اخترزیست‌شناسی: تفاوت میان نسخه‌ها

شاید [[اسید نوکلئیک|اسید نوکلئیک‌ها]]‌ها تنها [[زیست مولکول]]ی در جهان نباشند که توانائی کد کردن فرایندهای 'زندگی' را داشته باشند.<ref name="AstroDNA">{{cite web|url=http://www.astrobio.net/debate/2168/launching-the-alien-debates |title=Launching the Alien Debates (part 1 of 7) | accessdate=5 May 2014 | date=8 December 2006 |work=Astrobiology Magazine |publisher=NASA}}</ref>]]

'''اخترزیست‌شناسی''' یا '''دگرزیست‌شناسی''' (به انگلیسی: Astrobiology) بررسی [[پیدایش حیات|منشا]] و خاستگاه، [[فرگشت]]، توزیع، و آیندهٔ حیات در [[گیتی|جهان]]: [[زیست فرازمینی|زندگی فرازمینی]] و نیز حیات بر روی [[کره زمین|زمین]] است که

در حقیقت اختر زیست‌شناسی حوزه یحوزهٔ تحقیق مشخصی ندارد، می‌توان گفت آن تلفیقی از چندین حوزهٔ علمی است که کاوش [[حیات]] برونزمینیبرون‌زمینی و مطالعه دربارهٔ دیگر سیارات منظومهٔ شمسی و قمرهایشان از منظر زیست‌شناسی، وضعیت حیاتی فضانوردان در شرایط خارج از زمین و نیز پی بردن به اینکهاین‌که حیات روی زمین از کجا منشأ گرفته‌است از وظایف اخترزیست‌شناسی‌استاخترزیست‌شناسی است.

توجه ویژه به چیستان پیچیدهُ 'بودن' یا 'نبودنِ' گونه‌ای از [[زندگی]] در بیرون از کرهُ خاک و اینکهاین‌که اگر پاسخ مثبت باشد چگونگی و چبود راه‌هائی که می‌توان به جستجوی آن پرداخت انگیزهُ وجودی پژوهش‌های اخترزیست‌شناسی‌استاخترزیست‌شناسی است.

تحقیقات انجام شده بر روی [[شدت دوست]]([[اکستروموفیل]])ها، یعنی موجودات زنده‌ای که شرایط سخت مثل دمای بالا و پائین و فشارهای غیر متعارف برای حیات را ترجیح می‌دهند، اطلاعات تکان دهنده‌ای از میزان تنوع این موجودات به ما داده استداده‌است. این اطلاعات ما را به فکر فرو می‌برد که زندگی تقریباً در تمامی مکان‌های کره زمین در جریان است.

ترکیب دو علم [[اخترشناسی]] و زیست‌شناسی منجر به پی بردن به این حقیقت شده‌است که برخی [[میکروب]]ها قطعاً می‌توانند در محیط کره [[مریخ]] بقا یابند؛ ولی با این حال هنوز موجود دارای حیاتی روی [[مریخ]] یافت نشده استنشده‌است.

* چرا تاکنون موجود زنده‌ای در سایر سیارات یافت نشده است؟نشده‌است؟

* آیا حیات قبلاً در سیارات نابود شده است؟شده‌است؟

در آوریل ۲۰۱۵ (فروردین ۱۳۹۴) برای نخستین بار در تاریخ دانش [[کیهان‌شناسی]]، دانشمندان موفق به کشف ترکیبات پیچیده‌ای از [[سیانید]] (که برای شکلی از حیات که ما می‌شناسیم ضروری است)، در خارج از [[منظومه شمسی]] شدند. این تحقیقات که در بخشی از کیهان فیزیک [[مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین]] انجام شده است،شده‌است، مشخص کرد که ترکیباتی از سیانید به دور یک ستاره در فاصله ۴۵۰ [[سال نوری]] از زمین در حال چرخش هستند. ترکیبات مذکور که به‌طور خاص [[هیدروژن سیانید]] (HCN)، متیل سیانید (CH3CN) و سیانو استیلن (HC3N) هستند در مدار ستاره‌ای به نام MWC480 یافت شده‌اند. این ترکیبات در غلظت و چینشی کشف شده‌اند که در زمان آغاز حیات در منظومه شمسی در [[ستاره دنباله‌دار|ستاره‌های دنباله‌دار]] اطراف این منظومه وجود داشته‌اند. ستاره‌ای که این ترکیبات در اطراف آن کشف شده، یک ستاره جوان (با سن چند میلیون سال) است که در [[صورت فلکی گاو]] (به انگلیسی: Taurus) قرار دارد. پیش از این نیز ترکیبات پایه‌ای از سیانید در دیگر نقاط [[فضا]] کشف شده بود اما این نخستین بار است که ترکیبات پیچیده‌ای در این سطح در جایی در خارج از منظومه شمسی رویت شد.<ref group="یادداشت">این پژوهش‌ها در بخش کیهان فیزیک مرکز هراوراد-اسمیتسونین در کمبریج ایالت ماساچوست آمریکا انجام شد.</ref><ref>[http://www.entekhab.ir/fa/news/198555 کشف بنیان‌های حیات در خارج از منظومه شمسی] خبرگزاری انتخاب</ref>

