ماجرای ادعای حیات مبتنی بر آرسنیک: بازخوانی یک جنجال علمی در اخترزیست شناسی

پیش‌زمینه: ادعای اولیه درباره حیات مبتنی بر آرسنیک
در اواخر سال ۲۰۱۰، جهان اخترزیست‌شناسی با خبری شگفت‌انگیز مواجه شد: تیمی از پژوهشگران وابسته به ناسا به رهبری فلیسا ولف-سایمون، در نشریه معتبر Science مقاله‌ای منتشر کردند که از کشف باکتریایی در دریاچه بسیار شور مونو در کالیفرنیا خبر می‌داد. طبق این ادعا، این باکتری می‌تواند به جای فسفر، عنصر آرسنیک را در ساختار DNA خود به کار گیرد. در صورت صحت این یافته، باورهای بنیادی در زیست‌شناسی درباره عناصر ضروری برای حیات به چالش کشیده می‌شد و چشم‌انداز جستجوی موجودات زنده فرازمینی به طور چشمگیری گسترش می‌یافت.
ناسا اهمیت این کشف را برجسته کرد، و اعلام نمود که شاید لازم باشد کتاب‌های زیست‌شناسی بازنویسی شوند و جستجو برای حیات خارج از زمین شکل تازه‌ای گیرد. ولف-سایمون در یک نشست خبری پربازدید گفت: «ما دری را به روی امکانات حیات در سایر نقاط کیهان گشوده‌ایم و این بسیار شگرف است.» این ارگانیسم که GFAJ-1 نام گرفت، گزارش شد که در محیط غنی از آرسنیک و قلیایی رشد می‌کند؛ محیطی که بیشتر موجودات قادر به زنده‌ماندن در آن نیستند. طبق مقاله‌ی سال ۲۰۱۰، این باکتری آرسنیک را به جای فسفر در ساختار DNA خود به کار می‌برد.
بررسی‌های علمی و واکنش جامعه علمی
اما پس از فروکش کردن موج اولیه رسانه‌ای، انتقادات فراوانی از سوی دانشمندان مطرح شد. نسخه چاپی کامل پژوهش که در ژوئن ۲۰۱۱ منتشر شد، با هشت «نظر فنی» همراه بود؛ رقمی کم‌سابقه برای یک مقاله در Science، که همگی ادعاهای اصلی را به چالش کشیدند.
نگرانی‌های روش‌شناختی و مشکلات تکرارپذیری
بیوشیمیدانان و میکروبیولوژیست‌های مستقل ایرادهایی اساسی به آزمایش‌ها وارد کردند. آن‌ها اشاره کردند که باکتری‌های GFAJ-1 در محیطی حاوی آرسنیک رشد داده شدند که همچنان فسفات کافی برای فعالیت‌های عادی میکروبی داشت. منتقدان، روش‌های استخراج و خالص‌سازی DNA را ناکافی دانستند و احتمال آلودگی با آرسنیک محیطی را بیش از جایگزینی واقعی آرسنیک در DNA دانستند.
شیمی‌دانان نیز بی‌ثباتی شیمیایی رشته‌های DNA مبتنی بر آرسنیک به جای فسفر را برجسته کردند؛ زیرا این مولکول‌ها در آب خیلی سریع تجزیه می‌شوند. همچنین محاسبات بعدی نشان داد که در DNA استخراج شده از GFAJ-1، نسبت فسفر به آرسنیک ۲۶ به ۱ بوده است؛ موضوعی که ادعاهای پرهیاهوی اولیه را به شدت رد می‌کرد. رزمری ردفیلد، میکروبیولوژیست دانشگاه بریتیش کلمبیا که از منتقدان اولیه بود، اظهار داشت: «نویسندگان مقاله باید متوجه این نکته‌ها می‌شدند و آن‌ها را اصلاح می‌کردند.»
این بررسی‌های دقیق منجر به انتشار دو مقاله در سال ۲۰۱۲ در Science شد که ادعای وجود DNA مبتنی بر آرسنیک را رد کردند. اجماع علمی، GFAJ-1 را تنها نمونه‌ای از مقاومت شدید به آرسنیک دانست؛ ویژگی‌ای که در بعضی ارگانیسم‌های افراط‌دوست دیده می‌شود، اما نشان‌دهنده یک شکل نوین از حیات نبود بلکه تطبیقی ویژه در چارچوب زیست‌شناسی شناخته‌شده بود.
ابطال مقاله و بحث دوباره در سال ۲۰۲۵
پس از بیش از ده سال بحث و جدل، نشریه Science سرانجام در اوایل سال ۲۰۲۵ مقاله آرسنیک-حیات ۲۰۱۰ را رسماً ابطال کرد. این تصمیم بار دیگر مباحثی درباره نحوه برخورد با ادعاهای پرسر و صدا در علم و استانداردهای جدید ابطال مقاله‌ها در نشریات علمی را شعله‌ور ساخت.
