صفائح الجليد في القطب الجنوبي. حقوق الصورة: ناسا اضغط للتكبير
سافرت باميلا كونراد ، عالمة الأحياء الفلكية بمختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا ، إلى نهايات الأرض لدراسة الحياة. ظهرت كونراد مؤخرًا في الفيلم الوثائقي ثلاثي الأبعاد لجيمس كاميرون "Aliens of the Deep" ، حيث قامت هي وعدة علماء آخرين بالتحقيق في مخلوقات غريبة تعيش في قاع المحيط.
في 16 يونيو 2005 ، ألقى كونراد محاضرة بعنوان "عام ثنائي القطب: ما يمكننا تعلمه عن البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى من خلال العمل في الصحاري الباردة".
في الجزء الأول من هذا النص المحرر ، يصف كونراد نوع العلامات التي يمكن أن نبحث عنها لمعرفة ما إذا كانت هناك حياة في بيئة غريبة.
"في السنوات الثلاث الماضية ، انخرطت في مشروع مع العديد من زملائي يأخذنا إلى الصحاري الساخنة والباردة. نريد مراقبة توقيعات الحياة ، ومعرفة ما إذا كان بإمكاننا معرفة الفرق بين الأماكن التي توجد فيها الحياة وحيث لا توجد الحياة. السبب الذي يجعلنا نذهب إلى الصحاري هو تقليل عدد المتغيرات المربكة التي يتم إدخالها من قبل جميع أنواع الحياة. في الأساس ، لا نريد التخلص من أنبوب الكلب للعثور على البكتيريا في التراب.
في العام الماضي ، كان لنا شرف الذهاب إلى كل من القطب الشمالي وأنتاركتيكا. هذه هي سنتي ثنائية القطب ، وما كنا نفعله هناك يتعلق باستكشاف الفضاء لأن الظروف على سطح الكواكب الأخرى ، مثل الصحراء ، قاسية للغاية.
نحن ننظر إلى الصخور لأنه إذا كانت الحياة قد ماتت بالفعل - أو بعبارة أخرى ، إنها ميتة ، أو أنها ماتت حتى تم تحجرها وتغييرها - يمكنك العثور عليها في سجل الصخور.
لاكتشاف الحياة في أي مكان ، يجب أن تكون قادرًا على استكشاف البيئة وإيجاد أدلة قابلة للقياس. إذا لم يكن شيئًا يمكنك تحديده بعبارات قابلة للقياس ، فهو ليس علمًا. إذن ، بحكم التعريف ، نحن في الخارج نوعًا ما ، إذا جاز التعبير.
أحد التحديات هو وضع مصطلحات قابلة للقياس يمكنك من خلالها تحديد الحياة. يجب أن تكون المصطلحات عالمية بما يكفي حتى لا تفوت الحياة على كوكب آخر ، إذا كانت على عكس الحياة التي لدينا هنا. لدينا مجموعة عينة واحدة: المحيط الحيوي على الأرض. نحن نحاول استخدام المعرفة التي لدينا عن الحياة هنا للتوصل إلى هذه المصطلحات ، لذلك نحاول التفكير في الحياة بالمصطلحات الوصفية الأكثر عمومية قدر الإمكان.
نحن نبحث عن الحياة في أماكن صالحة للسكن. الأماكن القادرة على دعم الحياة. لكن من الصعب تحديد قابلية السكن ، لأن لدينا فقط فكرة غامضة عن ما يجعل البيئة صالحة للسكن. في وكالة ناسا ، نحن حريصون جدًا على البحث عن الماء كواحد من جوانب السكن.
الماء مهم للحياة في الصحراء كما هو بالنسبة لنا. بعد تساقط الثلوج المنعش ، عندما تسخن الصخور وتذوب الجليد ، ترى إزهارًا من البكتيريا الزرقاء على سطح الصخرة. لكنهم قادرون على الحفاظ على الحد الأدنى من الوجود عندما لا يكون هناك الكثير من هطول الأمطار.
