این مواد بهگونهای توانستند خود را با کمک یک شوک انرژی به سلولی خودتکثیر شونده و انرژیزا تبدیل کنند. زمانبندی این لحظه بحرانی در تاریخ زمین در پشت گذشت میلیاردها سال پنهان است. علم شواهدی از زندگی به قدمت ۴.۲ میلیارد سال پیش کشف کرده است، تنها حدود ۲۵۰ میلیون سال پس از تشکیل سیاره.
سنگوارههای باستانی میکروبهای سیانوباکتریایی به نام استروماتولیتها به ۳.۷ میلیارد سال پیش بازمیگردند. سنگهای باستانی استرالیا نشانههای ایزوتوپی از زندگی دارند که به ۴.۱ میلیارد سال پیش تعلق دارند. ساختارهای رشتهای که در سنگهای باستانی کانادا یافته شدهاند، ممکن است منشأ زیستی داشته باشند و به ۴.۲۸ میلیارد سال پیش برگردند.
دانشمندان دیگر روی ژنتیک کار میکنند تا زندگی نخستین زمین را درک کنند. آنها از مفهوم “جد مشترک جهانی نهایی” (LUCA) استفاده میکنند تا مسیر زندگی را بفهمند. LUCA یک سلول پیشبینیشده است که پیشساز باکتریها، آرکها و یوکاریوتها بود. LUCA حداقل ۳.۶ میلیارد سال قدمت دارد و ممکن است به ۴.۳ میلیارد سال پیش برسد.
هنوز بحثهای علمی زیادی در مورد شواهد زندگی اولیه در زمین وجود دارد. زمان دقیق ظهور زندگی همچنان در حال بحث و تعیین است. اما با وجود سؤالات درباره زمانبندی، یک نکته روشنتر شده است: این اتفاق سریعاً رخ داده است، نه مدت زیادی پس از تشکیل سیاره.
در مقالهای جدید، ستارهشناس آمریکایی دیوید کیپینگ شواهدی را برای پیدایش سریع زندگی در زمین و سیارات مشابه زمین تحلیل میکند. عنوان این مقاله “شواهد قوی از اینکه بیحیاتسازی یک فرآیند سریع در شبیهسازیهای زمین است” است. این مقاله برای انتشار در مجله استروبیولوژی پذیرفته شده است. “برای اولین بار، شواهد قوی و رسمی داریم که از فرضیهای حمایت میکند که زندگی بهطور سریع در شرایط مشابه زمین به وجود میآید.” – دیوید کیپینگ، دانشگاه کلمبیا “شروع زودهنگام زندگی بهطور ساده نشان میدهد که بیحیاتسازی یک فرآیند سریع در سیارات مشابه زمین است.” کیپینگ مینویسد. “اما اگر تکامل معمولاً حدود ۴ میلیارد سال طول میکشد تا موجودات هوشمند مثل ما را تولید کند، پس عمر محدود بیوسفر زمین (~۵-۶ میلیارد سال) نیازمند شروع زودهنگام (و احتمالاً غیرعادی) ظهور ما است – نمونهای از اصل ضعیف انسانشناسی.
” اصل ضعیف انسانشناسی بیان میکند که اگر سیاره ما برای زندگی هوشمند مناسب نبود، ما اینجا نبودیم. ستارهشناس براندون کارتر ایده اصل انسانشناسی را در دهه ۱۳۴۹ مطرح کرد و گفت که هیچ تصادفی در کار نیست و اساساً دلیلی برای پرسیدن اینکه چرا ما اینجا هستیم وجود ندارد. اما در این همه بحثها یک تناقض آشکار وجود دارد. تناقض بین ظهور زودهنگام زندگی و زمان مورد نیاز برای ظهور زندگی هوشمند—ما.
آیا وجود ما بهعنوان ناظران هوشمند، درک ما از زمان وقوع بیحیاتسازی را دچار تعصب میکند؟ همچنین یک مسئله ملموس وجود دارد. در دیگر سیارات مشابه زمین، اگر وجود داشته باشند، آیا این زمانبندی مشابه وجود دارد؟ آیا زندگی در این سیارات جای پا پیدا میکند؟ آیا مسیر از بیحیاتسازی تا زندگی هوشمند مشابه است؟ زمین برای همیشه قابل سکونت نخواهد ماند. طبق برخی تحقیقات، خورشید پیر در حدود ۹۰۰ میلیون سال دیگر زمین را بیحیات میکند. خورشید حدود ۱۰ درصد درخشندگی بیشتری خواهد داشت و میتواند زمین را غیرقابل سکونت کند. این به این معناست که زندگی باید پس از تشکیل سیاره بهسرعت آغاز شود تا زندگی هوشمند قبل از غیرقابل سکونت شدن سیاره به وجود آید، اگر زمین یک نمونه نماینده باشد. “در این تصویر، زندگی باید در حدود ۳.۶ میلیارد سال پیش شروع میشد—وگرنه ما اینجا نبودیم تا در مورد آن صحبت کنیم. بنابراین، مقدار مشاهدهشده ۳.۷ میلیارد سال پیش چندان غیرمنتظره نیست.” کیپینگ مینویسد. ۳.۷ میلیارد سال پیش، قدیمیترین میکروفسیلهای شناختهشده زمین هستند. کیپینگ از تحلیل بیزی برای درک زمان ظهور زندگی در زمین استفاده میکند.