در مطلب رسمی وبلاگ نشریه، سردبیر اجرایی Science والدا وینسون و مدیرمسئول هولدن تورپ توضیح دادند که خط‌مشی نشریه طی سال‌های اخیر تغییر یافته است. تا پیش‌ازاین، ابطال مقاله عمدتاً برای موارد تقلب یا سوءرفتار علمی صورت می‌گرفت؛ اکنون اما ابطال می‌تواند به علت خطاهای روشی یا ابهامات غیرقابل‌حل هم باشد. به عقیده آن‌ها، خالص‌سازی نامناسب نمونه‌های DNA محور اصلی نقدها بود؛ هرچند نشانه‌ای از سوءرفتار نبود، اما نتیجه گیری مقاله بر داده‌هایی غیر قابل اطمینان تکیه داشت.
دیدگاه کارشناسان: واکنش‌های متضاد
ابطال این مقاله با واکنش‌های متفاوتی در بین دانشمندان مواجه شد. برخی همانند رزمری ردفیلد این اقدام را به سود صداقت علمی تلقی کردند. اما پژوهشگرانی چون جاناتان آیزن (زیست‌شناس تکاملی دانشگاه کالیفرنیا، دیویس) پرسیدند آیا ابطال، حتی برای مقاله‌های پر اختلاف، بهترین راه است؟ آیزن که خود منتقد یافته‌های ۲۰۱۰ بود، اعتقاد داشت پژوهش‌های بحث‌برانگیز باید در چرخه علم باقی بمانند و نقدها از مسیر پژوهش همتا-بررسی‌شده پیش برود نه تصمیم سردبیری.
در این میان، ولف-سایمون و اکثر نویسندگان مقاله به شدت از یافته‌های خود دفاع کردند و در پاسخ رسمی اعلام کردند: «گرچه شاید ارائه و بحث نتایج می‌توانست دقیق‌تر صورت گیرد، ما همچنان بر داده‌های گزارش‌شده تأکید داریم. این داده‌ها بررسی همتا شدند، در ادبیات علمی نقد شدند و موجب تحقیقات سودمند شدند.» آریل آنبار، زمین‌شیمیدان دانشگاه ایالتی آریزونا نیز افزود: «ابطال نباید فقط به خاطر تفسیر متفاوت از داده‌ها انجام شود. در غیر این صورت، باید نیمی از ادبیات علمی را باطل کرد.»
میراث و پیامدها برای اخترزیست‌شناسی
هرچند ادعای حیات مبتنی بر آرسنیک تأیید نشد، اما این واقعه تأثیری ماندگار بر اخترزیست‌شناسی، مطالعه حیات در کیهان و استانداردهای نشر علمی داشت. داستان GFAJ-1 اهمیت طراحی دقیق آزمایش، تکرارپذیری مستقل و اطلاع‌رسانی محتاطانه، به‌ویژه هنگام ارائه ادعاهای فوق‌العاده مخالف نظریات رایج را به خوبی نشان داد.
این ماجرا همچنین نمونه‌ای آشکار از خوداصلاحی علم بود. داوری همتا، بحث انتقادی و تحقیقات مداوم در نهایت مسئله را حل کرد؛ حتی اگر این روند یک دهه به طول انجامید. برای پژوهشگرانی که به دنبال زیست‌امضاها (biosignatures) در فراسوی زمین هستند، ماجرای GFAJ-1 هم درس عبرت و هم الهام‌بخش حفظ معیارهای شواهد و شکاکیت علمی شد.
نتیجه‌گیری
ابطال مقاله «حیات مبتنی بر آرسنیک» فصل مهمی را در علم مدرن به پایان می‌رساند و همزمان چالش‌ها و نقاط قوت روند پژوهش علمی را نمایان می‌کند. با وجود هیجان اولیه و امید به گسترش شیمی زیستی حیات، ادعای محوری مقاله به شکلی قانع‌کننده قابل تکرار نبود. این ماجرا موجب پیشرفت روش‌شناسی‌های پژوهشی، ارتقای بحث‌های سازنده و بازنگری در انتظارات درباره ترکیبات لازم برای حیات، در زمین و خارج از آن شد. با ادامه جستجوی اخترزیست‌شناسی برای کشف شیمی حیات بیگانه، درس‌های GFAJ-1 سال‌ها یادآور خواهند بود که ادعاهای غیرمعمول نیازمند شواهد فوق‌العاده و دقت علمی بیشتر هستند.