انسان ها هنوز برای آلودگی بین سیاره ای آماده نیستند – زومیت

فرض کنید سال 2034 است. این سناریو را در نظر بگیرید:

این فضاپیما به اروپا، قمر مشتری فرستاده شد تا ورقه یخی آن را حفر کند و از اقیانوس زیر آن عکس بگیرد. این فضاپیما چند ساعت قبل دچار نقص فنی شد و تصاویری از این شکل را به دنیای چیزی فرستاد که می‌توانست شکل حیات باشد. دانشمندان به سرعت در حال برنامه ریزی ماموریت بعدی برای جمع آوری نمونه ها و ارسال آنها به زمین هستند. اما به دلایلی ناشناخته، اولین بررسی رویایی کامل نبود و باکتری‌هایی که به سختی قابل دسترس بودند حتی در یک اتاق انتشارات تمیز زنده ماندند. این باکتری ها در آب های شور و تاریک اروپا رشد می کنند تا زمانی که ماموریت بعدی نمونه ها را به زمین بازگرداند. در نتیجه، اولین فرصت ما برای کشف یک اکوسیستم فرازمینی واقعی از دست می رود.

این وضعیت یک کابوس برای ناسا و دیگر آژانس های فضایی است. به همین دلیل، این سازمان ها سخت تلاش می کنند تا در هر ماموریتی از آن اجتناب کنند. اما برخی از محققان در زمینه اکولوژی معتقد نیستند که حتی استانداردهای سختگیرانه فعلی نیز به اندازه کافی دقیق نیستند و با آماده سازی ماموریت های جاه طلبانه تر به ماه و سایر سیارات، خطر آلودگی بین سیاره ای افزایش می یابد.

محققان بر این باورند که برای آلودگی هایی که ارائه می کنیم به برنامه بهتری نیاز داریم. در این نوع آلودگی، فناوری های آب های زیرزمینی مسئول تکثیر میکروارگانیسم ها هستند. شما همچنین باید آلودگی های مکرر را در نظر بگیرید، بر اساس آنچه که حیات فرازمینی زمین را آلوده می کند. برای حل این مشکلات باید از دو ابزار مهم استفاده کنیم: علم تهاجمی و مطالعه نحوه ورود گونه های زمینی به اکوسیستم های یکدیگر. مطابق با آنتونی ریکاردیاستاد اکولوژی مهاجم و اکوسیستم های آبی در دانشگاه مک گیل:

از آنجایی که برنامه های ثابتی برای کشف زمینه های جدید زندگی وجود دارد، این برنامه ها می توانند خطرناک باشند. علم تهاجم در سطح ملی و بین المللی بر اساس امنیت زیستی انجام شده است. من و همکارانم معتقدیم که این علم می تواند امنیت زیستی را در سطوح سیاره ای و سیاره ای نیز کنترل کند.

امکان تهاجم فرازمینی ها

با توجه به پیشرفت‌های بی‌سابقه فناوری در سال‌های اخیر، توانایی کاوش در جهان‌های دیگر، از ستاره‌ها گرفته تا سیارات و قمرهای اقیانوس‌ها، در حال تکامل است. این یافته ها با خطراتی همراه است. ناسا می خواهد نمونه های مریخ را تا اوایل سال 2030 به زمین بازگرداند، با ماموریت هایی به قمر زحل و اروپا به قمر مشتری در این دهه. اشیایی که می توانند میزبان زندگی باشند. به گفته ریکاردی:

اندازه گیری خطر غیرممکن است زیرا واضح است که ما هیچ اطلاعاتی در مورد آلودگی فرازمینی نداریم. بدون تجزیه و تحلیل فنی، جدا کردن حیات فرازمینی از زمین دشوار است.

1969، علمی تخیلی و فیلم دودمان آندرومدا حمله به زمین با میکروارگانیسم های مرده فرازمینی از طریق ماهواره های نظامی. اگرچه این یک اثر علمی تخیلی است، اما چندان دور از انتظار نیست. در سال 2013، محققان میکروارگانیسم های جدیدی را شناسایی کردند که بیش از 95 درصد از کد ژنتیکی خود را با نزدیک ترین خویشاوندان خود به اشتراک می گذارند. این باکتری که در اتاق تمیز ناسا و آژانس فضایی اروپا در هزاران کیلومتر دورتر کشف شد، حشرات اتاق تمیز (Tersicoccus phoenicis) نامیده می شود.

