5 دقیقه
تصور کنید ذرهای از دیواره سلولی باستانی، کوچکتر از یک دانه شن، روایت این را در خود نگه داشته باشد که حیات چگونه ساختن اندامها، تولید انرژی و سرانجام پیوند خوردن در قالب گیاهان و جانوران را آموخت. چنین ذراتی واقعاً وجود دارند. آنها شکننده، کمیاب و در نامحتملترین نقاط زمین مدفون شدهاند.
چرا ریزفسیلها بیش از آنچه فکر میکنید اهمیت دارند
وقتی به حیات فرازمینی فکر میکنیم، معمولاً نگاهمان را به بیرون از زمین میدوزیم: مریخ، اروپا، انسلادوس. اما مهمترین مجموعه داده برای هر فرضیه اخترزیستشناسی درست همینجاست: ثبت فسیلی نخستین یوکاریوتهای زمین. اینها سلولهایی هستند که هسته و اندامکهای تولیدکننده انرژی، مانند میتوکندری، دارند و همین ویژگیها چندسلولی شدن پرمصرف از نظر انرژی را ممکن کردند. همه جانوران، گیاهان و قارچها یوکاریوت هستند. ردیابی زمان و چگونگی پیدایش نخستین یوکاریوتها، انتظارات ما از حیات در جهانهای دیگر را دقیقتر میکند.
حیات روی زمین بیش از ۳.۵ میلیارد سال پیش آغاز شد. سیانوباکتریهای تولیدکننده اکسیژن حدود ۲.۳ میلیارد سال پیش در سوابق زمینشناسی دیده میشوند. موجودات یوکاریوتی حداکثر تا حدود ۱.۷ میلیارد سال پیش ثبت شدهاند، جلبکها دستکم از یک میلیارد سال پیش حضور داشتهاند و جانوران دستکم ۵۷۰ میلیون سال پیش پدیدار شدهاند. برای پیوند دادن گیاهان و جانوران به آخرین نیای مشترکشان، پژوهشگران به حدود ۱.۶ میلیارد سال پیش بازمیگردند؛ بازهای زمانی که نخستین گامها به سوی حیات پیچیده را در خود جای داده است.
بافتهای نرم، مسئلههای دشوار
نه پوستهای در کار است، نه اسکلت و نه راهی ساده برای حفظ شدن. در بخش عمده تاریخ زمین، موجودات زنده بدن نرم داشتند. همین موضوع دانشمندان را وادار میکند به دنبال موقعیتهای استثنایی بگردند؛ جاهایی که بقایای سلولی از مسیرهای شیمیایی و فیزیکی غیرمعمول جان سالم به در بردهاند. ذرات بسیار کوچک ماده آلی تنها در شرایط خاص دفنشدگی و کانیشناسی میتوانند باقی بمانند. میلیاردها سال گرما، فشار و دگرگونی شیمیایی جزئیات ریختشناسی را فرسوده میکند، بنابراین یافتن ریزفسیلهای یوکاریوتی قانعکننده یک چالش فنی بزرگ است.
راس اندرسون، دیرینهشناس دانشگاه آکسفورد، میگوید: «برای من جذاب است بدانم چگونه از سیارهای که فقط باکتری داشت، به سیارهای رسیدیم که موجودات چندسلولی پیچیده در آن زندگی میکنند. یافتن چنین فسیلهای چندسلولی دشوار است، بنابراین بخش زیادی از کار من بررسی شیمی سنگهاست تا بفهمم در چه محیطهایی حفظ شدهاند.»
برونزدهای دورافتاده اهمیت زیادی دارند، چون رسوبات باستانی را بدون پوشش گیاهی آشکار میکنند. بسیاری از مکانهای امیدبخش امروزی، بیابانها یا جزایر قطبی هستند؛ جاهایی که باد و یخ پوشش سطحی را میزدایند و سنگهایی را نمایان میکنند که در دریاهای ساحلی باستانی، سرشار از مواد آلی و مواد مغذی، تهنشین شدهاند. این رسها و رسوبات ساحلی بهترین نقاط جستوجو هستند: مکانهایی که زمانی از جوامع متنوع یوکاریوتی پشتیبانی میکردند و سپس بهسرعت به شیوهای مدفون شدند که احتمال حفظ شدن را افزایش میداد.
جزیره خرس در دریای بارنتز، یک کانون دیرینهشناسی شناختهشده برای حفظ ریزفسیلهای باستانی است.
پژوهشگران کجا را جستوجو میکنند و چرا مهم است
گروههای پژوهشی روی لایههایی تمرکز میکنند که حدود یک تا ۱.۸ میلیارد سال پیش در محیطهای دریایی کمعمق تهنشین شدهاند. یکی از مناطق مطالعه، محدودهای تقریباً ۱۰۰ کیلومتر مربعی نزدیک عرض ۸۰ درجه شمالی، در مجمعالجزایری دورافتاده نزدیک سوالبارد است. پژوهشگران همچنین به کشفیاتی در استرالیا اشاره میکنند که ریزفسیلهای یوکاریوتی تأییدشده را تا حدود ۱.۷۵ میلیارد سال پیش عقب برده است. این یافتهها کمیاباند، اما معیارهای مهمی تعیین میکنند: یوکاریوتها بسیار پیش از انفجار کامبرین، یعنی زمانی که جانوران بزرگ، متحرک و زرهدار شدند، وجود داشتهاند و در حال تنوعیابی بودهاند.