در کار قبلی خود که بر اساس میکروفسیلهای ۳.۷ میلیارد ساله بود، احتمالهای ۳:۱ به نفع بیحیاتسازی سریع به دست آورد. شواهد نسبتهای کربنی در سنگهای باستانی احتمالهای ۹:۱ را به نفع بیحیاتسازی سریع نشان داد. نسبت ۱۰:۱ بهعنوان شواهد قوی در نظر گرفته میشود، در حالی که هر چیزی کمتر از آن شواهد قوی نیست. تحلیل بیزی با بهروز شدن شواهد، نتایج جدیدی به دست میدهد. تحقیق جدید او به یافتههای جدید در مورد LUCA توجه دارد که میگویند این موجود ۴.۲ میلیارد سال پیش وجود داشته است. “با این حال، نتیجه جدیدی که LUCA به ۴.۲ میلیارد سال پیش میرسد، برای اولین بار احتمالها را از آستانه عبور میدهد (به طور معمول ۱۳:۱).” کیپینگ مینویسد. “برای اولین بار، شواهد قوی داریم که از فرضیهای حمایت میکند که زندگی بهطور سریع در شرایط مشابه زمین به وجود میآید (اگرچه چنین محیطهایی ممکن است نادر باشند).
” کیپینگ همچنین مینویسد: “در واقع، نسبت احتمالها بیشتر از ۱۰:۱ برای همه مقادیر ممکن از عمر نهایی بیوسفر و فرضیات فرضی درباره تمدنهای باستانی است.” زمانی که او به فرضیات تمدنهای باستانی اشاره میکند، منظورش فرضیه سیلورین است، یک آزمایش فکری که از ما میخواهد فکر کنیم آیا علم میتواند شواهدی از یک تمدن باستانی، شاید از دوره کربنیفر، پیدا کند. این اطلاعات زیاد است و اگر ذهنتان کش آمده است، تنها نیستید. در کل، تحلیل کیپینگ نشان میدهد که بیحیاتسازی سریع به عمر بیوسفر حساسیت زیادی ندارد. این تحقیق به نگرانیها درباره اصل ضعیف انسانشناسی پاسخ میدهد: آیا ما فقط بهخاطر اینکه نمیتوانستیم اینجا باشیم، شاهد ظهور غیرمعمول سریع زندگی هستیم؟
نسبت احتمالهایی که کیپینگ به آن رسیده است، اندازهگیری عینیتری از اینکه شواهد بهطور قوی از بیحیاتسازی سریع حمایت میکنند است. در نتیجهگیری خود، او روشن میکند که تحلیل او بر اساس شروع زندگی در زمین است، نه از پاناسپرمی. او همچنین به چند نکته اشاره میکند: تاریخ ذکر شده برای LUCA یک نتیجه جدید است. ممکن است نتواند از نظر علمی بررسیهای عمیقتری را تحمل کند. کیپینگ همچنین به یادآوری میپردازد که هیچکدام از اینها به این معنا نیست که زندگی، بهویژه زندگی هوشمند، رایج است. زمین از نظر ما نادر است و ممکن است سیارات دورههای قابل سکونت بسیار کوتاهتری نسبت به زمین تجربه کنند. تحقیق و تفکر در این زمینه همیشه با همان محدودیت روبروست. ما فقط یک نقطه داده برای زندگی داریم و آن سیاره خودمان است. اگر شواهدی از زندگی باستانی در مریخ، زندگی جاری در ماههای اقیانوسی یا شواهد قطعی از زندگی در یک سیاره فراخورشیدی پیدا کنیم، تفکر ما به پیشرفت خواهد رسید. “… نتیجه ما ثابت نمیکند که زندگی رایج است، زیرا شرایط زمین میتواند به طرز شگفتآوری نادر باشد.” کیپینگ در نتیجهگیری خود مینویسد. “وظیفه بعدی ما بهوضوح این است که بهدنبال این سوال بگردیم: شرایط مشابه شرایط زمین چقدر رایج هستند؟
