แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก เครดิตรูปภาพ: NASA คลิกเพื่อขยาย
Pamela Conrad นักโหราศาสตร์ที่มี Jet Propulsion Laboratory ของ NASA ได้เดินทางไปยังจุดสิ้นสุดของโลกเพื่อศึกษาชีวิต Conrad เมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฏตัวในสารคดี 3 มิติของ Aliens of the Deep ที่ James Cameron ซึ่งเธอและนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ทำการสำรวจสิ่งมีชีวิตแปลกประหลาดที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทร
เมื่อวันที่ 16 มิถุนายน 2548 คอนราดได้บรรยายเรื่อง“ ปีสองขั้ว: สิ่งที่เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับการมองหาชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นโดยการทำงานในทะเลทรายเย็น”
ในส่วนที่ 1 ของการถอดเสียงที่แก้ไขนี้ Conrad อธิบายสัญญาณที่เราสามารถมองหาเพื่อดูว่ามีชีวิตในสภาพแวดล้อมต่างดาวหรือไม่
“ ในช่วงสามปีที่ผ่านมาฉันมีส่วนร่วมในโครงการกับเพื่อนร่วมงานหลายคนที่พาเราไปสู่ทะเลทรายที่ร้อนและเย็น เราต้องการสังเกตลายเซ็นของชีวิตและดูว่าเราสามารถบอกความแตกต่างระหว่างสถานที่ที่มีชีวิตและสถานที่ที่ชีวิตไม่ได้ เหตุผลที่เราไปที่ทะเลทรายคือการลดจำนวนของตัวแปรที่สับสนที่มีการแนะนำโดยทุกชนิดของชีวิต โดยพื้นฐานแล้วเราไม่ต้องการที่จะขูดเซ่อสุนัขออกไปเพื่อค้นหาแบคทีเรียในดิน
ปีที่ผ่านมาเราได้รับสิทธิพิเศษที่จะไปทั้งอาร์กติกและแอนตาร์กติก ดังนั้นนี่คือปีสองขั้วของฉันและสิ่งที่เราทำมีความเกี่ยวข้องกับการสำรวจอวกาศเพราะเหมือนสภาพทะเลทรายบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ที่รุนแรงมาก
เรามองดูก้อนหินเพราะถ้าชีวิตเป็นและหายไปแล้ว - กล่าวอีกนัยหนึ่งคือมันตายแล้วหรือมันตายไปแล้วมันก็กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์และเปลี่ยนแปลง - คุณสามารถพบมันได้ในบันทึกหิน
ในการตรวจจับชีวิตได้ทุกที่คุณจะต้องสามารถตรวจสอบสภาพแวดล้อมและค้นหาเบาะแสที่วัดได้ หากไม่ใช่สิ่งที่คุณสามารถนิยามในแง่ที่วัดได้ก็ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ ดังนั้นตามคำจำกัดความเราอยู่ในความหนาวเย็นดังนั้นจะพูด