کار میدانی ترکیبی از زمینشناسی کلاسیک، شیمی مدرن و میکروسکوپی است. دانشمندان برونزدها را نقشهبرداری میکنند، نمونههایی از رسهای باستانی جمعآوری میکنند و برای شناسایی مولکولهای آلی حفظشده و ریختشناسی سلولی، اثرانگشتهای شیمیایی را بررسی میکنند. کانیهای رسی میتوانند از ماده آلی ظریف در برابر اکسیداسیون و دگرسانی حرارتی محافظت کنند و شانس بقای ریزفسیلها در زمان زمینشناسی را بالا ببرند.
ریزفسیلهای اعماق دریا.
پیامدها برای اخترزیستشناسی و جستوجوهای آینده
چرا ناسا و آژانس فضایی اروپا باید به رسهای حوضههای باستانی زمین اهمیت بدهند؟ چون فرایندهایی که بافت نرم را در اینجا حفظ میکنند، همان فرایندهایی هستند که میتوانند زیستنشانگرها را در جاهای دیگر نیز نگه دارند. داشتن محیط قابل سکونت کافی نیست؛ ظرفیت حفظ شدن هم اهمیت دارد. اگر یوکاریوتهای اولیه در برخی رسها ردهای شیمیایی و ریختشناسی قابل تشخیص بر جا گذاشتهاند، رسوبات مشابه در مریخ یا قمرهای یخی نیز ممکن است شواهدی همارز در خود داشته باشند.
شناخت زمانبندی و محرکهای محیطی نوآوری یوکاریوتی، مدلهای احتمال برای حیات پیچیده در خارج از زمین را دقیقتر میکند. آیا پیچیدگی فقط یکبار پدید آمد یا بارها در مکانهای مختلف شکل گرفت؟ پاسخ این پرسش تعیین میکند نمونههای بیاثر یا مبهم از جهانهای دیگر را چگونه تفسیر کنیم.
دیدگاه کارشناسی
دکتر مایا سینگ، اخترزیستشناسی که روی مکانهای مشابهسازیشده برای مأموریتهای مریخ کار کرده است، میگوید: «وقتی مشاهدات میدانی را با شیمی آزمایشگاهی ترکیب میکنید، داستان روشنتر میشود. رسها مانند کپسول زمان هستند. آنها فقط نمیگویند که حیات میتوانسته آنجا وجود داشته باشد، بلکه نشان میدهند آیا ردهای آن به اندازه کافی دوام میآوردند تا کاوشگرها یا فرودگرها بتوانند آنها را شناسایی کنند یا نه.»
دکتر سینگ بر نکتهای کاربردی تأکید میکند: طراحان مأموریتها باید مکانهای فرود را بر اساس دو معیار انتخاب کنند؛ زیستپذیری گذشته و ظرفیت بالای حفظ شواهد. این یعنی هدفگیری خطهای ساحلی باستانی، رسهای دلتایی و سنگهای دگرگونی درجه پایین، نه مناطقی که گرما و تکتونیک امضاهای آلی را پاک کردهاند.
نتیجهگیری
فسیلهای میکروسکوپی بار سنگین پرسشهای بزرگ را به دوش میکشند. آنها شکاف گستردهای از تاریخ زمین را پر میکنند؛ دورانی که حیات عمدتاً میکروبی بود، و همزمان تصویر جستوجوی ما برای یافتن حیات در جهانهای دیگر را دقیقتر میسازند. یافتن ریزفسیلهای یوکاریوتی بیشتر و بهتر حفظشده، جدول زمانی پیدایش پیچیدگی سلولی را فشردهتر و دقیقتر میکند، محیطهایی را آشکار میسازد که جهشهای تکاملی را پرورش دادهاند و اخترزیستشناسی را به سوی مکانهایی هدایت میکند که بیشترین احتمال را برای نگهداری شواهد حفظشده حیات دارند. این جستوجو پرزحمت، اغلب سرد و دورافتاده است، اما هر فسیل کوچک مرز میان حدس و دانش را کمی عقبتر میبرد.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات (4)
من تو آزمایشگاه چندبار مولکولای قدیمی رو بررسی کردم، گاهی اثرای خیلی مبهمن، یه فسیل کوچک میتونه دید رو عوض کنه ولی تا تأیید کلی راه داره
نکتهی مهم اینه که حفظ شدن شواهد شرطه، نه فقط وجود حیات. اینکه تمرکز روی رسوبات ساحلی باشه منطقی اما کار بشدت سخت و سرده
این مطالعا واقعا میشه به ریزفسیلای ۱.۷ میلیارد ساله اعتماد کرد؟ روشهای شیمیایی چقدر قطعیه، نمونهها میتونه آلودگی باشه؟
وااای، فکر نمیکردم یه ذره کوچیک بتونه اینقدر داستان بگه! تصویری که ساختید منو برد دور، ولی دلم میخواست عکس یا نمونه هم میدیدیم، جدی جالبه...