نگاهی متفاوت به نخستین ارگانیسم زنده [ معرفی مجله دنا ]

نگاهی متفاوت به نخستین ارگانیسم زنده

[معرفی مجله دنا- انجمن دانشجویی زیست شناسی دانشگاه تهران]

چگونگی پیدایش حیات در زمین جزو آن دسته از سوالاتی است که نظریات متعددی در رابطه با آن مطرح شده است. در برخی از آنها تکامل مولکول های زیستی و ادغام آنها با یکدیگر را به صورتی که متناسب با پیدایش حیات باشد وابسته به دریاها، اتمسفر و حتی آتشفشان های اقیانوسی می دانند. اما برخی از پژوهش های اخترزیستی، مدارکی دال بر فرازمینی بودن منشاء حیات نشان داده است که در ابتدا چندان مهم به شمار نمی رفت. اما این مدارک به تدریج چهره ی تازه ای از نخستین موجود زنده و همچنین احتمال وجود همسایگان فرازمینی را برای ما برملا ساخته است.

پانسپرمیا در لغت از دو واژه ی یونانس “پان” به معنای کیهانی و “اسپرمیا” به معنای نطفه یا بذر تشکیلرشده است و مفهوم آن این است که شاید نخستین ارگانیسم زنده از محیطی خارج از زمین به سیاره ما آمده و منشاء فرا زمینی دارد.به بیان دیگر حیات بسیار قبل تر از ۳یا ۴ میلیارد سال پیش، در نقطه ی دیگری از کیهان تشکیل شده و سپس به واسطه ی برخوردهای شهاب سنگی از سطح سیارات مذکور جدا شده تا پس از سفر بسیار طولانی و شاید خطرناک ، در نهایت به زمین رسیده و بذر حیات را گسترده باشد، اما سیاره ی مبداء کجا بوده است؟

قدیمی ترین دست نوشته ی یافت شده در رابطه با این موضوع منسوب به فیلسوف یونانی “آناکساگوراس” در قرن پنجم پیش از میلاد مسیح است. نگاهی برخاسته از خرافات و تفکرات فرامادی آن دوران. اما نخستین کسی که با دیدگاه علمی نسبت به این نظریه سخن گفته است، یک دانشمند برزیلی به نام ” جونز جکوب” در سال ۱۸۳۴ بود. او پس از بررسی مطالعات دستاوردهای بیوشیمیایی زمان خود در رابطه با منشاء حیات این فرضیه را مطرح نمود و چنین بیان کرد که شاید بخش اعظمی از نخستین مولکول های زیستی – و نه خود حیات، بلکه سنگ بنای تشکیل آن – از محیطی در خارج از سیاره ی زمین تأمین شده باشد. البته این دیدگاه بیشتر زمینه ساز نظریه ی دیگری به نام پانسپرمیای غیر زنده شد و هم اکنون نیز شواهد بسیاری از این موضوع در دسترس است و مدافعان بسیاری نیز دارد. کشفیات متعدد درباره ی شناخت بهتر ساختار موجودات زنده، همچون آزمایش های پاستور، خط بطلانی بر نظریات خلق الساعه ی حیات کشید و این ذهنیت را که حیات خود به خودی به وجود می آید به دست فراموشی سپرد. این شروعی برای بررسی دقیق تر پانسپرمیا بود

سرانجام در دهه ی ۱۹۰۰ شیمیدان سوئدی به نام “سوان آرینوس” نشان داد که اسپور باکتریها (حالت زنده اما غیر فعال باکتریایی که در شرایط تنش محیطی ایجاد می شود) می توانند در فضا نیز زنده بمانند و در مکانی دیگر حیات تازه ای را آغاز کنند. در سال ۱۹۷۰ اخترشناس بریتانیایی“ فردهويل” با همکاری پروفسور زیست شناس ” چاندرا ماسینگل“ پس از بررسی طیف ستارگان و تجزیه و تحلیل نور آنها مدارک ارزشمندی به دست آورد. طبق نظریه ی پانسپرمیای غیر زنده و همچنین اکتشافات این دو دانشمند، محیط میان ستاره ای توانایی ایجاد طیف گسترده ای از مولکول های هیدروکربنی فعال در واکنش های زیستی همچون عوامل شیمیایی آلی، هیدروکربن های آروماتیک متنوع همچون حلقه های بنزن و حتی آمینواسیدهای ساده را دارد. بر همین اساس این دو نفر احتمال دادند که ذرات غبار شامل سنگ و یخ در فواصل میان ستاره ای توانایی حمل و محافظت از اسپور باکتری ها را نیز دارند. هرچند که این پژوهش بسیار جذاب به نظر می رسد اما حقیقت آن چندان دلنشین نیست. جابه جایی ذرات غبار در فواصل میان ستاره ای بسیار نامحتمل به نظر می رسد. فاصله ی زمین با نزدیکترین ستاره در حدود ۴ سال نوری است و هر سال نوری معادل ۹ . ۵ هزار میلیارد کیلومتر!