أحد أسباب تباطؤ عملية التمثيل الغذائي في فصل الشتاء في أنتاركتيكا هو أن المياه في مرحلة صلبة ولا يمكن الوصول إليها. يمكن للكائنات الحية أن تستخدم الثلج فقط عندما تذوب وتصبح مذيبًا جيدًا. استخدام الثلج يشبه استخدام معدن في المرحلة البلورية - عندما يكون في شكل صلب ، عليك استخدام بعض الطاقة لتفتيت هذه الروابط لفعل شيء ما بها. هناك كائنات حية في القارة القطبية الجنوبية تحتوي على أنواع مضادة للتجمد من الجزيئات ، والأسماك التي تحتوي على جزيئات تسمى بروتينات سكرية. عندما تتكون بلورة ثلجية في الأسماك ، يمسك الجزيء بلورة الجليد عندما تبدأ في النمو ، ولا تسمح لها بالنمو في الاتجاه الذي تنمو فيه بسهولة أكبر. لأنه لا يستطيع النمو ، تتخلى بلورة الثلج عن الشبح وتتحول مرة أخرى إلى ماء.
إلى جانب الماء ، نعتقد أن أنواعًا معينة من العناصر الكيميائية مهمة للحياة في أماكن أخرى. الحياة على الأرض مصنوعة من الكربون والهيدروجين والفوسفور وبعض الأشياء المهمة الأخرى ، ونحن بحاجة إلى الأكسجين في الهواء. لكن هناك ميكروبات على الأرض تتنفس المعدن ولا تهتم بالأكسجين.
لذا فإن قابلية السكن قابلة للسكن حقًا في نظر الناظر. عندما تحدده ، عليك أن تفكر في أوسع مجموعة من المصطلحات التي يمكنك استخدامها لتشمل أي نوع من الحياة قد تكون قادرًا على تخيله. إن التقييم النهائي لما إذا كان المكان صالحًا للسكن هو بالطبع معرفة ما إذا كان مأهولًا.
يمكنك طرح مجموعة واحدة من الأسئلة إذا كنت تريد أن تعرف ، "هل يمكنني إعداد خدمة تنظيف الغرف هنا؟" يمكنك طرح مجموعة أخرى من الأسئلة إذا كنت تريد أن تعرف ، "هل من أحد في المنزل؟" ولكن في صميم كل شيء ، سواء كنت تريد العيش هناك أو تريده أو معرفة ما إذا كان منزل أي شخص ، عليك أن تعرف شيئًا عن الحي. لا يزال يتعين عليك إجراء جميع التجارب التي تخبرك عن الخصائص الجيوفيزيائية والمعدنية والغلافية للكوكب. إذا كنت تبحث عن الحياة ، فيجب أن يكون لديك فكرة عن نوع الأشياء التي تحاول دعمها في تلك البيئة.
اندلعت المياه منذ حوالي 5 ملايين سنة ، من سلسلة من الكسور المعروفة باسم سيربيروس فوساي ، تدفقت المياه في فيضانات كارثية ، وتجمعت في منطقة 800 × 900 كم وكان عمقها في المتوسط 45 مترًا. اضغط على الصورة لعرض أكبر. الائتمان: ESA / Mars Express
فماذا يشكل دليلا؟ إذا كنت تريد أن تقول أن شيئًا ما قد تم إثباته ، فيجب عليك تحقيق مستوى معين من التوافق في المجتمع العلمي ، وإلا فإن زملائك سوف يمزقونك إلى أجزاء صغيرة في الأدب. بالطبع ، لا يوجد إجماع كامل أبدًا: لهذا السبب نقاتل العلماء البغيضين مع بعضنا البعض بلا نهاية. ولكن علينا على الأقل أن نتوصل إلى شروط. يمكننا أن نتفق أو نختلف مع نظريات بعضنا البعض ، ولكن يجب أن نتفق على الشروط والقياسات.
إذن ما نوع القياسات التي يمكننا إجراؤها إذا كنا نبحث عن الحياة؟ هل يبدو الكوكب مختلفًا إذا كانت الحياة موجودة؟ على سبيل المثال ، إذا دخلت إلى مطبخي بعد تناول الطعام ، فقد ترى طبقًا أو فتاتًا. هذا دليل على أنني كنت هناك. هناك أدلة على المستوى الكوكبي أيضًا. الواسم البيولوجي - دليل يقول أن الحياة كانت موجودة - يمكن أن يكون أي شيء تم إنتاجه بواسطة الحياة. يمكن أن يكون الدليل مادة كيميائية ، لأن المواد الكيميائية تشمل كل شيء. أنا كيس من المواد الكيميائية ، مثل هذه المنصة عبارة عن كيس من المواد الكيميائية. ما هي المواد الكيميائية الموجودة وما هي نسبة بعضها إلى بعض ، وكيف يتم ترتيبها في الأبعاد الثلاثية ، هو ما يميزني عن هذا. إنها طريقة بسيطة لتمييز فئات الأشياء.
