دانشمندان مدتهاست که برای یافتن نشانههای حیات در جهان، به دنبال «بیوساینِچرها» یا نشانگرهای زیستی بودهاند؛ موادی زیستی مانند اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب که معمولاً بهعنوان ردپای حیات در نظر گرفته میشوند. با این حال، مشکل اساسی اینجاست که صرفاً وجود این ترکیبات نمیتواند اثبات قطعی حیات باشد، زیرا برخی فرآیندهای شیمیایی غیرزیستی نیز قادرند همین مولکولها را تولید کنند. به همین دلیل، تشخیص حیات تنها بر اساس حضور این مواد میتواند گمراهکننده باشد.
اکنون تیمی به رهبری «جیدئون یوفه» از مؤسسه علوم Weizmann Institute of Science در اسرائیل، رویکردی هوشمندانهتر را پیشنهاد کرده است. این روش جدید به جای تمرکز صرف بر اینکه چه مولکولهایی وجود دارند، بررسی میکند که این مولکولها چگونه در کنار یکدیگر سازماندهی شدهاند. این پژوهش در مجله علمی معتبر Nature Astronomy منتشر شده است و میتواند نگاه دانشمندان به جستوجوی حیات در کیهان را تغییر دهد.
تنوع بهعنوان اثر انگشت حیات
در این مطالعه، دانشمندان با الهام از اصول اکولوژیکی، حدود ۱۰۰ نمونه مختلف را بررسی کردند. این نمونهها شامل موادی از سیارکها، شهابسنگها، فسیلها، میکروبها و خاک زمین بودند. هدف این بود که الگوهای سازمانیابی مولکولها در سیستمهای زنده و غیرزنده با هم مقایسه شود.
نتایج نشان داد که مولکولهای زیستی دارای الگوی سازمانیابی بسیار خاصی هستند. به عنوان مثال، اسیدهای آمینهای که از منشأ زیستی تولید میشوند، معمولاً تنوع بیشتری دارند و در محیط به شکل یکنواختتر و متعادلتری توزیع میشوند. این موضوع نشان میدهد که در سیستمهای زنده، تولید این مولکولها تحت کنترل فرآیندهای زیستی پیچیده و منظم است.
در مقابل، اسیدهای چرب رفتاری کاملاً متفاوت نشان میدهند. در نمونههای زیستی، این مولکولها معمولاً تنوع کمتری دارند و توزیع آنها در محیط نامتوازنتر و نامنظمتر است. این تفاوت جالب نشان میدهد که حیات نه تنها از نظر نوع مولکولها، بلکه از نظر الگوی سازماندهی آنها نیز قابل تشخیص است.
نکته مهمتر این است که این ویژگیهای آماری و ساختاری حتی در نمونههای بسیار آسیبدیده یا قدیمی نیز قابل شناسایی هستند. به عنوان مثال، در مطالعهای روی تخمهای دایناسور، الگوهای خاصی از مولکولها شناسایی شد که نشان میدهد حتی آثار حیات باستانی نیز میتوانند چنین امضای شیمیایی را حفظ کنند. این یافته اهمیت زیادی دارد، زیرا نشان میدهد ممکن است بتوان ردپای حیات باستانی را حتی در سیارات دیگر مانند مریخ نیز شناسایی کرد؛ سیارهای که در گذشته شرایط آبوهوایی بسیار مناسبتری داشته است.
مأموریت Europa Clipper؛ یک ابزار غیرمنتظره برای کشف حیات
این روش جدید میتواند بهراحتی در مأموریت فعلی سازمان فضایی آمریکا، یعنی Europa Clipper مورد استفاده قرار گیرد. این فضاپیما در مسیر خود به سمت یکی از قمرهای مشتری به نام اروپا قرار دارد و انتظار میرود در سال ۲۰۳۱ به مقصد برسد.
قمر اروپا یکی از جذابترین مکانها در منظومه شمسی برای جستوجوی حیات محسوب میشود. دانشمندان معتقدند در زیر سطح یخی این قمر، یک اقیانوس عظیم از آب مایع وجود دارد. حجم این اقیانوس احتمالاً حداقل دو برابر کل آب موجود در اقیانوسهای زمین است. همین موضوع باعث شده اروپا به یکی از بهترین گزینهها برای احتمال وجود حیات فرازمینی تبدیل شود.
فضاپیمای Europa Clipper مجهز به یک ابزار تحلیلگر گرد و غبار سطحی است که میتواند ذرات یخی پرتابشده از سطح قمر را بررسی کند. این ابزار قادر است ترکیبات شیمیایی موجود در این ذرات را تحلیل کند، از جمله بررسی وجود اسیدهای آمینه. این دقیقاً همان نوع دادهای است که میتواند با روش جدید پیشنهادی دانشمندان ترکیب شود تا نه فقط وجود مولکولها، بلکه الگوی سازماندهی آنها نیز بررسی شود.
اهمیت این رویکرد جدید در جستوجوی حیات
اهمیت این پژوهش در این است که رویکرد سنتی جستوجوی حیات در فضا را به چالش میکشد. در گذشته، دانشمندان بیشتر به دنبال «وجود یا عدم وجود» مولکولهای خاص بودند. اما این مطالعه نشان میدهد که حتی اگر این مولکولها وجود داشته باشند، ممکن است منشأ غیرزیستی داشته باشند.
در مقابل، بررسی الگوهای پیچیدهتر مانند تنوع، توزیع و ساختار مولکولی میتواند یک «اثر انگشت زیستی» دقیقتر ارائه دهد. به عبارت دیگر، حیات ممکن است نه فقط در نوع مواد شیمیایی، بلکه در نحوه سازماندهی آنها قابل تشخیص باشد.
این رویکرد میتواند در آینده نقش مهمی در مأموریتهای فضایی ایفا کند؛ بهویژه در مأموریتهایی که به دنبال یافتن حیات در سیارات یا قمرهایی مانند مریخ، اروپا یا انسلادوس هستند. اگر این روش بهدرستی عمل کند، ممکن است یکی از مهمترین ابزارهای علمی برای پاسخ به یکی از بزرگترین پرسشهای بشر باشد: آیا ما در جهان تنها هستیم؟
در نهایت، این تحقیق نشان میدهد که برای یافتن نشانههای حیات در کیهان، شاید لازم باشد نگاه خود را از «چه چیزی وجود دارد» به «چگونه کنار هم قرار گرفته است» تغییر دهیم.
