ردپاهای مولکولی عجیب، سرنخ‌هایی از حیات فرازمینی را آشکار می‌کنند.

دانشمندان یک «امضای شیمیایی» مرموز کشف کرده‌اند که می‌تواند به بشریت در یافتن حیات فرازمینی کمک کند.

برای دهه‌ها، جستجوی حیات فرازمینی حول یک سوال آشنا می‌چرخیده است: آیا مولکول‌های مشابه آنچه در زمین یافت می‌شوند، در سیارات دوردست نیز وجود دارند؟

با این حال، یک مطالعه تازه منتشر شده نشان می‌دهد که مهمترین عامل ممکن است خود مولکول‌ها نباشند، بلکه نحوه چیدمان آنها در الگوهای نامرئی باشد.

محققان کشف کرده‌اند که حیات، الگوهای آماری منحصر به فردی را در مولکول‌ها به جا می‌گذارد که به طور بالقوه راه جدیدی را برای شناسایی حیات فرازمینی باز می‌کند. (تصویر: Stock)

مطالعه‌ای که در مجله علمی Nature Astronomy منتشر شده است، نشان می‌دهد که سیستم‌های بیولوژیکی الگوهای آماری مشخصی را در مولکول‌های آلی ایجاد می‌کنند که به طور قابل توجهی با واکنش‌های شیمیایی بی‌جان در طبیعت متفاوت است.

این کشف می‌تواند رویکردی کاملاً جدید برای شناسایی حیات فرازمینی ایجاد کند.

فابیان کلنر، دانشیار علوم سیاره‌ای در دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «ما نشان می‌دهیم که حیات فقط مولکول‌ها را ایجاد نمی‌کند. بلکه یک اصل سازمانی ایجاد می‌کند که می‌توانیم آن را به صورت آماری مشاهده کنیم.»

الگوهای شیمیایی پنهان مرتبط با حیات

تیم تحقیقاتی دریافت که اسیدهای آمینه موجود در مواد بیولوژیکی عموماً متنوع‌تر و یکنواخت‌تر از اسیدهای آمینه تولید شده از فرآیندهای غیر بیولوژیکی، یعنی واکنش‌های شیمیایی غیرمرتبط با حیات، توزیع شده‌اند.

برعکس، با اسیدهای چرب، روند معکوس می‌شود. واکنش‌های شیمیایی غیرزیستی توزیع یکنواخت‌تری نسبت به آنچه در سیستم‌های زنده رخ می‌دهد، ایجاد می‌کنند.

رمزگشایی روشی جدید برای جستجوی حیات فرازمینی: نقطه عطفی که تاریخ نجوم را تغییر خواهد داد؟

به گفته دانشمندان، این اولین باری است که به جای تکیه بر یک نوع تجهیزات تخصصی، یک ویژگی سازمانی گسترده از حیات با استفاده از تحلیل آماری شناسایی شده است.

این امر به ویژه از آن جهت اهمیت دارد که روش جدید را می‌توان مستقیماً روی داده‌هایی که ماموریت‌های فضایی فعلی و آینده جمع‌آوری می‌کنند، اعمال کرد.

این کشف در زمانی رخ می‌دهد که اکتشافات سیاره‌ای وارد مرحله‌ای از تجزیه و تحلیل شیمیایی پیچیده‌تر می‌شود.

ماموریت‌های تحقیقاتی مریخ، اروپا و انسلادوس دائماً در حال جمع‌آوری داده‌ها در مورد ترکیبات آلی هستند. با این حال، بزرگترین مشکل همچنان چگونگی تفسیر این داده‌ها است.

بسیاری از مولکول‌های ضروری برای حیات روی زمین، از جمله اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب، می‌توانند به طور طبیعی و بدون موجودات زنده تشکیل شوند.

دانشمندان آنها را در شهاب سنگ‌ها یافته‌اند و همچنین با شبیه‌سازی شرایط در فضای بیرونی، آنها را در آزمایشگاه ایجاد کرده‌اند. بنابراین، صرفاً کشف مولکول‌های آلی برای تأیید وجود حیات کافی نیست.

گیدئون یوفه، محقق پسادکترا در موسسه علوم وایزمن در اسرائیل و نویسنده اصلی این مطالعه، اظهار داشت: «اخترزیست‌شناسی اساساً مانند علم پزشکی قانونی است. ما سعی می‌کنیم فرآیندها را از سرنخ‌های ناقص استنباط کنیم، که اغلب بر اساس مقادیر بسیار محدودی از داده‌های جمع‌آوری‌شده از مأموریت‌های بسیار گران‌قیمت و نادر است.»

استفاده از آمار اکولوژیکی برای شکار حیات فرازمینی

برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی از یک روش آماری که معمولاً در بوم‌شناسی استفاده می‌شود، استفاده کرد.

بوم‌شناسان معمولاً تنوع زیستی را بر اساس دو عامل ارزیابی می‌کنند: «غنای زیستی»، که به تعداد گونه‌های موجود اشاره دارد، و «یکنواختی»، که به توزیع متعادل آن گونه‌ها اشاره دارد.