برخی از کارشناسان به نظریه پان اسپرمی اعتقاد دارند. بر اساس این نظریه، زندگی ابتدا در نقطه دیگری از جهان وجود داشته و با برخورد با یک شهاب سنگ یا دنباله دار راه خود را به زمین پیدا کرده است. این نظریه را می توان به روش های دیگری نیز به کار برد. در سال 2019، زمانی که فضاپیمای تاردیگرید با ماه برخورد کرد، نمونه‌ای دراماتیک از آن را دیدیم. جذام تاردیگرید یا خرس آبی یکی از دشوارترین تصاویر میکروسکوپی از حیات روی زمین است. به گفته ریکاردی:

خطر بلایایی مانند زلزله های بزرگ یا فروپاشی هسته ای نسبتا کم است. اما وقوع آنها غیرقابل قبول است و بنابراین باید اقدامات پیشگیرانه انجام شود. به طور مشابه، باید از آلودگی میکروبی بین ستاره ای اجتناب شود.

برای مهاجمان فضایی آماده شوید

آژانس فضایی جهانی مدتهاست که خطرات آلودگی بیولوژیکی را تشخیص داده است، به همین دلیل است که پروتکل حفاظت از سیاره را از سال 1960 به تصویب رسانده است. این قوانین از آن زمان مورد بازنگری و تغییر قرار گرفته اند. برخی از قوانین به شرح زیر است: همه چیز باید در محیط ناپاک یک اتاق تمیز مونتاژ شود. هر فضاپیما باید فهرست کاملی از مواد بیولوژیکی داشته باشد. زیست شناسی کامل به وجود میکروارگانیسم ها اشاره دارد که بسته به نوع ماموریت باید زیر سطح باشد.

تا سال 2020، ناسا سیاست حفاظت از سیاره خود را برای ماه و مریخ اصلاح کرده است. این مرحله مهم است زیرا اکتشاف مریخ در ابتدا به دلیل پروتکل آلودگی قدیمی ممنوع بود، اما اکنون اصلاحیه ای در پروتکل از ماموریت ایمن انسان به مریخ پشتیبانی می کند. مطابق با آتنا کوستنیزرئیس شورای تحقیقات فضایی (COSPAR):

ترس پس از تاج گذاری افزایش یافت، زیرا ثابت کرد که میکروب چقدر غیرقابل پیش بینی و چالش برانگیز است. ما باید در همه زمینه ها بسیار مراقب باشیم. ما پروتکل ها را ایجاد می کنیم و دقت آنها را افزایش می دهیم، آنها را بهینه می کنیم، بنابراین با چنین شرایطی برخورد نخواهیم کرد.

همانطور که Costnies اشاره می کند، این خطر در سال های اخیر افزایش یافته است، به خصوص با شرکت های خصوصی که در سفرهای فضایی دخیل هستند. هنگامی که Costeniz در سال 2018 به عنوان رئیس COSPAR انتخاب شد، کمیته هر دو سال یک بار تشکیل جلسه داد و اکنون هر دو ماه یک بار تشکیل جلسه می دهد. کوستنیز گفت: «شرایط خاصی برای ضدعفونی فضا یا تجهیزات وجود دارد.

به ویژه، ایجاد مواد زیستی در فضا این ظن را ایجاد می کند که اگر حیات در سیاره دیگری کشف می شد، انسان ها زندگی را منتقل می کردند. با این حال، کمیته COSPAR از دانشمندان متعددی از جمله زیست شناسان، میکروبیولوژیست ها، ستاره شناسان و زمین شناسان تشکیل شده است که به طرق مختلف در این پروژه مشارکت دارند و تیم همچنان به رشد خود ادامه می دهد. ممکن است در آینده اکولوژیست های تهاجمی به این گروه اضافه شوند. به گفته کوستنیز:

ما به سمت تمرکز تخصص در هیئت مدیره حرکت می کنیم. ما به اقدامات جدی تر و چالش برانگیزتر برای پاسخگویی به تقاضا نیاز داریم.

