ربما قتلنا الحياة الوحيدة التي وجدناها على كوكب المريخ

لقد دعيت مؤخرًا للتحدث في أ ندوة نظمتها مؤسسة القصر الملكي بأمستردام، الذي يجلب مرتين في العام خبراء لمناقشة بعض الموضوعات المهمة مثل جائحة COVID أو مستقبل العمل. كان اجتماع هذا الصيف حول البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. بينما ركزت على البحث في نظامنا الشمسي ، سارة سيجر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قدمت أفكارها حول كيفية البحث عن الحياة على الكواكب التي تدور حول النجوم الأخرى.

خلال محادثاتنا والمناقشات التي تلت ذلك ، أسقطت اقتراحًا بأن بعض الناس سيجدونه بالتأكيد مثيرًا للاستفزاز: أننا فعلت مسبقا وجدت الحياة على المريخ منذ أكثر من 50 عامًا – لكننا قتلناها بدون قصد.

تجارب مسبار الفايكنج

في منتصف السبعينيات ، أرسلت وكالة ناسا مركبين من طراز Viking إلى سطح المريخ مجهزين بأدوات تجارب الكشف عن الحياة الوحيدة التي أجريت على كوكب آخر. كانت نتائج تلك الاختبارات محيرة للغاية في ذلك الوقت ولا تزال كذلك حتى اليوم. في حين أن بعضها – لا سيما تجربة الإطلاق المسمى (التي اختبرت الأيض الميكروبي) وتجارب التحلل الحراري (التي تم اختبارها للتوليف العضوي) – كانت إيجابية في البداية مدى الحياة ، فإن تجربة تبادل الغازات لم تكن كذلك.

تضمنت مركبات الهبوط Viking أيضًا أداة للكشف عن المركبات العضوية. وشهدت كميات ضئيلة من المواد العضوية المكلورة ، والتي فُسرت في ذلك الوقت على أنها نتيجة تلوث من الأرض. دفع هذا العالم جيرالد سوفين ، عالم مشروع الفايكنج ، إلى النطق بكلماته الشهيرة ، “لا أجساد ، لا حياة”. بعبارة أخرى ، لا يمكن أن توجد حياة مريخية بدون مركبات عضوية. لذلك خلص سوفين ، كما فعل معظم العلماء الآخرين في ذلك الوقت ، إلى أن مشروع الفايكنج كان سلبياً فيما يتعلق بوجود الحياة ، أو في أحسن الأحوال غير حاسم.

في نصف قرن منذ ذلك الحين ، تغيرت الصورة كثيرًا. استكشفت ثماني مركبات هبوط ومركبة جوالة سطح المريخ بمزيد من التفصيل. بفضل عام 2008 فينيكس Lander ، وللتأكيد لاحقًا بواسطة فضول و مثابرة روفرز ، نعرف ذلك في الواقع ، توجد المركبات العضوية الأصلية على سطح المريخ. ومع ذلك ، فهي في شكل مكلور – وليس ما توقعه علماء عصر الفايكنج – ولا نعرف ما إذا كانت مشتقة من عمليات بيولوجية أو من بعض التفاعلات الكيميائية اللاأحيائية لا علاقة لها بالحياة. ومع ذلك ، قد يتساءل المرء كيف سيكون رد فعل Soffen اليوم: هل سيظل يقول بشكل قاطع أن نتائج Viking كانت سلبية؟

الموت بالماء

في وقت عمليات الإنزال ، لم يكن لدى العلماء فهم يذكر لبيئة المريخ. نظرًا لأن الأرض عبارة عن كوكب مائي ، فقد بدا من المعقول أن إضافة الماء قد يقنع الحياة لتظهر نفسها في بيئة المريخ شديدة الجفاف. بعد فوات الأوان ، من الممكن أن هذا النهج كان شيئًا جيدًا للغاية. ما تعلمته أنا والباحثون الآخرون في الأماكن شديدة الجفاف على الأرض ، مثل صحراء أتاكاما في تشيلي ، هو أن هناك تقدمًا تدريجيًا في أشكال الحياة حيث يصبح الموطن أكثر جفافاً.

في نهاية هذا التقدم تجده الميكروبات التي تعيش بالكامل داخل الصخور الملحية. تستفيد هذه الكائنات القاسية من عملية نسميها استرطابية ، والتي من خلالها تجذب أملاح معينة الماء مباشرة من الرطوبة النسبية للهواء. (هذه هي نفس العملية التي تجعل ملح الطعام يتكتل عندما تتركه مكشوفًا للهواء.) لهذا السبب ، لا تحتاج الميكروبات التي تعيش داخل الصخور الملحية في أتاكاما إلى أي مطر على الإطلاق – فقط كمية معينة من الرطوبة في الغلاف الجوي .