یک رویکرد جدید برای جستجوی حیات فرازمینی بیشتر بر مدل‌های آماری مولکول‌ها متکی است تا بر وجود هر مولکول واحد. تصویر: NASA/JPL-Caltech

یوفه اولین بار هنگام مطالعه آمار و علوم داده در طول رساله دکترای خود با این روش مواجه شد. در آن زمان، از شاخص‌های تنوع مختلفی برای تشخیص الگوهای پنهان در مجموعه داده‌های پیچیده، از جمله مطالعات فرهنگ‌های باستانی بشر، استفاده می‌شد.

اکنون، دانشمندان همین منطق آماری را در شیمی خارج از زمین به کار می‌برند.

تیم تحقیقاتی با استفاده از تقریباً ۱۰۰ مجموعه داده که قبلاً جمع‌آوری شده بودند، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب را از منابع مختلفی مانند میکروارگانیسم‌ها، خاک، فسیل‌ها، شهاب‌سنگ‌ها، سیارک‌ها و حتی نمونه‌های مصنوعی در آزمایشگاه تجزیه و تحلیل کردند.

نتایج نشان داد که مواد زیستی به طور مداوم الگوهای سازمانی متمایزی را نشان می‌دهند، به اندازه‌ای متمایز که آنها را از شیمی معدنی متمایز می‌کند.

آیا مریخ زمانی اقیانوس‌هایی داشته که یک سوم سیاره را پوشانده بودند؟

یکی از مواردی که بیش از همه تیم تحقیقاتی را شگفت‌زده کرد، قابلیت اطمینان این روش، علیرغم رویکرد نسبتاً ساده‌اش بود.

دانشمندان بارها موفق شده‌اند نمونه‌های زیستی را از نمونه‌های غیر زیستی با دقت بالا تشخیص دهند.

آنها همچنین کشف کردند که مواد بیولوژیکی یک «باند پیوسته» تشکیل می‌دهند، که از نمونه‌های به خوبی حفظ شده تا نمونه‌هایی که با گذشت زمان به طور قابل توجهی تخریب شده‌اند، متغیر است.

کلنر گفت: «این واقعاً تعجب‌آور است. این روش نه تنها مرز بین ماده زنده و بی‌جان را تشخیص می‌دهد، بلکه میزان حفظ یا تغییر شکل ماده را نیز منعکس می‌کند.»

حتی نمونه‌هایی که طی میلیون‌ها سال به طور قابل توجهی تخریب شده‌اند، هنوز آثاری از این سازمان بیولوژیکی را حفظ کرده‌اند. به عنوان مثال، قطعات پوسته تخم دایناسور فسیل شده که در این مطالعه گنجانده شده‌اند، هنوز سیگنال‌های آماری مربوط به فعالیت بیولوژیکی باستانی را نشان می‌دهند.

ابزاری جدید و امیدوارکننده برای ماموریت‌های فضایی آینده.

با این حال، تیم تحقیقاتی تأکید کرد که هیچ روش واحدی برای اثبات قطعی وجود حیات فرازمینی کافی نخواهد بود.

کلنر توضیح داد: «هرگونه ادعای آینده مبنی بر کشف حیات، نیازمند شواهد مستقل زیادی است که در چارچوب زمین‌شناسی و شیمیایی خاص محیط سیاره‌ای تجزیه و تحلیل شوند.»

با این حال، دانشمندان معتقدند که این چارچوب تحلیل آماری جدید می‌تواند به ابزاری بسیار ارزشمند برای ماموریت‌های آینده در جستجوی حیات فرازمینی تبدیل شود.

کلنر گفت: «رویکرد ما راه دیگری را برای ارزیابی وجود حیات در آنجا ارائه می‌دهد. اگر تکنیک‌های مختلف زیادی به یک جهت اشاره کنند، شواهد به طرز باورنکردنی قانع‌کننده می‌شوند.»

همچنان که بشریت برای ماموریت‌های بلندپروازانه به مریخ، اروپا یا انسلادوس - جهان‌هایی که گمان می‌رود اقیانوس‌های زیرسطحی در زیر یخ دارند - آماده می‌شود، این کشف جدید می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا «اثر انگشت شیمیایی» به جا مانده از حیات را بخوانند، حتی اگر خود این موجودات مدت‌ها پیش در کیهان پهناور ناپدید شده باشند.

(طبق گزارش‌های SciTechDaily، Space، LiveScience)

نقطه عطف دهه آینده: آیا انسان‌ها روی ماه زندگی خواهند کرد؟ ماموریت‌های بعدی آرتمیس، یک پایگاه دائمی روی ماه ایجاد خواهند کرد و هدف بزرگ‌تری را تعیین خواهند کرد: فرستادن انسان‌ها به مریخ.

منبع: https://vietnamnet.vn/dau-vet-phan-tu-ky-la-he-lo-manh-moi-sinh-vat-ngoai-trai-dat-2518476.html