تازه ترین پیشرفت در جست‌وجو برای یافتن حیات فرازمینی امکان پذیر از «جنبیدن» میکروب‌های شناگر به‌دست آید؛ همان موجودات تک‌سلولی میکروسکوپی که تقریباً در هر گوشه‌ای از زمین به وفور یافت خواهد شد.

میکروب‌ها در سراسر بیوسفر سیاره‌ی ما یافت خواهد شد؛ چون تعداد بسیاری از آن‌ها می‌توانند تحت شرایط زیاد سختی که برای اشکال بزرگ‌تر و پیچیده‌تر حیات مرگبار است، شکوفا شوند. این سازگاری شگفت‌انگیز، اخترزیست‌شناسان را مجذوب خود کرده است. برای مثال اگر میکروب‌ها بتوانند در دریاچه‌ای مدفون زیر یخ‌های قطب جنوب زمین زنده بمانند، احتمالا موجودات شبیهی در محیط‌های فرازمینی شبیه، همانند اقیانوس یخ‌زده‌ی اروپا، قمر سیاره مشتری یا مناطق آب‌دار زیر سطح مریخ، وجود داشته باشند.

چالش مهم فقط این نیست که گمان وجود حیات بیگانه را نقل کنیم، بلکه باید وجود آن را نیز ثابت کنیم. تا بحال، زیاد تر آزمایش‌های شناسایی حیات در سیارات دیگر بر یافتن نشانه‌های شیمیایی، یا همان رد پای زیستی، متمرکز بوده‌اند؛ یعنی موادی که میکروب‌های بیگانه امکان پذیر به‌گفتن محصول جانبی متابولیسم خود تشکیل کنند. اما اکنون، روش جدیدی که بر پایه توانایی حرکت جدا گانه میکروب‌ها (جنبندگی) طراحی شده، امکان پذیر این جست‌وجو را ساده‌تر کند.

محققان در مطالعه روی سه نوع میکروب مقاوم به شرایط سخت به نام‌های «باسیلس سبتیلیس»، «سودوآلتروموناس هالواپلانکتیس» و «هالوفرکس وولکانی» تمرکز کردند. آزمایش آن‌ها ساده می بود: آیا می‌توان این میکروب‌ها را وادار کرد که به سمت منبع مواد مغذی حرکت کنند؟ محققان قطرات آب حاوی میکروب را در یک سمت اسلاید دو‌قسمتی میکروسکوپ قرار دادند و در سمت دیگر محلولی غنی از ال‌سِرین (اسید آمینه‌ی الزامی برای ساخت پروتئین و رشد سلولی) را افزودند. در آزمایش‌های سه‌ساعته‌ی جداگانه، اشکار شد که هر سه گونه می‌توانند حرکت کنند، خود را به سمت محلول ال‌سرین برسانند و در آنجا راه اندازی توده‌ بدهند. این حرکت موثر به سمت یا دور از یک ماده‌ی شیمیایی خاص، «کموتاکسی» نام دارد.

میکروب‌ها در آزمایش توانستند مولکول‌های سودمند برای متابولیسم خود را شناسایی و به سمت آن‌ها حرکت کنند. مکس ریکلز، نویسنده‌ی مهم مطالعه، توضیح می‌دهد که مقصد این پژوهش، ساده‌سازی راه حلهای بصری و محاسباتی برای بازدید کموتاکسی بوده است.

کریستین لیندن‌اسمیت، اخترزیست‌شناس ناسا، اشاره می‌کند که راه حلهای قبلی بازدید کموتاکسی مشکلات بسیاری داشتند؛ از جمله سختی در تشکیل شیب‌های شیمیایی یقین، پایدار و پیش‌بینی‌پذیر. علاوه‌بر‌این، مشاهده‌ی حرکت میکروب‌ها چالش‌برانگیز است، چون میدان دید میکروسکوپ‌ها محدود بوده و عوامل محیطی همانند اختلاط حرارتی  و رانش لَختی (حرکت ناشی از اینرسی و جریان‌های محیطی) می‌توانند بر حرکت میکروب‌ها تأثیر بگذارند. او این فرایند را به مدیریت یک «باغ‌وحش میکروسکوپی» تشبیه می‌کند.

یک غشای ژلی که دو محفظه‌ی آزمایش را از هم جدا می‌کرد، نقش کلیدی در افت مشکلات حرکتی میکروب‌ها داشت. این ژل نیمه‌تراوا همانند مانعی یک‌طرفه عمل می‌کرد؛ به‌طوری که میکروب‌ها می‌توانستند به‌راحتی از آن عبور کنند، اما نشت ال‌سرین به سمت دیگر را کند می‌کرد. این ویژگی علتشد که میکروب‌ها هم چنان جذب ماده‌ی مغذی شوند و به سمت آن حرکت کنند. جی نادو، اخترزیست‌شناس و استاد فیزیک دانشگاه ایالتی پورتلند، این روش را انتخابی هوشمندانه می‌داند؛ چون مشاهده و تحلیل حرکت میکروب‌ها را ساده‌تر کرده است؛ به‌خصوص که این مانع، میکروب‌ها را بعد از ورود در همان سمت نگه می‌داشت.

نادو و لیندن‌اسمیت که هر دو قبلا از همکاران ریکلس بودند، اما در مطالعه‌ی تازه شرکت نداشتند، می‌گویند پیشرفت‌های فنی همانند راه حلهای مطالعه‌ی تازه امکان پذیر در مأموریت‌های فضایی آینده برای کشف حیات سودمند باشند. اما یک چالش بزرگ برای منفعت گیری از این روش در سیارات یا قمرهای زیاد سرد همانند اروپا این است که اگر میکروب‌های بیگانه زیاد آهسته حرکت کنند، امکان پذیر نیاز باشد آن‌ها را برای هفته‌ها تحت نظر گرفت تا حرکتشان آشکار بشود.

حتی اگر فکر کنیم که ترکیب مواد مغذی حیات در سراسر کیهان یکسان است، باز هم موانعی برای اجرای روش بازدید کموتاکسی در یک مأموریت اخترزیست‌شناسی واقعی وجود دارد. ریکلز می‌گوید چالش بعدی، نه‌تنها بهبود این تکنیک از طریق آزمایش‌های گسترده‌تر، بلکه بازدید و آزمایش با انواع گوناگون میکروب‌ها و اسیدهای آمینه است.

نادو اشاره می‌کند که مقصد اخترزیست‌شناسی، جستجوی حیات میکروبی در جهان‌های دیگر است، اما در‌حال‌حاضر کارهای بسیاری روی زمین قابل انجام است که می‌تواند بینش‌های مهم به ما بدهد. روش تازه مطالعه که برای جداسازی میکروب‌ها ساخته شده، مثالای عالی از کارهای ساده اما حیاتی است که می‌توان برای مأموریت‌های آینده گسترش داد.

لیندن‌اسمیت نیز می‌گوید ما از آنچه در فضا وجود دارد بی‌خبر هستیم؛ بعد گسترش ابزارها و راه حلهای مطالعه حیات روی زمین، اولین قدم مهم است. او پافشاری می‌کند که باید ابتدا این فناوری‌ها را روی زمین کامل کنیم تا بتوانیم به‌طور مؤثر در سیارات دیگر به کار بگیریم.

مطالعه در مجله‌ی Frontiers in Astronomy and Space Sciences انتشار شده است.