Toman: Vostok II: Nahlédnutí pod pokličku podledovcového jezera. Vesmír 93, 2014/10
  • J. Toman: Devátý kruh pekla, nebo kolébka života? Podledovcová a trvale zamrzlá jezera. Vesmír 95, 2016/7.
  • T. Petrásek: Hydrotermy Enceladu (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Nové důkazy slaného oceánu na Enceladu (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Byl na Rudé planetě život? Svědectví marťanských meteoritů (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Země: Téměř neobyvatelná planeta! Anebo ne?! (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Známky života u mrtvých hvězd? (Osel.cz)
  • T. Petrásek: DNA z Marsu (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Porouchaný termostat na planetách červených trpaslíků (Osel.cz)
  • T. Petrásek: Mimozemský život v meteoritu? (Osel.cz)
  • Web Vzdálené světy (www.vzdalenesvety.cz)
Facebook Comments