نتایج بدست آمده از مطالعات روی کندریت‌هایی با بیش از ۵ درصد کربن این انگیزه را به ما داده استداده‌است تا فرضیه مواد آلی فرازمینی را به بوته آزمایش بگذاریم. یکی از این کندریت‌ها شهاب سنگی بنام «[[شهاب‌سنگ مارکیسون|مارکیسون]]» (Murchison) است که در سال ۱۹۶۹ در دهکده‌ای به همین نام در استرالیا کشف شد. این شهاب سنگ در حال حاضر مشهورترین سنگ آسمانی درروی زمین است. مارکیسون در همان مطالعات اولیه دانشمندان را در بهت و حیرت فراوان فروبرد، چرا که درون آن بیش از هشتاد نوع اسید آمینه مختلف با میزان بیش از یک قسمت در میلیون (ppm) شناسایی شد. هشت نوع از این مولکول‌ها جزو مولکول‌هایی هستند که اجزای اصلی پروتئین‌ها و آنزیم‌ها موجود در زمین را تشکیل می‌دهند. طی کنکاش لایه‌های یخی قطب جنوب کلکسیونی از قطعات شهاب سنگی یافت شده‌است که حاوی مولکول‌های قند و بازهای نوکلئیک بوده‌اند. این یافته‌ها نظریهنظریهٔ حیات فرازمینی را در اذهان بشدت تقویت کرد. نکتهنکتهٔ حائز اهمیت تر خرده شهاب‌های یافت شده در قطب جنوب اینست که بسیاری از قطعات با اندازهاندازهٔ بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ میکرومتر کندریت‌های ذوب نشده هستند. یعنی توانستندتوانسته‌اند بدون دریافت فشار و شوک حرارتی از جو زمین عبور کنند. دانشمندان احتمال می‌دهند این سنگ‌ها زمانی وارد سیارهسیارهٔ ما شده‌اند که زمین همچنان فاقد اتمسفر بوده‌است.

در فوریهفوریهٔ ۲۰۰۶ فضاپیمای Stardust متعلق به [[ناسا]] نمونه‌هایی از غبار مربوط به دنباله دارهادنباله‌دارها را از آنسوی مدار ماه به زمین آورد. دانشمندان توانستند به حقایق ارزشمندی از ترکیب این سنگ‌های سرگردان دست یابند. تخمین زده می‌شود طی ۶۰۰ میلیون سال گذشته ۱۰۲۰ گرم کربن از فضا وارد زمین شده است،شده‌است، این مقدار از کل میزان کربن توده زنده کره زمین بیشتر است. اکنون ما می‌دانیم منبع اصلی مواد آلی که امروزه در پیکره جانداران وجود دارد نه بطن کره زمین بلکه فضای ماورای اتمسفر آن می‌باشد. اما سؤالی که پدید می‌آید اینست که اگر شهاب سنگ‌ها می‌توانند این همه مولکول آلی را وارد زمین کنند، چرا نتوانند خود موجودات زنده را به زمین آورند. البته بایستی خاطر نشان کرد اکثر اجرام فضایی تا هنگام ورود به زمین شرایط بسیار رنج آوری را تجربه می‌کنند. پی بردن به اینکه موجودات دارای حیات چگونه می‌توانند در این شرایط دشوار زنده بمانند اولین گام برای بحث در مورد انتقال بین سیاره‌ای ارگانیسم هاست. شرایط زندگی در فضا و کرات دیگر به مراتب دشوارتر از هر زیستگاه بحرانی است که دررویدر روی زمین می‌توان سراغ داشت. ازاینرواز این‌رو باید آزمایش‌ها مداومی برای سنجیدن میزان انعطاف و تحمل‌پذیری اشکال حیاتی زمین در محیط‌های مشابه سایر سیارات انجام گیرد تا به یک روشنگری کلی در مورد میزان قابلیت بقا در شرایط فرازمینی دست پیدا کنیم. راه دیگر انتقال حیات از سیارات مادری به سایر مکان‌های فضایی موجودات هوشمندی هستند که از فناوری‌های پیشرفته مسافرت‌های بین سیاره‌ای برخوردارند، چیزی که ما آن را سفینه‌های سرنشین دار می‌نامیم. تقریباً تمام زیستگاه‌های کره زمین با موجودات زنده اشغال شده‌اند. شاید در میان این موجودات انواعی باشند که قادرند برای یافتن هدف غائی خود و شکوفایی بیشتر راه فضا و دنیاهای دیگر را در پیش گیرند.