این درحالی است که شرایط بسیار سخت و طاقت فرسایی در فضا حاکم است و به نظر نمی رسد که اسپور باکتریها و هاگ قارچها برای سفری ده ها و حتی صدها میلیون ساله توانایی کافی را داشته باشند. حتی اگر از پس این سفر طولانی برآیند، بعد از مدتها سرگردانی در کیهان هنگام ورود شهابسنگ به اتمسفر، به دلیل اصطکاک بسیار شدید و ناگهانی با اتمسفر، به شدت داغ شده و دمای سطح آنها تا صدها درجه افزایش خواهد یافت. بنابراین می توان نتیجه گرفت که انتقال حیات در میان منظومه ها اگر غیر ممکن نباشد، بسیار نامحتمل و دور از انتظار است. اما داستان همسایگان فضایی ما می تواند بسیار متفاوت باشد. دانشمندان برای جستجوی نشانه هایی از حیات فرازمینی بیشتر توجه خود را بر روی شهاب سنگها معطوف نموده اند. چرا که نمونه های بسیار ارزشمندی از دل فضا هستند و تنوع بسیاری از لحاظ ساختار و منشاء شکل گیری دارند. شهاب سنگ “مار کیسون یکی از بهترین نمونه ها در تایید امکان انتقال مولکولهای ساده ی هیدروکربنی در محیط میان سیاره ای است. این شهاب سنگ در سال ۱۹۶۹ در دام گرانش زمین افتاد و در آسمان منفجر شد. قطعات خرد شده ی آن در نزدیکی شهر ملبورن سقوط کرد که پس از جمع آوری بیش از ۱۰۰ کیلوگرم نمونه و تحلیل ساختار آن دانشمندان به حضور آمینواسیدهایی از جمله گلایسین، آلانین و گلوتامیک اسید پی بردند. همچنین به وجود انواع غیرمعمولی از آمینواسیدها همچون ایزو والین و سودو والین در این شهاب سنگ کربنی واقف شدند. در تمامی نمونه های یافت شده نشانه های ایزوتوپی و فتومتری بخصوصی حاکی از فرازمینی بودن این مولکول های زیستی دیده شد که نشان می داد پس از برخورد به سطح زمین وارد ساختار شهاب سنگ نشده اند.هرچند که شهابسنگ مارکیسون و نمونه هایی دیگر از شهابسنگ های کربنی حاوی مولکول های زیستی ارزشمندی هستند، اما در بهترین حالت می توان نتیجه گیری کرد که تنها سنگ بناهای شکلگیری حیات در کیهان قابل سنتز هستند. به بیان ساده تر دانشمندان به دنبال نشانه ی امید بخشی از وجود یک ارگانیسم زنده در میان شهابسنگها بودند و در راه رسیدن به آن هزاران شهابسنگ مورد پژوهش قرار گرفت. سرانجام این انتظارها در 7 آگوست ۱۹۹۶ با یک اکتشاف حیرت انگیز، شکل تازه ای به خود گرفت.

شهاب ALH۸۴۰۰۱ یکی از ۲۳ مورد شهابسنگ یافت شده است که به نظر می رسد از مریخ جدا شده و بر سطح زمین سقوط کرده است. دانشمندان ناسا پس از مطالعه ی این شهابسنگ ۹ / ۱ کیلوگرمی در زیر میکروسکوپ الکترونی، علاوه بر کشف مولکول های هیدروکربنی، و برخی ترکیبات آلی پیچیده تر مانند مگنتیت و هیدروکربن های میله ای شکل بسیار مشابه با بقایای فسیل های میکروسکوپی را در آن کشف نمودند. اما جذاب ترین بخش تصویر برجستگیهای ظریف و کرم مانندی به قطر ۱۰۰ نانومتر در سطح آن بود که به اعتقاد فسیل شناسان، اجتماعی از باکتری هاست. هرچند که نسبت فراوانی عناصر Ca و Mg و Fe و Si در کنار حباب های هوای میکروسکوپی محبوس در ساختار شهابسنگ، گواهی بر مریخی بودن آن است، اما این دلایل برای اثبات کافی نیست.

