יש לנו רק דוגמה אחת לביולוגיה שנוצרת ביקום - החיים הלאה. אבל מה אם החיים יכולים להיווצר בדרכים אחרות? איך אתה מחפשכאשר אתה?
השאלות הללו מעסיקותאסטרוביולוגים, שהם מדענים שמחפשים חיים מעבר לכדור הארץ. אסטרוביולוגים ניסו להמציא כללים אוניברסליים השולטים בהופעתם של מערכות פיזיקליות וביולוגיות מורכבות הן על פני כדור הארץ והן מחוצה לה.
אניאַסטרוֹנוֹםלמי ישנכתב בהרחבהעל אסטרוביולוגיה. באמצעות המחקר שלי, למדתי שהצורה הנפוצה ביותר של חיים מחוץ לכדור הארץ עשויה להיות מיקרוביאלית, מכיוון שתאים בודדים יכולים להיווצר בקלות רבה יותר מאשר אורגניזמים גדולים. אבל למקרה שיש חיי חייזרים מתקדמים בחוץ, אני באינטרנציונלמועצה מייעצתלקבוצה שמעצבת מסרים כדי לשלוח לאותן ציוויליזציות.
זיהוי חיים מעבר לכדור הארץ
מאז הגילוי ראשוןשל כוכב לכת ב-1995,מעל 5,000 כוכבי לכת, או כוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים, נמצאו.
רבים מאלההם קטנים וסלעיים, כמו כדור הארץ, ובאזורים ראויים למגוריםשל הכוכבים שלהם. אזור המגורים הוא טווח המרחקים בין פני השטח של כוכב לכת לכוכב שהוא מקיף אותו, שיאפשר לכוכב הלכת לקבל מים נוזליים, ובכך לתמוך בחיים כפי שאנו על כדור הארץ מכירים אותם.
מדגם של כוכבי לכת שזיהה עד כה פרויקטים300 מיליון ניסויים ביולוגיים פוטנציאלייםבגלקסיה שלנו - או 300 מיליון מקומות, כולל כוכבי לכת וגופים אחרים כמו ירחים, עם תנאים מתאימים להתעוררות הביולוגיה.
חוסר הוודאות של החוקרים מתחיל בהגדרת החיים. זה מרגיש כאילו הגדרת החיים צריכה להיות קלה, מכיוון שאנו מכירים את החיים כאשר אנו רואים אותם, בין אם מדובר בציפור מעופפת או בחיידק הנעים בטיפת מים. אֲבָלמדענים לא מסכימים על הגדרה, ויש שחושבים שהגדרה מקיפה אולי לא תהיה אפשרית.
קָשׁוּר:
נאס"א מגדירה חייםכ"תגובה כימית המקיימת את עצמה המסוגלת לאבולוציה דרוויניסטית". זה אומר אורגניזמים עם מערכת כימית מורכבת המתפתחים על ידי הסתגלות לסביבתם. האבולוציה הדרוויניסטית אומרת שהישרדותו של אורגניזם תלויההכושר שלובסביבתו.
התפתחות החיים על פני כדור הארץ התקדמה במשך מיליארדי שנים מאורגניזמים חד-תאיים לבעלי חיים גדולים ומינים אחרים, כולל בני אדם.
אבולוציה לעומת ברירה טבעית - יוטיוב 
כוכבי לכת חיצוניים מרוחקים ומאות מיליוני פעמים קלושים יותר מכוכבי האם שלהם, כך שהלימוד בהם הוא מאתגר. אסטרונומים יכולים לבדוק את האטמוספרות והמשטחים של כוכבי לכת דמויי כדור הארץ באמצעותשיטה הנקראת ספקטרוסקופיהלחפשחתימות כימיות של חיים.
ספקטרוסקופיה עשויה לזהותחתימות של חמצןבאטמוספירה של כוכב לכת, אשר חיידקים קראו להם אצות כחולות ירוקות שנוצרו על ידי פוטוסינתזה על פני כדור הארץ לפני כמה מיליארדי שנים, אוחתימות כלורופיל, המעידים על חיי הצומח.
הגדרת החיים של החיים מובילה לאיזה אבל חשובשאלות ללא מענה. האם האבולוציה הדרוויניסטית היא אוניברסלית? אילו תגובות כימיות יכולות להוביל לביולוגיה מחוץ לכדור הארץ?
אבולוציה ומורכבות
כל החיים על פני כדור הארץ, מנבג פטרייתי ועד לווייתן כחול, התפתחו מחיידקאב קדמון משותף אחרוןלפני כ-4 מיליארד שנים.
אותם תהליכים כימיים נראים בכל האורגניזמים החיים על פני כדור הארץ, ותהליכים אלהיכול להיות אוניברסלי. הם גם עשויים להיותשונה בתכליתבְּמָקוֹם אַחֵר.
באוקטובר 2024, אקבוצה מגוונת של מדענים התאספהלחשוב מחוץ לקופסה על אבולוציה. הם רצו לצעוד אחורה ולחקור איזה סוג של תהליכים יצרו סדר ביקום - ביולוגי או לא - כדי להבין כיצד לחקור את הופעת החיים בניגוד מוחלט לחיים על פני כדור הארץ.
