كساني كه تعريف حيات را تغيير دادند
نيلوفر منزوي
ما آن‌قدر زنده‌ايم و به چيزهاي زنده اطراف‌مان عادت كرده‌ايم كه كمتر ممكن است به اينكه حيات حقيقتا چيست، فكر كنيم. زيست‌شناسان معمولا حيات و موجود زنده را چيزي تعريف مي‌كنند كه به محيط و محرك‌هايش واكنش مي‌دهد، مواد شيميايي را متابوليزه مي‌كند، انرژي مصرف مي‌كند، رشد و البته توليدمثل مي‌كند. طبق اين مدل، حيات يك وضعيت دوگانه است: چيزي يا زنده است يا نيست. درك اينكه حيات حقيقتا چيست، نه فقط براي وضعيت زندگي روي سياره خودمان، بلكه براي جست‌وجويش در سيارات ديگر اهميت دارد. تعريف قديمي زيست‌شناسان، روي سياره زمين به خوبي كار مي‌كند، البته اگر ويروس‌ها را به عنوان يك استثناي بزرگ ناديده بگيريم. (چطور مي‌توان ناديده‌شان گرفت؟) اگر قرار باشد دنبال حيات در جاي ديگري از كيهان بگرديم، شايد لازم باشد كه در جست‌وجوي چيز كاملا متفاوتي باشيم. يعني شكلي از حيات كه در حركت نيست يا ارتباطي برقرار نمي‌كند. در اين صورت، چطور بايد آن را تشخيص دهيم؟ سارا واكر، اختر زيست‌شناس از دانشگاه ايالتي آريزونا و ليكرونين، شيميدان از دانشگاه گلاسكو، فكر مي‌كنند براي حل اين مساله راهي پيدا كرده‌اند. آنها استدلال مي‌كنند كه شانس به تنهايي نميتواند به طور مداوم مولكول‌هاي بسيار پيچيده موجود در همه موجودات زنده را توليد كند.
براي توليد ميلياردها نسخه از چيزهاي پيچيده مانند پروتئين‌ها، دست انسان يا گوشي آيفون، جهان به يك «حافظه» و راهي براي ايجاد و بازتوليد اطلاعات پيچيده نياز دارد: فرآيندي كه بسيار شبيه به «حيات» است. واكر به نيوساينتيست گفت: «يك الكترو نميتواند در هر نقطه از كيهان بدون سابقه‌اي ساخته شود.» شما هم يك شيء بنيادي هستيد، اما با وابستگي تاريخي زياد. شايد بخواهيد سنتان را از روزي كه به دنيا آمديد حساب كنيد و در اين صورت كسي به شما خرده نمي‌گيرد، اما واقعيت اين است كه بخش‌هايي از شما، ميلياردها سال بزرگ‌تر از سن شناسنامه‌اي شما هستند. از اين منظر، ما بايد خود را دودمان اطلاعاتي منتشر بدانيم كه به طور موقت در يك فرد جمع شده‌اند. «نظريه مونتاژ» واكر و كرونين مي‌گويد كه مولكول‌هاي توليد شده توسط فرآيندهاي بيولوژيكي بايد پيچيده‌تر از مولكول‌هاي توليد شده توسط فرآيندهاي غيربيولوژيكي باشند. براي آزمايش اين فرضيه، تيم آنها طيفي از تركيبات آلي و معدني را از سراسر جهان و فضاي بيرون از زمين، ازجمله باكتري E. coli، مخمر، ادرار، آب‌دريا، شهاب‌سنگ‌ها، داروها، آبجوي خانگي و نوشيدني الكلي اسكاتلندي را مورد تجزيه و تحليل قرار دادند. آنها اين تركيبات را به قطعاتي خرد و از طيف سنج جرمي براي شناسايي اجزاي سازنده مولكولي آنها استفاده كردند. آنها كوچك‌ترين تعداد مراحل موردنياز براي جمع‌آوري مجدد هر تركيب از اين بلوك‌ها را محاسبه كردند -كه آنها را «شاخص مونتاژ مولكولي» ناميدند. تنها تركيبات با 15 مرحله مونتاژ يا بيشتر از سيستم‌هاي زنده يا فرآيندهاي تكنولوژيكي به دست آمدند. واكر و كرونين توضيح مي‌دهند: «اين مي‌تواند سلولي باشد كه مولكول‌هايي با مونتاژ بالا مانند پروتئين‌ها را مي‌سازد، يا شيمي كه مولكول‌هايي با ارزش تجمعي حتي بالاتر مانند داروي ضد سرطان تاكسول مي‌سازد.» درحالي كه برخي از تركيبات موجود در سيستم‌هاي زنده كمتر از 15 مرحله مونتاژ داشتند، هيچ تركيب معدني از اين آستانه فراتر نرفت. واكر، كرونين و
ديگران در مقاله‌اي در سال 2021 در
«Nature Communications »نوشتند: «سيستمي كه مي‌شناسيم تنها به ما اين اجازه را مي‌دهد كه به جاي تلاش براي تعريف زندگي، فقط در پي يافتن شواهدي براساس همان تعريف قديمي باشيم. زيبايي شاخص مونتاژ اين است كه نيازي نيست براي جست‌وجوي حيات بيگانه، به دنبال مواد آلي مبتني بر كربن، درست مثل موجوداتي كه روي زمين زندگي مي‌كنند، بگرديم.» شاخص مونتاژ نسبت به اينكه آيا حيات بيگانه تازه شروع به ظهور كرده يا به مرحله فناوري فراتر از درك ما رسيده، اهميتي نمي‌دهد. در همه اين حالت‌ها مولكول‌هاي پيچيده‌اي توليد مي‌شوند كه بدون يك سيستم زنده اتفاق نمي‌افتادند. تيم واكر و كرونين‌اكنون ايده شاخص مونتاژ 15 را براي ماموريت‌هاي آينده ناسا به كار خواهد برد.
در اواسط دهه 2030، سنجاقك ناسا در اتمسفر غليظ مملو از نيتروژن و متان تايتان، قمر زحل پرواز خواهد كرد. تايتان تنها جايي در منظومه شمسي به جز زمين است كه داراي شواهد پايدار از مايعات سطحي است. اين قمر زحل در سطح خود درياچه‌هاي هيدروكربن مايع دارد و تصور مي‌شود كه در زيرسطح داراي آب مايع باشد. روتوركرافت روباتيك در هر محل فرود قسمتي را سوراخ و نمونه‌اي به اندازه كمتر از يك گرم را استخراج مي‌كند. اين نمونه با يك ليزر داخلي منفجر مي‌شود و در نتيجه مولكول‌هاي بزرگ‌تر از هم جدا مي‌شوند تا تركيب شيميايي سنگ قابل تجزيه و تحليل باشد.
واكر مي‌گويد: «اين نمونه خوبي براي مزيت استفاده از رويكرد كلي‌تر نسبت به حيات است، چراكه تايتان با زمين بسيار فرق دارد. ما انتظار نداريم چيزي مانند حيات زميني در اين محيط وجود داشته يا تكامل يافته باشد. بنابراين اگر مي‌خواهيم بفهميم كه آيا حيات در تايتان وجود دارد يا خير، به يك تكنيك آگنوستيك نياز داريم.» تيم واكر و كرونين در حال كار روي تعيين چگونگي شناسايي مولكول‌هاي مونتاژ بالا است. اين تيم با ناسا كار مي‌كند تا اطمينان حاصل كند كه ابزار طيف‌سنجي جرمي موجود آنها داراي وضوح كافي براي تشخيص مولكول‌هايي با شاخص مونتاژ بالا باشد. با اين روش جديد، شايد شانس آدميزاد براي رديابي مسير حيات در خارج از زمين را بيشتر كند. روشي كه به جاي جست‌وجو در تعريف قديمي حيات، به دنبال شناسايي شكل‌هايي تازه است.