در زیر یک آسمان آبی هیدروژنه نیز، ممکن است زندگی وجود داشته باشد؟
دانشمندان دریافته‌اند که زندگی می‌تواند در اتمسفر حاکم بر هیدروژن زنده بماند. اگرچه جای تعجب ندارد، این یافته می‌تواند پیامدهای جستجوی زندگی را در پی داشته باشد.
باکتری‌های E. coli. بیانگر اشکال ساده زندگی در مطالعه نجوم طبیعت هستند.
IDKlab / CC BY SA 4.0
در سال 2007، سارا سیگر (MIT) گفت: “هیچ چیز در اکتشافات آمریکا از فضا غم‌انگیزتر از مواجهه با زندگی بیگانه و عدم شناخت آن نیست.”
از آن زمان، سیگر با همان نگرانی دست و پنجه نرم کرده است – نگران اینکه ممکن است حیات را مشاهده کنیم اما هنوز به این دلیل که شبیه زندگی با کره زمین نیست، قادر به شناسایی آن نباشیم. او می‌گوید: “من هنوز از این امر به عنوان یک اصل استفاده می‌کنم.”
بنابراین، او نشان داد كه زندگی می‌تواند در اتمسفرهای كاملاً متفاوت از خودمان باقی بماند – حتی اتمسفرهایی كه از 100٪ هیدروژن تشکیل شده‌اند. آخرین مطالعه وی در زمینه نجوم طبیعت نشان می‌دهد که میکروارگانیسم‌ها می‌توانند در گاز بسیار قابل اشتعال رشد کنند. اگرچه این یافته برای بسیاری از میکروب‌شناسان لزوماً تعجب‌آور نیست، اما پیامدهای آن برای جستجوی زندگی در سراسر جهان قابل انکار نیست.
در بیشتر قسمت‌ها، ستاره‌شناسان فقط قادر به بررسی اتمسفر اتمسفرهای جهانهای بزرگ – یعنی جهانهای به اندازه مشتری و نپتون بودند. اتمسفرهای پفی این سیارات غول‌پیکر باعث می‌شود تا تشخیص آنها از اتمسفرهای باریک دنیاهای سنگی، بسیار آسان‌تر شود. در حالی که فناوری و ابزارهای جدید به اخترشناسان این امکان را می‌دهند که دنیاهای کوچک و کوچکتر را بررسی کنند.
به همین دلیل، اخترشناسان می‌توانند قبل از شناسایی اتمسفرهای زمین‌مانند، اتمسفرهای تحت سلطه هیدروژن را در اطراف دنیای سنگی تشخیص دهند. بنابراین، سیگر و همکارانش به آزمایشگاه مراجعه کردند تا ببینند آیا میکروارگانیسم‌ها می‌توانند در چنین شرایط بیگانه‌ای رشد کنند.
این تیم کشت میکروب‌ها پرداختنئ – به طور خاص E. coli و مخمر که به ترتیب نمایانگر اشکال زندگی ساده و پیچیده هستند – آنها را درون یک محلول غنی از مواد مغذی ریخته و درون گاز هیدروژن قرار دادند. سپس، هر ساعت یا چند روز به چند روز، آنها تعداد میکروبهای موجود در داخل تست خود را شمارش کردند تا ببینند که آیا این تعداد در حال افزایش است. سیگر می‌گوید: “این مانند خمیر مایع است – اگر چیزهای مناسبی به آن اختصاص دهید، تکثیر می‌شود.”
در پایان آزمایش، این تیم دریافت که هر دو میکروارگانیسم می‌توانند به طور عادی در هیدروژن، البته با سرعت کمی پایینتر از هوا تکثیر شوند.