=== منشاءمنشأ حیات ===

فرضیه‌ای تحت عنوان [[پان اسپرمیا]] ادعا می‌کند بذرهای [[حیات]] برای اولین بار از [[فضا]] و دیگر سیارات توسط شهاب سنگ‌هاشهاب‌سنگ‌ها به زمین آورده شده‌است. یکی دیگر از وظایف اخترزیست‌شناسی بررسی این موضوع می‌باشد. ایده امکان تشکیل [[حیات]] درروی زمین بواسطهبواسطهٔ ورود مولکول‌های آلی از آنسوی فضا بسیار جالب توجه است. تجزیه و تحلیل قطعات بدست آمده از شهاب سنگ‌های کربن دار این نظر را اثبات می‌کند که برخی مولکول‌های آلی نظیر [[آمینو اسید]]ها در محیط خارج از کره زمین تشکیل شده‌اند. طبق مشاهدات نجومی این مولکول‌های آلی بسیار پیش تر از آنکه منظومه شمسی شروع به تشکیل کند درون اجرام فضایی کوچکتر مثل [[سیارک]]ها و [[دنباله دار]]ها بوجود آمده‌اند. با وجود دمای بالای سیارات در ادوار شکل‌گیری آن‌ها مولکول‌های اساسی حیات نمی‌توانستند تشکیل شوند یا از شرایط دشوار حاکم برآن جان سالم بدر برند؛ بنابراین این مولکول‌های مهم یا بعدها در اتمسفر سرد شده آن‌ها متولد شده‌اند یا توسط سیارکها،سیارک‌ها، شهاب سنگ‌ها و غبار بین سیاره‌ای وارد زمین گشته‌اند.

تصویر بر این است که ماه در نتیجهنتیجهٔ برخوردی میان یک زمین اولیه نیمه مذاب و یک جرم سیاره مانندسیاره‌مانند به اندازهاندازهٔ مریخ به وجود آمده باشد. نمونه‌های بدست آمده از مأموریت‌های فضایی [[برنامه فضایی آپولو|آپولو]] و لونا(Luna) هیچ اثری از زندگی و ترکیبی آلی در سطح ماه نشان نمی‌دهند. برخورد UVخشکUV خشک و تشعشعات یونیزان خورشیدی به سطح عریان و بدون محافظ کره ماه امکان تشکیل مولکول هلیمولکول‌های آلی که زیر بنای حیات اندهستند را نمی‌دهد. به هرحال وجود ماه در نزدیکی زمین و چرخش انتقالی آن در طول سالیان نقش مهمی در توسعه حیات درروی زمین داشته‌است. زمین تنها سیاره منظومه شمسی است که قمری به این بزرگی دارد (نسبت به اندازه زمین). این نسبت بزرگی باعث می‌شود محور چرخش وضعی زمین در انحراف ۵ر۲۳ درجه نسبتاً پایدار باشد که باعث بوجود آمدن آب و هوا ثابت و جریان‌های هوایی و آب اقیانوس‌ها در طول میلیون‌ها سال شده‌است.

