نفس‌های ناممکن

Richard A. Lovett
برگردان: احسان سنایی

آخرین اخبار شگفت‌انگیز از ناسا پیرامون حیات، هیچ ارتباطی با ماورای زمین‌ ندارد؛ حال‌آنکه اعلام یک کشف «اخترزیست‌شناختی» که بر آینده‌ی جستجوها در راه کشف حیات فرازمینی تأثیر خواهد نهاد؛ عنوانی بود که بسیاری را در چند روز گذشته، به کشف حیات فرازمینی توسط این سازمان فضایی باورمند کرده بود. با این حال حقیقت این است که دانشمندان، نوعی از حیات را بر زمین یافته‌اند که شاید «فرازمینی‌ترین» ارگانیسم دیده شده بر سیاره‌مان باشد.

مطابق اعلام دانشمندان؛ گونه‌های باکتریایی جدیدی که اخیراً در دریاچه‌ی «مونولیک» (Mono Lake) کالیفرنیا یافت شده‌اند؛ نخستین موجودات زنده‌ای هستند که عنصر مهلک آرسنیک را به‌منظور تولید مولکول‌های DNA و پروتئین‌های خود به‌کار می‌بندند. این باکتری؛ موسوم به زنجیره‌ی GFAJ-1، قادر است از آرسنیک، به‌جای فسفر؛ که یکی از شش عنصر بنیادین ِ تولید حیات است، بهره گیرد. عناصر کلیدی دیگر از این مجموعه، شامل کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و گوگرد است.

برای بسیاری از ارگانیسم‌هایی که تاکنون شناخته شده؛ آرسنیک عنصری مهلک به حساب می‌آید و این، تا حدودی به‌واسطه‌ی قابلیت این عنصر در تفلید از ویژگی‌های شیمیایی فسفر است که آن را قادر به قطع فعالیت سلول‌ها می‌کند. باکتری‌های تازه‌کشف‌گشته که شرح‌شان به تفصیل در شماره‌ی این هفته‌ی نشریه‌ی علمی Science آمده است؛ نه‌تنها مقادیر بالای آرسنیک را تحمل می‌کنند؛ که در حقیقت این عنصر شیمیایی را به سلول‌های خود راه می‌دهند. «پل دیویس» (Paul Davies)؛ مدیر مرکز پژوهشی مفاهیم بنیادین علمی (BEYOND)؛ وابسته به دانشگاه ایالتی آریزونا، می‌گوید: «این [عنصر]، به تمامی واحدها و قسمت‌های حیاتی [بدن باکتری] راه پیدا می‌کند». هرچندکه زمین، تنها نقطه‌ای‌ست که می‌دانیم حیات در آن وجود دارد؛ این کشف، تلویحاً از امکان ثمربخشی ِ جستجوها برای کشف حیاتی در هر نقطه‌ی دیگر از کیهان‌مان می‌گوید؛ چراکه نشان داده این ارگانیسم‌ها، در شرایطی که زیست‌شناسان هیچ تصورش را نمی‌کردند؛ امکان حضور یافته‌اند.

حیات آیا دو بار از زمین سر بر زد؟

اخترزیست‌شناسان، حین تحقیق بر احتمال وجود مسیر تکوینی ِ دیگری از حیات بر زمین، موفق به کشف باکتری‌های نام‌برده شدند. آنان به کشف شواهدی دال بر وجود محیط زیستِ ثانویه‌ای موسوم به حیات-۲ در زمین، امید بسته بودند. چنین کشفی ثابت می‌کند که تا پیش از آنکه حیاتی که ما هم‌اکنون می‌شناسیم زمین را سیطه‌ی خود گیرد؛ این سیاره در حقیقت حیات دیگری را با سرچشمه‌ای مستقل و متفاوت از انواع متعارف‌اش به چشم دیده است. دیویس می‌گوید: «اگر حیات در زمین دو دفعه رخ داده، یقیناً این برای دیگر نقاط کیهان نیز صدق می‌کند».

GFAJ-1 - دریاچه‌ مونولیک – کالیفرنیا / عکس از Brett Weston

سال گذشته؛ «فلیسا ولف-سیمون» (Felisa Wolf-Simon)، سرپرست نویسندگان پژوهشی مشابه از مؤسسه‌ی اخترزیست‌شناسی ناسا، مقاله‌ای را با این مضمون منتشر نمود که: یک نسخه‌ی احتمالی از حیات-۲؛ موجودی خواهد بود که آرسنیک را به‌جای فسفر در خود ذخیره می‌کند. از این‌رو ولف-سیمون و همکارانش به نمونه‌گیری از باکتری‌های موجود در دریاچه‌ی مونولیک کالیفرنیا که دریاچه‌ای آکنده از آرسنیک، واقع در دره‌ای آتشفشانی در جنوب شرق پارک ملی یلوستون است، پرداختند. دانشمندان این باکتر‌ی‌ها را در آزمایشگاه رشد داده و افزایش تدریجی مقادیر آرسنیک را در قبال کاهش فسفر، به عینه مشاهده کردند. آنالیزهای شیمیایی صورت‌پذیرفته با شاخص‌های رادیواکتیو نیز نشان از این می‌داد که زنجیره‌ی باکتریایی‌ ِ GFAJ-1، در حقیقت آرسنیک را در متابولیسم بدنش به کار می‌گیرد. دیویس که نقش کمک‌نویسنده را در این پژوهش ایفا می‌کرده؛ می‌گوید: «اغلب [ارگانیسم‌ها] می‌میرند؛ اما این [باکتری‌]ها زنده ماندند».

با وجود این رفتار شگفت، اما این باکتری‌ها از حیث ژنتیکی شدیداً نزدیک‌تر به حیات معمولی‌اند؛ تا اینکه حقیقتاً نوادگانی از نسل دومی از حیاتِ زمینی به‌شمار آیند.

معمولی، اما جان‌سخت

با این تفاسیر، زنجیره‌ی GFAJ-1 را شاید بتوان نامتعارف‌ترین نوع از «اکستریموفیل‌»ها (Extremophile) نامید؛ باکتری‌هایی که در شرایط به‌شدت خشن، همچون گرمای بالا، شوری بالا و فقدان اکسیژن زنده می‌مانند. کشفیات پیشین از چنین باکتری‌هایی، مربوط به ارگانیسم‌هایی بود که به‌تعبیر «کریس مک‌کی» (Chris McKay) (اخترزیست‌شناسی از مرکز پژوهشی ایمس ناسا)، «خیلی معمولی» بودند. او که در این پژوهش عملاً نقشی نداشته، می‌گوید: «تنها چیزی که برایشان "خشن" به شمار می‌آمد، مکان زندگی‌شان بود. از حیث زیست‌شیمیایی، کاملاً عادی بودند. [باکتری‌های آرسنیک‌محور]، کشف بسیار حائز اهمیتی‌ست. این، نخستین نمونه از چیزی‌ست که به‌واقع آن را می‌توانیم حیات خشن در محیطی خشن بنامیم».

منبع