اما کنت نالسون (دانشگاه کالیفرنیای جنوبی)، میکروبیولوژیست که در این مطالعه نبود، استدلال می‌کند که این جای تعجب ندارد. وقتی E. coli و مخمر را درون یک مایع گلوکز قرار دهید، آنها تخمیر می‌کنند – به این معنی که قند را به الکل، گازها یا اسیدها تبدیل می‌کنند – و تنفس نمی‌کنند. به همین ترتیب، آنها می‌توانند تقریباً بدون اتمسفر رشد کنند.
نلسون می‌گوید: “من می‌بینم که چیزی [اینجا] وجود دارد که تقریباً هیچ فیزیولوژیست میکروبی آن را به خوبی نمیشناخت.” “من فکر می‌کنم این یک نمونه عالی از خطر کار بین‌رشته‌ای است.”
سیگر که اخترشناس است و میکروبیولوژیست نیست، اعتراف می‌کند که او هم تعجب نکرده است. در عوض، او استدلال می‌کند که یکی از اهداف این مقاله نشان دادن نیاز به برقراری ارتباط بین علوم است، حتی اگر این به معنای ارائه تحقیقات میکروبی ساده و تثبیت شده برای جامعه نجومی گسترده‌تر باشد.
او می‌گوید: “اگر ما به دنبال یافتن زندگی در جای دیگر باشیم، چنین ارتباطی بسیار مهم است، زیرا به ورودی‌هایی از چندین علم نیاز داریم که برای همه قابل درک است.” “نتایج ما برای اخترشناسان، جدید است و به همین ترتیب باید در یک زمینه نجومی نشان داده شوند.”
مخمر (Saccharomyces cerevisiae) تصویر میکروسکوپ الکترونی از تکثیر گونه‌ای از مخمر ، که نشان‌دهنده زندگی پیچیده‌ای در مطالعه نجوم طبیعت است.
Mogana Das Murtey و Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA 3.0
در مورد هیدروژن
با استفاده از آزمایشات انجام شده، نیازی به تمرکز بر یافتن اتمسفرهایی نیست که خصوصاً شبیه زمین باشند. در عوض سیگر در جستجوی زندگی، به دنبال مواردی است که سرشار از هیدروژن هستند.
اما دیرك شولز ماكوچ (دانشگاه فنی برلین)، اخترشناسی كه در این تحقیق نبود ، نگران این رویكرد است.
برای شروع، از آنجا که این عنصر به راحتی در فضا فرار می‌کند، تعداد زیادی سیاره سنگی با اتمسفر هیدروژن وجود ندارد. او می‌گوید: “من فکر نمی‌کنم که تعداد بسیار زیادی از آن را پیدا کنیم.” “اما اگر بعضی از آنها وجود داشته باشند، برای جایی که می‌توانستید زندگی داشته باشید، امکان یافتن حیات را بیشتر می‌کند.”
علاوه بر این، میکروب‌ها هیدروژن را بسیار خوشمزه می‌دانند – آنقدر خوشمزه است که شولز ماکوچ نگران است که هر زندگی هیدروژنی را در اتمسفرش کاهش دهند. این اتفاق در اوایل زمین افتاد. او می‌گوید: “بنابراین اگر من سیاره شبه‌زمینی را ببینم که هیدروژن زیادی در آنجا داشته باشد، واقعاً یک جزیره زیستی نیست بلکه ضد زیستی است.”
اگرچه دانشمندان هنوز نمی‌توانند درباره پیامدهای دنیای غنی از هیدروژن به توافق برسند، گفتگوهایی از این دست، زمینه را برای تشخیص آینده زندگی فرازمینی فراهم می‌کند. به خصوص اگر این مکالمات، میکروبیولوژیست‌های بیشتری را شامل شود، همانطور که نیلسون می‌گوید، از آنجا که در حال حاضر چشم‌انداز غنی از مطالعات وجود دارد که نشان می‌دهد زندگی می‌تواند از هیدروژن به عنوان منبع انرژی استفاده کند تا رشد کند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
COULD THERE BE LIFE UNDER A HYDROGEN SKY?
BY: SHANNON HALL MAY 4, 2020