الآن دعنا نسأل ماذا سيحدث إذا سكبت الماء على هذه الميكروبات المتكيفة مع الجفاف. هل يمكن أن يربكهم ذلك؟ من الناحية الفنية ، يمكننا القول إننا كنا نفرط في ترطيبها ، لكن بعبارات بسيطة ، سيكون الأمر أشبه بإغراقها. سيكون الأمر كما لو أن مركبة فضائية غريبة تجدك تتجول نصف ميت في الصحراء ، ويقرر المنقذون المحتملون ، “البشر يحتاجون إلى الماء. دعونا نضع الإنسان في وسط المحيط لإنقاذه! ” لن ينجح ذلك أيضًا.

تضمنت العديد من تجارب الفايكنج تطبيق الماء على عينات التربة ، وهو ما قد يفسر النتائج المحيرة. ربما لم تستطع ميكروبات المريخ المفترضة التي تم جمعها لتجارب الإطلاق المصنفة التعامل مع هذه الكمية من الماء وماتت بعد فترة. تم إجراء معظم عمليات التشغيل لتجربة التحلل الحراري في ظروف جافة ، على عكس التجارب الأخرى. كان التشغيل الأول إيجابيًا مدى الحياة عند مقارنته بجري تحكم تم إجراؤه لاحقًا ، والذي تم تصميمه بحيث لا يمكن لأي بيولوجيا أن تشارك. ومن المثير للاهتمام ، أن التشغيل الوحيد الذي تم إجراؤه في ظل ظروف رطبة كان يحتوي على إشارة أقل من جهاز التحكم.

باتباع هذا الخط الفكري ، يجب أن نسأل ما إذا كانت تربة المريخ التي اختبرها الفايكنج تحتوي بالفعل على أملاح استرطابية ، وما إذا كانت الرطوبة النسبية في تلك المواقع عالية بدرجة كافية. هبط الفايكنج في المنطقة الاستوائية من المريخ حيث يكون محتوى الملح في التربة منخفضًا نوعًا ما. ولكن هناك الكثير من بيروكسيد الهيدروجين والبيركلورات في التربة ، وكلاهما من المركبات شديدة الرطوبة. أيضًا ، لاحظ الفايكنج وجود ضباب على سطح المريخ – مما يعني رطوبة بنسبة 100٪. من حيث المبدأ ، كانت الرطوبة النسبية مرتفعة بدرجة كافية في ساعات الصباح والمساء حتى تمتص الميكروبات الرطوبة.

أمل من بيروكسيد الهيدروجين

منذ أكثر من 15 عامًا ، كنت أنا وزميلي جوب هوتكوبر رفعت مستوى التكهنات العلمية حول هذا الموضوع من خلال اتخاذ منظور مختلف لنتائج Viking المحيرة. اقترحنا أن الحياة الميكروبية على المريخ قد تحتوي على بيروكسيد الهيدروجين في خلاياها – وهو تكيف تطوري من شأنه أن يسمح لهم بسحب الماء مباشرة من الغلاف الجوي. سيكون للخليط مزايا أخرى أيضًا ، مثل الحفاظ على سائل الماء عند درجات حرارة متجمدة على المريخ ، ومنع تكوين بلورات الجليد التي من شأنها أن تمزق الخلايا.

بينما يستخدم بيروكسيد الهيدروجين بتركيز عالٍ للتنظيف والتعقيم ، كثير الميكروبات في فمك ، مثل العقدية و اكتوباكيللوس ، ينتج بيروكسيد الهيدروجين بشكل طبيعي ، جنبًا إلى جنب مع الآخرين ، مثل Neisseria sicca و Haemophilus segnis، التي تستخدمه. ترش خنفساء بومباردييه 25٪ من محلول بيروكسيد الهيدروجين على أي شيء يزعجها. نقطتي هي أن بيروكسيد الهيدروجين لا يتعارض مع الحياة.

إذا افترضنا أن حياة المريخ الأصلية ربما تكيفت مع بيئتها من خلال دمج بيروكسيد الهيدروجين في خلاياها ، فقد يفسر ذلك نتائج الفايكنج. الأداة المستخدمة لاكتشاف المركبات العضوية (تسمى مطياف كتلة كروماتوجراف الغاز) قامت بتسخين عينات التربة قبل التحليل. لو احتوت خلايا المريخ على بيروكسيد الهيدروجين ، لكان ذلك قد قتلها. علاوة على ذلك ، كان من الممكن أن يتسبب في تفاعل بيروكسيد الهيدروجين مع أي جزيئات عضوية في المنطقة المجاورة لتكوين كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون – وهو بالضبط ما اكتشفه الجهاز.

مهمة جديدة إلى المريخ

كما قلت من قبل ، نحن بحاجة إلى مهمة جديدة إلى المريخ مكرسة في المقام الأول لاكتشاف الحياة لاختبار هذه الفرضية وغيرها. يجب أن يستكشف الموائل المحتملة على المريخ مثل المرتفعات الجنوبية ، حيث يمكن أن تستمر الحياة في الصخور الملحية القريبة من السطح. قد نتمكن حتى من الوصول إلى هذه الصخور دون حفر – وهي ميزة كبيرة من حيث التعقيد الهندسي والتكلفة. لا أطيق الانتظار حتى تبدأ مثل هذه المهمة.