این سیاره سرخ رنگ هدف اصلی ما برای یافتن حیات فرازمینی و آثار آن در منظومه شمسی است. به یاری دانشمندان و کاوشگران مستقر در مریخ شواهد قانع‌کننده‌ای بدست آمده مبنی بر اینکه مقادیر قابل توجهی آب بر روی این سیاره در دوران‌های گذشته وجود داشته‌است؛ ولی ما هنوز بطور دقیق نمی‌دانیم آب چه مدت در سطح این سیاره وجووجود داشته. یا اینکهاین‌که احتمال دارد هنوز در زیر لایه‌های سطحی آب مایع در جریان باشد. بر اساس شواهد ریخت‌شناسی در دوران اولیه، مریخ اتمسفر متراکمی داشته‌است؛ ولی به علت اندازهاندازهٔ کوچکترش در مقایسه با زمین و گرانش ضعیف تر،ضعیف‌تر، بادهای خورشیدی گازهای آن را به فضا پراکنده و فقط جو رقیقی از CO۲ غنی شده برجای مانده‌است. دوسفینهدو سفینهٔ وایکینگ (Viking) که در سال ۱۹۷۶ روی ماه فرود آمدند مجهز به ابزار شناسایی حیات و طیف‌سنج گازی بودند. این تجهیزات برای تحلیل خاک پیرامون سفینه‌ها مورد استفاده قرار گرفتند اما در شناسایی مواد آلی دچار مشکل شدند. این یافته‌ها شواهدی از نبود حیات در سطح این سیاره بود؛ ولی با کشف منطقه حاوی حیات در ۱۰۰ متری زیر زمین در معادن طلای آفریقای جنوبی گمانه زنی‌هایی دربارهٔ امکان وجود چنین جایگاه‌های رشد میکروبی در لایه‌های زیرین آغاز شده‌است.

از سوی دیگر دانشمندان نگرانند که کاوشهایکاوش‌های انسانی در سیارهسیارهٔ مریخ برای کشف حیات خود موجب اختلال در طبیعت این سیاره شود. برای مثال [[مریخ‌نورد کیوریاسیتی]] که در سال ۲۰۱۱ به سوی مریخ پرتاب شد، به محض فرود آمدن بر سطح این سیاره شروع به حرکت خواهد کرد. حرکت سریع این مریخ‌نورد می‌تواند آلودگی‌های زیستی احتمالی مانند انواع باکتری، ویروس یا میکروب که به چرخ‌های آن چسبیده‌اند را به سطح مریخ منتقل و با گذر چرخ‌های عقبی از روی آنها،آن‌ها، به اعماق خاک مریخ نفوذ کنند و آغازی شود برای یک نوع خاص از زندگی مریخی.

=== وجود اقیانوس درگذشتهدرگذشتهٔ مریخ ===

حتی اگر از زمین به مریخ نگاه کنیدکنیم دشتی که قطب شمال آن را احاطه کرده‌است همانند ناحیه‌ای انباشته از رسوبات ته‌نشین شده در بستر یک اقیانوس است. در دههٔ ۱۹۸۰ تصاویر فضاپیمای وایکینگ چیزی شبیه دو خط ساحلی بسیار قدیمی را در نزدیکی قطب شمال مریخ نشان داد که طول آن‌ها چند هزار کیلومتربودکیلومتر بود و عوارضی مشابه با عوارض نواحی ساحلی زمین داشتند. این خطوط ساحلی با نام‌های عربستان(Arabia) و دوترونیلوس (Deuteronilus) مربوط به ۲ تا ۴ میلیارد سال قبل هستند.

در دههٔ ۱۹۹۰ نقشه‌بردار سراسری مریخ متعلق به ناسا سطح مریخ را با دقت ۳۰۰ متر نقشه‌برداری کرد و متوجه شد که ارتفاع این خطوط ساحلی در نقاط مختلف تا چندین کیلومتر تغییر می‌کند و آن‌ها همانند موجی‌هایی با طول چند هزار کیلومتر هستند. در زمین ارتفاع این خطوط ساحلی تقریباً ثابت است، به همین دلیل بسیاری از کارشناسان نظریهنظریهٔ وجود اقیانوس‌ها در مریخ را رد کردند.

«میکائیل مانگا» (Michael Manga) استاد دانشگاه برکلی و یکی از رهبران این تحقیق می‌گوید: `جابه جایی محور چرخش مریخ باعث تغییر شکل سطح سیاره و به وجود آمدن پستی و بلندی در خطوط ساحلی شده استشده‌است`. «تیلور پرون» (Taylor Perron) محقق اصلی این تحقیق می‌گوید: `در سیاراتی مانند زمین و مریخ که پوستهٔ خارجی انعطاف‌پذیری دارند، سطح جامد رفتاری متفاوت با سطح اقیانوس دارد که باعث تغییرات غیریکسانغیر یکسان سطح می‌شود`.