หนึ่งในความท้าทายเกิดขึ้นกับคำศัพท์ที่วัดได้ซึ่งคุณสามารถกำหนดชีวิตได้ ข้อกำหนดต้องเป็นสากลมากพอที่จะไม่พลาดชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นถ้ามันไม่เหมือนกับชีวิตที่เรามีที่นี่ เรามีชุดตัวอย่างหนึ่งชุด: ชีวมณฑลบนโลก เราพยายามใช้ความรู้ที่เรามีเกี่ยวกับชีวิตที่นี่เพื่อหาข้อตกลงเหล่านั้นและดังนั้นเราจึงพยายามคิดเกี่ยวกับชีวิตในแง่คำอธิบายทั่วไปที่เราสามารถทำได้
เรามองหาชีวิตในสถานที่ที่อยู่อาศัยได้ สถานที่ที่สามารถรองรับชีวิต แต่การอยู่อาศัยนั้นยากที่จะนิยามเพราะเรามีเพียงความคิดที่คลุมเครือในสิ่งที่ทำให้สภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย ที่ NASA เรามีขนาดใหญ่มากในการมองหาน้ำเป็นหนึ่งในแง่มุมของการอยู่อาศัย
น้ำมีความสำคัญต่อชีวิตในทะเลทรายเช่นเดียวกับเรา หลังจากหิมะตกสดใหม่เมื่อหินร้อนขึ้นและละลายน้ำแข็งคุณจะเห็นดอกไซยาโนแบคทีเรียบนพื้นผิวของหิน แต่พวกเขาสามารถดำรงอยู่ได้น้อยที่สุดเมื่อไม่มีฝนตกมาก
เหตุผลประการหนึ่งที่เมตาบอลิซึมต้องทำให้ช้าลงในฤดูหนาวของแอนตาร์กติกคือเนื่องจากน้ำอยู่ในช่วงที่เป็นของแข็งและไม่สามารถเข้าถึงได้ สิ่งมีชีวิตสามารถใช้น้ำแข็งก็ต่อเมื่อมันละลายและกลายเป็นตัวทำละลายที่ดี การใช้น้ำแข็งเปรียบเสมือนการใช้แร่ในช่วงผลึก - เมื่ออยู่ในรูปของแข็งคุณต้องใช้พลังงานในการจับพันธะเหล่านั้นเพื่อทำอะไรกับมัน มีสิ่งมีชีวิตในแอนตาร์กติกาที่มีโมเลกุลประเภทแข็งตัวอยู่ในนั้นปลาที่มีโมเลกุลที่เรียกว่า glycoproteins เมื่อผลึกน้ำแข็งก่อตัวในปลาโมเลกุลจะจับผลึกน้ำแข็งเมื่อมันเริ่มเติบโตขึ้นและจะไม่ปล่อยให้มันเติบโตไปในทิศทางที่มันโตขึ้นอย่างกระฉับกระเฉงที่สุด เพราะมันไม่สามารถเติบโตได้ผลึกน้ำแข็งก็ทำให้ปีศาจกลายเป็นน้ำและกลับกลายเป็นน้ำ
นอกจากน้ำแล้วเราคิดว่าองค์ประกอบทางเคมีบางชนิดนั้นมีความสำคัญต่อชีวิตในที่อื่น ชีวิตบนโลกนี้ทำมาจากคาร์บอนไฮโดรเจนและฟอสฟอรัสรวมถึงสิ่งสำคัญอีกสองสามอย่างและเราต้องการออกซิเจนในอากาศ แต่มีจุลินทรีย์บนโลกที่หายใจโลหะและพวกเขาไม่สนใจเกี่ยวกับออกซิเจน
ดังนั้นการอยู่อาศัยจึงน่าอยู่ในสายตาของคนดู เมื่อคุณนิยามมันคุณจะต้องคิดถึงชุดคำศัพท์ที่กว้างที่สุดที่คุณสามารถทำได้เพื่อที่จะห้อมล้อมชีวิตทุกประเภทที่คุณอาจจินตนาการได้ การประเมินขั้นสุดท้ายว่าสถานที่นั้นสามารถอยู่อาศัยได้หรือไม่เพื่อดูว่าเป็นที่อยู่อาศัยหรือไม่
