دانشمندان بهدنبال نشانههای زیستی در جو سیارات فراخورشیدی هستند، دنیاهای بالقوه قابل سکونت در منظومه شمسی مانند مریخ و اروپا را بررسی میکنند، و سیگنالهای مصنوعیای را جستجو میکنند که شاید حاکی از وجود تمدنهای هوشمند باشند. این فرایند ما را وادار میکند تا حتی تعریف خود از «زندگی» را زیر سؤال ببریم، چرا که ممکن است موجودات فرازمینی از زیستشناسیای بسیار متفاوت با سیستمهای کربنپایه زمین استفاده کنند. گرچه تاکنون تماسی قطعی برقرار نشده، اما کشف دنیاهای قابل سکونت و موجودات افراطدوستی که در سختترین شرایط زمین زندگی میکنند، نشان میدهد که شاید حیات در سراسر کیهان امری رایج باشد.
اگر حیات در سیارات دیگر بتواند اینچنین متفاوت از زمین باشد، شناسایی نشانههای آن هم بسیار دشوار خواهد بود. در مقالهای که در نشریه Nature Communications منتشر شده، «آکشت گویاَل» (مؤسسه تحقیقات بنیادین تاتا) و «میخائیل تیخونوف» (دانشگاه واشنگتن) پیشنهاد میکنند که بهجای تمرکز بر گونههای خاص، بهتر است بر کل اکوسیستمها تمرکز شود. با مدلسازی نحوه رقابت موجودات برای منابع و تعاملات اکولوژیکی آنها، ممکن است بتوان به نشانههای زیستی جهانی دست یافت که به زیستشناسی زمین یا فرایندهای متابولیکی خاص وابسته نباشند.
یکی از ویژگیهایی که بهعنوان مشخصهای جهانی برای حیات شناخته میشود، مصرف و تبدیل انرژی است. روشهای قبلی برای شناسایی حیات، بر عدم تعادلهای شیمیایی یا الگوهای جریان انرژی تکیه داشتند، اما فاقد معیار مشخصی برای تمایز بین فرایندهای زیستی و غیرزیستی بودند. در این مقاله، پژوهشگران دیدگاه انرژیمحور را با یک مشاهده کلیدی ترکیب کردهاند: موجودات زنده تقریباً هرگز بهصورت مجزا وجود ندارند، بلکه به اکوسیستمهای رقابتی با تعاملات پیچیده رشد میکنند. بهجز یک استثناء شناختهشده روی زمین، به نظر میرسد شکلگیری اکوسیستمها به اندازه خود فرگشت، بنیادی و ضروری برای حیات است.
حتی اگر به معیارهایی برای جستجوی حیات دست پیدا کنیم، یافتن این نشانههای جهانی با چالشهایی همراه است. اگرچه استفاده از انرژی میان همه موجودات زنده مشترک است، اما با فناوری امروز، تمایز دادن بین فرایندهای زیستی و غیرزیستی دشوار باقی مانده است. این مقاله رویکردی نو ارائه میدهد: جستجوی لایهلایهشدن فضایی مواد شیمیایی بر اساس محتوای انرژی آنها! این الگو بهطور طبیعی از دو ویژگی جهانی حیات پدید میآید: خودتکرارسازی و رقابت بین گونهها.
این دو ویژگی در کنار هم، الگوهایی ایجاد میکنند که در آن منابع با انرژی بالا سریعتر مصرف میشوند و گونههای مختلف بهصورت فضایی از هم جدا میشوند. برخلاف نشانههای زیستی سنتی که وابسته به متابولیسمهای شبیه زمین هستند، این الگو از رقابت اکوسیستمها ناشی میشود و مستقل از نوع زیستشناسی است. اگرچه فرایندهای غیرزیستی هم میتوانند ساختارهای لایهای ایجاد کنند، اما معمولاً این ساختارها بر اساس محتوای انرژی سازمان نمییابند. با این حال، مهمترین محدودیت این روش، پیادهسازی عملی آن است؛ چرا که شناسایی چنین الگوهایی با فناوریهای فعلی — بهویژه با استفاده از سنجش از راه دور — دشوار است. و از آنجایی که سفر به سیارات بیگانه در منظومههای ستارهای دور از دسترس ماست، ناگزیر باید به روشهای سنجش از دور تکیه کنیم.