مانگا می‌گوید که منبع ناشناختهٔ آب احتمالاً سیل بسیار عظیمی در این سیاره به وجود آورده استآورده‌است که گواه آن وجود دره‌های بسیار بزرگ در دشت «تارسیس» مریخ است. سپس یا آب بخار شده یا به لایه‌های زیرین نفوذ کرده‌است و نزدیکی سطح به صورت یخ زده و در اعماق به صورت مایع وجود دارد.

جو سیارات غول پیکر یعنی مشتری و زحل (و نیز اورانوس) در اصل مرکب از هیدروژن، هلیوم به همراه متان و مقدار کمتری از آمونیاک است. از نظر اخترزیست‌شناسی این سیارات اهمیت چندانی برای ما ندارند چرا که فاقد سطوجسطوح جامد هستند؛ ولی در عوض قمرهای آنان در کانون توجه اخترزیست شناساناخترزیست‌شناسان قرار دارد.

قمرهای بزرگترین سیاره منظومه شمسی به دقت توسط فضاپیمای گالیله مورد بررسی قرار گرفته‌است. داده‌های مغناطیس سنجی حاکی از احتمال وجود اقیانوس آب مایع در زیر قشر منجمد قمر اروپا است. حالت مشابه آن ممکن است در قمرهای گانیمد(Ganymede) و کالیستو(Callisto) نیز وجود داشته باشد. اگر چه فواصل زیاد آن‌ها از خورشید دریافت پرتوهای کافی از خورشید را ناممکن می‌سازد و آب نمی‌تواند در سطح آن به شکل مایع یافت شود، ولی نیروهای حاصل از چرخش وضعی و جاذبه مشتری منابع گرمایی اندکی ایجاد می‌کند که می‌تواند برای ذوب برخی یخها کافی باشد. البته با فرض اینکه آب مایع در قمر اروپا وجود داشته باشد، شانس تشکیل حیات و توسعه آن در این اقیانوس‌های زیرین بسیار اندک است زیرا هیچ منبع ترکیبات آلی در آن شناخته نشده استنشده‌است. با وجود اینکه احتمال می‌رود برخی مواد آلی در تماس با سطح قمر متراکم شوند ولی نقل و انتقال این مواد توسط صفحات یخی بسیار بعید بنظر می‌رسد. البته به رغم این تردیدهای ماٌیوس‌کننده قمر اروپا هنوز در فهرست تحقیقات آتی حیات فرازمینی قرار دارد. گزینه‌هایی مثل رصدهای راداری از روی زمین و اعزام کاوشگرها برای مطالعه این قمر مطرح است.

==== سیاراتسیاره‌های حاشیهحاشیه‌نشین نشین منظومهمنظومهٔ شمسی ====

غول‌های یخی، اورانوس و نپتون به همراه پلوتو و کایپر(Kuiper) از خورشید بسیار دورند. دمای بسیار پائین آن‌ها هیچ شانسی برای وجود آب مایع و حیات باقی نمی‌گذارد؛ ولی کاوش این سیارات برای افزایسافزایش دانسته هایماندانسته‌هایمان از چگونگی تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای بسیار حائز اهمیت است.

دنباله دارها جزو اجرام کایپر یا قطعات غبارOort هستند که نیروی جاذبه سیارات خارجی آن‌ها را به درون منظومه شمسی می‌کشاند و مدار آن‌ها را دچار تغییر و تحول می‌سازند. دنباله دارها حاوی مقادیر زیادی آب هستند، اکنون ما می‌دانیم دو سوم هسته دنباله دار هالی از آب منجمد تشکیل شده‌است. بقیه آن موادی متشکل از سیلیکات‌ها و مواد آلی مثل فرمالدهید، متانول و...و… است. فناوری‌های اخیر وجود مواد آلی دیگر مثل مثل آمونیاک، متان، استیلن حتی مولکول‌های پیچیده نظیر سینواستیلن را در هسته دنباله دارها اثبات کرده‌اند. با این حال ما تاکنون نتوانستیم ارزیابی مستقیمی از ترکیب هسته ستارگان دنباله دار انجام دهیم. ماٌموریت فضاپیمایRosetta متعلق به سازمان فضایی اروپا با سفینه Philae یکی از راهبردهایی است که با مطالعه دنباله دار ۶۷P/Churyumov-Gerosimenko در راه پرده برداشتن از اسرار این تکه یخ‌های سرگردان گام خواهد گذاشت.