با این حال، هنوز ابهاماتی وجود دارد. در دسامبر 2020، کپسول‌های پر از نمونه‌های گرفته‌شده از ستاره Benno در استرالیا فرود آمدند و تنها قانون برای ارسال نمونه‌ها این بود که احتمال بازگشت یا بازگشت تا حد امکان مضر برای سلامت عمومی کم شود.

از علم هجوم چه درس هایی می توان گرفت؟

ریکاردی و همکارانش مقاله‌ای در مجله BioScience منتشر کردند که توضیح می‌دهد چگونه علم تهاجمی، علوم نوظهور متمرکز بر اکوسیستم، تنوع زیستی و رابطه شکارچیان روی زمین را می‌توان در موقعیت‌های دیگر به کار برد. از علم تهاجمی می توان درس های زیادی گرفت زیرا به دلیل فعالیت های انسانی، سرعت انتشار میکروارگانیسم های فرازمینی در محیط های مختلف می تواند با سرعت های بی سابقه ای افزایش یابد. حتی دورافتاده‌ترین مکان‌ها نیز تحت تأثیر اعماق اقیانوس یا قله‌های کوه قرار دارند. بسیاری از گونه ها مانند گربه ها و موش ها پس از افزایش تجاوزات انسانی در معرض خطر انقراض قرار گرفته اند.

ریکاردی و همکارانش در مقاله خود به درس های آموخته شده از این علم و کاربرد آن در سطح سیاره ای اشاره می کنند. یکی از بزرگترین دیدگاه ها در مورد تهاجمات بیولوژیکی این است که اکوسیستم جزایری مانند هاوایی، نیوزلند، استرالیا و قطب جنوب که در انزوا کامل توسعه یافته اند، در برابر گونه های فرازمینی آسیب پذیر هستند. بر اساس دیدگاه دیگری، میکروب ها بسیار سازگار هستند. طبق یک مطالعه، اشریشیا کلی (E. coli) می تواند تا هزاران نسل تحت شرایط میکروسکوپی آزمایشگاهی، از طریق جهش و تکامل رشد کند و بنابراین نسبت به اشریشیا کلی معمولی رقابتی تر شده و حتی در برابر آنتی بیوتیک ها مقاوم می شود. به گفته ریکاردی، امنیت زیستی امروزه بر تهدیدات شناخته شده متمرکز شده است و او به دنبال دخالت در ناشناخته ها است. وی گفت: «تشخیص زودهنگام و واکنش سریع معیارهای کلیدی برای ایمنی زیستی است.

به عنوان مثال، محققان می توانند توسعه یک ماشین توالی یابی DNA سریع شبیه به سری MinION نانوپور آکسفورد را مطالعه کنند که می تواند در فضا مورد استفاده قرار گیرد. این توالی یابی های DNA باید بر اساس مجموعه ای جامع از داده ها در مورد همه میکروارگانیسم های سلول پاک مانند Tersicoccus phoenicis برنامه ریزی شوند. به گفته ریکاردی، ما همچنین باید شرایط را برنامه ریزی کنیم و چشم انداز را اسکن کنیم. این دو روش در حوزه علوم تهاجمی رایج است. در هر دوی این روش ها، حجم وسیعی از اطلاعات در مورد روابط بین بازیگران جمع آوری شده و در اختیار ابررایانه ها قرار می گیرد تا کارشناسان بتوانند مدل هایی را برای آینده ایجاد و پیش بینی کنند.

البته همه موارد فوق با کمک دانشمندان تهاجمی در بحث حفاظت از سیاره ها مطرح شد. مطابق با جان ویلسونیکی از اعضای ارشد موسسه ملی تنوع زیستی آفریقای جنوبی که روی تهاجمات بیولوژیکی کار می کند:

فرآیند و تفکر در مورد مشکل مهم است. از سوی دیگر، هر سازمانی باید به اهداف خاصی دست یابد و به گونه ای رفتار کند که جامعه بتواند آن را مدیریت کند. نحوه انجام این تجاوز و نحوه برخورد با آن به جامعه بستگی دارد. در واقع تهاجمات بیولوژیکی می تواند یک مدل مفهومی برای توسعه جوامع کوچک ارائه دهد.