שני חוקרים הנוכחים טענו שמערכות מורכבות של כימיקלים או מינרלים, כאשר הן נמצאות בסביבות המאפשרות לתצורות מסוימות להתמיד טוב יותר מאחרות,להתפתח כדי לאחסן כמויות גדולות יותר של מידע. ככל שהזמן יעבור, המערכת תגדל מגוונת ומורכבת יותר, ותקבל את הפונקציות הדרושות להישרדות, באמצעות מעין.
הם שיערו שאולי יש חוק לתאר את האבולוציה של מגוון רחב של מערכות פיזיקליות. אבולוציה ביולוגית באמצעות ברירה טבעית תהיה רק דוגמה אחת לחוק הרחב יותר הזה.
בביולוגיה,הכוונה להוראות המאוחסנות ברצף הנוקלאוטידים על מולקולת DNA, המרכיבות ביחד את הגנום של האורגניזם ומכתיבות כיצד נראה האורגניזם וכיצד הוא פועל.
אם אתה מגדירמורכבות מבחינת תורת המידע, הברירה הטבעית תגרום לגנום לגדול יותר כשהוא אוגר מידע נוסף על סביבתו.
מורכבות עשויה להיות שימושית במדידתגבול בין חיים ללא חיים.
עם זאת, זה שגוי להסיק שבעלי חיים מורכבים יותר מחיידקים. מידע ביולוגי גדל עם גודל הגנום, אבלצפיפות מידע אבולוציוניתטִיפּוֹת. צפיפות מידע אבולוציונית היא חלק הגנים הפונקציונליים בתוך הגנום, או החלק מכלל החומר הגנטי המבטא התאמה לסביבה.
לאורגניזמים שאנשים חושבים עליהם כפרימיטיביים, כמו חיידקים, יש גנומים עם צפיפות מידע גבוהה וכךנראה מעוצב טוב יותרמאשר הגנום של צמחים או בעלי חיים.
אתורת החיים האוניברסליתעדיין חמקמק. תיאוריה כזו תכלול את המושגים של מורכבות ואחסון מידע, אך היא לא תהיה קשורה אליהאו סוגי התאים המסוימים שאנו מוצאים בביולוגיה יבשתית.
חוקרים חקרואלטרנטיבותלביוכימיה יבשתית. כל היצורים החיים המוכרים, מחיידקים ועד בני אדם, מכילים מים, וזהו ממסחיוני לחיים על פני כדור הארץ. ממס הוא תווך נוזלי המאפשר תגובות כימיות שמהן יכולים לצוץ חיים. אבל חיים עלולים לצוץ גם מממיסים אחרים.
אסטרוביולוגיםווילם ביינס ושרה סיגרחקרו אלפי מולקולות שעשויות להיות קשורות לחיים.ממיסים סביריםכוללים חומצה גופרתית, אמוניה, פחמן דו חמצני נוזלי ואפילו גופרית נוזלית.
חיי חייזרים אולי לאמבוסס על פחמן, המהווה את עמוד השדרה של כל המולקולות החיוניות של החיים - לפחות כאן על כדור הארץ. אולי אפילו לאצריך כוכב לכתלשרוד.
צורות חיים מתקדמות על כוכבי לכת חייזרים יכולים להיות כאלהמוזר שהם בלתי ניתנים לזיהוי. בעוד אסטרוביולוגים מנסים לזהות חיים מחוץ לכדור הארץ, הם יצטרכו להיות יצירתיים.
אסטרטגיה אחת היא למדודחתימות מינרליםעל משטחים סלעיים של כוכבי לכת אקסופלנטים, מאזמגוון המינרלים עוקב אחר התפתחות ביולוגית יבשתית. כשהחיים התפתחו על פני כדור הארץ, הם השתמשו ויצרו מינרלים עבור שלדים חיצוניים ובתי גידול. מאה המינרלים הקיימים בעת היווצרות החיים לראשונה גדלו לכ-5,000 כיום.
לדוגמה, זירקונים הם גבישי סיליקט פשוטים שמקורם בתקופה שלפני תחילת החיים. זירקון שנמצא באוסטרליה הואהיצירה העתיקה ביותר הידועהשל קרום כדור הארץ. אבל מינרלים אחרים, כגוןאפטות, מינרל סידן פוספט מורכב, נוצרים על ידי הביולוגיה. אפטות הוא מרכיב עיקרי בעצמות, בשיניים ובקשקשי דגים.
אסטרטגיה נוספת למציאת חיים שלא כמו בכדור הארץ היא לזהותעדות לציוויליזציה, כגון אורות מלאכותיים, או המזהם התעשייתי חנקן דו חמצני באטמוספרה. אלו הן דוגמאות של נותבים לחיים תבוניים הנקראיםחתימות טכנו.
לא ברור איך ומתי אזיהוי ראשוןשל חיים מעבר לכדור הארץ יקרו. זה יכול להיות בתוך, או על ידי רחרוח של אטמוספרות אקסופלנטות, או על ידי זיהוי אותות רדיו מלאכותיים מציוויליזציה רחוקה.
החיפוש הוא אכביש מתפתל, לא דרך פשוטה. וזה לכל החיים כפי שאנו מכירים אותם - עבור החיים כפי שאנו לא מכירים אותם, כל ההימורים כבויים.
מאמר ערוך זה פורסם מחדש מהשיחהתחת רישיון Creative Commons. קרא אתמאמר מקורי.