คุณถามคำถามหนึ่งชุดหากคุณต้องการรู้ว่า“ ฉันสามารถตั้งค่าการดูแลที่นี่ได้ไหม” คุณอาจถามคำถามอีกชุดหากคุณอยากรู้ว่า“ มีใครอยู่บ้านบ้างไหม” แต่ที่สำคัญที่สุดคือทั้งหมดไม่ว่าจะต้องการอยู่ที่นั่นหรือเพียงแค่ดูว่าบ้านของใครคุณต้องรู้อะไรเกี่ยวกับพื้นที่ใกล้เคียง คุณยังคงต้องทำการทดลองทั้งหมดที่บอกคุณเกี่ยวกับคุณสมบัติทางธรณีวิทยาแร่วิทยาและชั้นบรรยากาศของโลก หากคุณกำลังมองหาชีวิตคุณจะต้องมีความคิดเกี่ยวกับประเภทของสิ่งที่คุณพยายามที่จะสนับสนุนกับสภาพแวดล้อมนั้น
เมื่อประมาณ 5 ล้านปีก่อนจากการเกิดรอยร้าวแบบหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ Cerberus Fossae น้ำที่ไหลลงสู่อุทกภัยพิบัติได้รวบรวมในพื้นที่ 800 x 900 กม. และลึก 45 เมตรในขั้นต้น คลิกที่ภาพเพื่อดูขนาดใหญ่เครดิต: ESA / Mars Express
ดังนั้นสิ่งที่จะเป็นหลักฐาน? หากคุณต้องการที่จะบอกว่าสิ่งที่ได้รับการพิสูจน์แล้วคุณต้องบรรลุฉันทามติระดับหนึ่งในชุมชนวิทยาศาสตร์ไม่เช่นนั้นเพื่อนของคุณจะฉีกคุณเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยในวรรณคดี แน่นอนว่าไม่เคยมีฉันทามติที่สมบูรณ์นั่นคือเหตุผลที่เรานักวิทยาศาสตร์ที่น่ารังเกียจต่อสู้กันอย่างไม่มีที่สิ้นสุด แต่อย่างน้อยเราก็ต้องนึกถึงเงื่อนไข เราสามารถเห็นด้วยหรือไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีของกันและกัน แต่เราต้องยอมรับข้อกำหนดและการวัด
แล้วการวัดแบบไหนที่เราสามารถทำได้หากเรากำลังมองหาชีวิต ดาวเคราะห์ดูแตกต่างไปจากนี้หรือไม่หากมีชีวิตอยู่ที่นั่น? ตัวอย่างเช่นหากคุณเข้าไปในครัวของฉันหลังจากฉันกินคุณอาจเห็นจานหรือเศษขนมปัง นั่นเป็นเงื่อนงำที่ฉันอยู่ที่นั่น มีเงื่อนงำในระดับดาวเคราะห์ด้วย ไบโอมาร์คเกอร์ - เงื่อนงำที่บอกว่ามีชีวิต - สามารถเป็นอะไรก็ได้ที่เกิดจากชีวิต เบาะแสสามารถเป็นสารเคมีได้เนื่องจากสารเคมีประกอบด้วยทุกสิ่ง ฉันเป็นกระสอบของสารเคมีเช่นเดียวกับแท่นนี้เป็นกระสอบของสารเคมี มีสารเคมีอะไรบ้างและสัดส่วนต่อกันและการจัดเรียงในแบบ 3 มิติเป็นสิ่งที่ทำให้ฉันแตกต่างจากสิ่งนี้ เป็นวิธีง่ายๆในการจำแนกหมวดหมู่ของสิ่งต่าง ๆ
Chirality เป็นไบโอมาร์คเกอร์เช่นกัน ความหมายของความ chirality คือโมเลกุลบางตัวเป็นภาพสะท้อนของกันและกันและโมเลกุลที่มีชีวิตมักจะถนัดมือ เมื่อพูดถึงกรดอะมิโนซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตีนที่ทำให้เกิดชีวิตสิ่งมีชีวิตชอบใช้รูปมือซ้าย และเมื่อพูดถึงน้ำตาลสิ่งมีชีวิตชอบที่จะใช้รูปแบบมือขวา มีข้อยกเว้นสำหรับสิ่งเหล่านี้ แต่เป็นกรณีทั่วไป