Chirality هي أيضًا علامة حيوية. ما يعني chirality هو أن بعض الجزيئات هي صور مرآة لبعضها البعض ، والجزيئات الحية تميل إلى أن تكون بيد معينة. عندما يتعلق الأمر بالأحماض الأمينية ، التي تتكون منها البروتينات التي تتكون منها الحياة ، فإن الكائنات الحية تحب استخدام الشكل الأيسر. وعندما يتعلق الأمر بالسكريات ، فإن الكائنات الحية تحب استخدام الشكل الأيمن. هناك استثناءات لهذه ، ولكن هذه حالة عامة.
يمكن أن تكون النظائر أيضًا علامة بيولوجية. تأتي بعض الجزيئات بنكهات نظائرية مختلفة ، حيث يكون بعضها أثقل قليلاً من البعض الآخر. الأشياء الحية مثل التنوع الأخف ، ربما لأنها أقل تكلفة في المعالجة.
يمكن أن تكون البوليمرات المعقدة أيضًا مؤشرات حيوية. بالطبع البلاستيك هو بوليمر معقد. مرة أخرى ، صنعنا البلاستيك. لذا فإن هذا التمييز الكامل بين الطبيعي وغير الطبيعي - إذا استطاع البشر ذلك ، فإنه لا يزال حيويًا. لذا فكر في ذلك. سيارتي هي توقيع حيوي. أي نوع ، لست متأكدًا.
إذا كنت ستقوم بتعريف الحياة بشروط قابلة للقياس ، أود أن أبقيها بسيطة حقًا. يمكنك تحديد الحياة بما تتكون منه ، أو يمكنك تحديد الحياة بما تفعله. أحب تعريف الحياة بما تتكون منه ، لأنه بمجرد أن تقول كلمة "تفعل" ، فأنت تتحدث عن عملية. العملية هي شيء يحدث عبر الزمن. ثم عليك معرفة معدل أخذ العينات. كم مرة يجب أن تنظر ، وكم من الوقت يجب أن تستغرق التجربة بأكملها؟ العملية أكثر إشكالية لأنها تستغرق وقتًا ، وقد تكون مخطئًا بشأن عدد المرات التي يجب أن تنظر فيها أو المدة التي يجب أن تبحث عنها.
يمكن أن تتم العمليات - صنع الأشياء أو إعادة إنتاجها أو تطويرها - على نطاقات زمنية مختلفة. لذلك إذا كنت تبحث فقط في العمليات ، ولديك عمليتان مختلفتان اختلافًا كبيرًا في مقاييسهما الزمنية ، فلن تتمكن من إجراء نفس التجربة للنظر فيها على حد سواء. لذا أحب النظر إلى الحياة من حيث ما هي عليه. لا يعني أننا لم نتمكن من إضافة القليل من الأشياء القائمة على العمليات ، ولكن عندما تنظر إلى ماهية الحياة ، فإنها تصبح بسيطة حقًا. إنها كيمياء فريدة من نوعها ، نوع من المواد الكيميائية المتناسبة ، مرتبة بطريقة ما ، و "مرتبة بطريقة ما" هي ما أسميه الهيكل.
إذا كنت أبحث عن الحياة على كوكب آخر أو قمر آخر ، كنت سأبحث عن أماكن يمكن أن تحدث فيها الكيمياء المثيرة للاهتمام ، بحيث يمكن للتطور النهائي لتلك الكيمياء أن يخلق نظامًا حيًا. كنت أفكر في أماكن مثل أوروبا ، التي لديها محيط تحت الجليد. كنت أفكر في أماكن أخرى حيث يوجد الجليد ، مثل المذنبات. كنت أفكر في تيتان ، قمر زحل. كنت أفكر في كل تلك الأماكن التي تحدث فيها الكيمياء المثيرة للاهتمام ، لأن الكيمياء ذكية. يمكنك الحصول على جميع أنواع الجزيئات المثيرة للاهتمام.
المصدر الأصلي: علم الأحياء الفلكي التابع لناسا