چرا که برخی ها آن را یک تقلب دست ساز می دانند و معتقدند که به صورت مصنوعی و توسط ابزارهای صنعتی خاص قابل ایجاد است. این تنها نمونه ی یافت شده از فسیل باکتریایی در یک شهابسنگ بود و پس از آن هیچ نمونه ی دومی به دست نیامد. اما دستاوردهای ربات های مریخی به خصوص روح و فرصت و کنجکاوی، نشان دادند که مریخ در گذشته پوشیده از آب مایع شور بوده است. اتمسفر آن حجم کثیری از گازهای گلخانه ای همچون متان را به واسطه ی فعالیت های آتشفشانی درون خود جای داده و به نسبت دمای بیشتری نسبت به حال داشته است. این احتمال چندان دور از ذهن نیست که شاید زمانی که پوسته ی زمین در روزهای اولیه ی خود به سر می برده، سیاره ی مریخ به دلیل فاصله ی بیشتر از خورشید و جرم کمتر، کمی زودتر از زمین دارای پوسته ی سنگی و اقیانوس های آب مایع شده باشد. شاید این سیاره موفق شده تا پیش از زمین شرایط آغاز حیات را در خود ایجاد کند و در نهایت اولین ارگانیسم های زنده را در سطح خود شکل دهد. سپس در اثر برخوردهای سیارکی که در ۴ میلیارد سال قبل امری معمول بوده است قسمتهایی از سطح مریخ جدا شده و پس از گذراندن مسیری طولانی به زمین رسیده باشد. اما مریخ جرم و جاذبه ی کمی داشته است. به همین دلیل آتشفشان های فعال این سیاره پس از مدتی خاموش می شوند و به واسطه ی بادهای خورشیدی جو خود را از دست می دهد و چهره ی امروزی خود را پیدا می کند. تنها یک سوال همچنان بدون پاسخ باقی مانده و آن دمای ناگهانی لحظه ی ورود به اتمسفر زمین است. پروفسور چاندراماسینگل از دانشگاه دهلی هندوستان پاسخ قانع کننده ای در این رابطه می دهد. به اعتقاد وی اسپور باکتریها نه به همراه شهاب سنگی بزرگ، بلکه به کمک ذرات غبار میکروسکوپی وارد جو زمین شده است. به عبارت ساده تر همچون یک پر، که در هنگام سقوط با هوا اصطکاک زیادی دارد و با حرکت در جهت چپ و راست و رو به پایین، به آرامی می افتد، شاید اسپور باکتری ها نیز در دل ذرات میکروسکوپی به زمین آمده باشند. نظریه ی پانسپرمیا بر اساس اسناد و مدارکی از این دست پایه گذاری شده و در صورت تایید آن، بعدی کیهانی به منشاء حیات می دهد. با این حال این سوال همچنان پابرجاست که اگر اولین سلول زنده در سیاره ی دیگری شکل گرفته، در آنجا چگونه بوده است؟ به عبارت ساده تر این نظریه به شکل گیری حیات پاسخ نمی دهد بلکه پیدایش آن را به مکان دیگری محول می سازد.

آدرس ایمیل نشریه زیست شناسی دنا
bs.ut.dena@outlook.com dena16.astrobiology@gmail.com

ارتباط با انجمن علمی دانشجویی زیست شناسی دانشگاه تهران
tussb_6104@gmail.com

مدیر مسئول و سردبیر
Mehrjoo.yosra@yahoo.com
منابع:

[1] Margaret O’Leary (2008) Anaxagoras and the Origin of Panspermia Theory, iUniverse publishing Group, ISBN 978-0-595-49596-2

[2] Margaret O’Leary (2008) Anaxagoras and the Origin of Panspermia Theory, iUniverse publishing Group, ISBN 978-0-595-49596-2

[3] Endolithic Microbial Ecosystems: Molecular Phylogenetic Composition, Ecology and Geobiology by JEFFREY JAMES WALKER B.A. Rutgers University, 1993 (4) sto :saw gi loomise üle si cocco

Crenson, Matt (2006-08-06). “After 10 years, few believe life on Mars”. Associated Press (on usatoday.com). Retrieved 2009-1206.