ไอโซโทปสามารถเป็นไบโอมาร์คเกอร์ได้ โมเลกุลบางชนิดมีรสชาติไอโซโทปที่แตกต่างกันซึ่งบางอันมีน้ำหนักเบากว่าโมเลกุลอื่นเล็กน้อย สิ่งมีชีวิตเช่นความหลากหลายที่เบากว่าอาจเป็นเพราะราคาถูกกว่าที่ต้องดำเนินการ
โพลีเมอร์ที่ซับซ้อนก็อาจเป็นไบโอมาร์คเกอร์ได้เช่นกัน แน่นอนว่าพลาสติกเป็นโพลิเมอร์ที่ซับซ้อน อีกครั้งที่เราทำพลาสติก ดังนั้นความแตกต่างทั้งหมดนี้ระหว่างธรรมชาติกับสิ่งแปลกประหลาด - ถ้ามนุษย์สร้างมันขึ้นมามันก็ยังคงเป็นสิ่งมีชีวิต ดังนั้นลองคิดดู รถของฉันเป็นชีวประวัติ ฉันไม่แน่ใจ
หากคุณกำลังจะกำหนดชีวิตในแง่ที่สามารถวัดได้ฉันต้องการทำให้มันง่ายมาก คุณสามารถกำหนดชีวิตด้วยสิ่งที่มันทำหรือคุณสามารถกำหนดชีวิตโดยสิ่งที่มันทำ ฉันต้องการนิยามชีวิตด้วยสิ่งที่มันทำเพราะทันทีที่คุณพูดคำว่า "ทำ" คุณจะพูดถึงกระบวนการ กระบวนการคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป จากนั้นคุณจะต้องทราบว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างควรเป็นเท่าไหร่ คุณควรดูบ่อยเพียงใดและการทดสอบทั้งหมดใช้เวลานานเท่าใด กระบวนการเป็นปัญหาเล็กน้อยเพราะต้องใช้เวลาและคุณอาจผิดเกี่ยวกับความถี่ในการค้นหาหรือระยะเวลาที่คุณควรมองหา
กระบวนการ - การทำสิ่งที่ทำซ้ำหรือพัฒนา - สามารถเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ดังนั้นหากคุณเพียง แต่ดูกระบวนการและคุณมีสองอย่างที่แตกต่างกันอย่างมากในช่วงเวลาของพวกเขาคุณจะไม่สามารถทำการทดลองแบบเดียวกันเพื่อดูทั้งสองอย่าง ดังนั้นฉันชอบดูชีวิตในแง่ของมันคืออะไร อย่าบอกว่าเราไม่สามารถเพิ่มสิ่งต่าง ๆ ตามกระบวนการได้เล็กน้อย แต่เมื่อคุณดูว่าชีวิตคืออะไรมันก็เรียบง่ายเร็วมาก มันเป็นสารเคมีที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวสารเคมีบางชนิดจัดเรียงอย่างใดอย่างหนึ่งและ "จัดเรียงอย่างใดอย่างหนึ่ง" เป็นสิ่งที่ฉันเรียกว่าโครงสร้าง
หากฉันกำลังมองหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือดวงจันทร์ฉันจะมองหาสถานที่ที่สารเคมีที่น่าสนใจอาจเกิดขึ้นเพื่อให้วิวัฒนาการขั้นสุดท้ายของเคมีนั้นสามารถสร้างระบบชีวิตได้ ฉันจะคิดถึงสถานที่ต่าง ๆ เช่นยูโรปาซึ่งมีมหาสมุทรอยู่ใต้น้ำแข็ง ฉันจะคิดถึงสถานที่อื่นที่มีน้ำแข็งเหมือนดาวหาง ฉันจะคิดถึงไททันดวงจันทร์ของดาวเสาร์ ฉันจะคิดถึงสถานที่ทั้งหมดที่มีเคมีที่น่าสนใจเกิดขึ้นเพราะเคมีนั้นฉลาด คุณสามารถรับโมเลกุลที่น่าสนใจได้ทุกชนิด
แหล่งที่มาเดิม: นาซา
