مردم برای آلودگی بین سیاره ای آماده نیستند & زومیت

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

یک کاوشگر به اروپا، قمر مشتری فرستاده شد تا سطح یخی آن را کنده و از اقیانوس زیر آن عکس بگیرد. این کاوشگر تنها چند ساعت پیش دچار نقص فنی شد و تصاویری از اشکالی را به زمین فرستاد که می‌توانند شکل حیات باشند. دانشمندان به سرعت ماموریت بعدی را برای جمع آوری نمونه ها و بازگرداندن آنها به زمین برنامه ریزی کردند. اما به دلایلی که هیچ کس نمی داند، تحقیقات اولیه کاملاً استریل نبود و باکتری های غیرقابل دسترسی را حمل می کرد که حتی در اتاق های ماموریت تمیز هم زنده می ماندند. باکتری ها در آب های شور و تاریک اروپا رشد می کنند تا اینکه ماموریت بعدی بازگرداندن نمونه ها به زمین است. بنابراین، اولین فرصت ما برای کشف اکوسیستم واقعی فرازمینی از بین رفته است.

این وضعیت یک کابوس برای ناسا و دیگر سازمان های موجود در فضا است. در نتیجه، این سازمان ها تلاش می کنند تا در هر مأموریتی از این امر اجتناب کنند. اما برخی از محققان در شاخه کمتر شناخته شده اکولوژی معتقدند که حتی استانداردهای سختگیرانه فعلی نیز به اندازه کافی دقیق نیستند و با آماده سازی ماموریت های جاه طلبانه تر به قمرها و سایر سیارات، خطر آلودگی بین سیاره ای افزایش می یابد.

محققان بر این باورند که برای آلودگی هایی که به بیرون ارسال می کنیم به برنامه بهتری نیاز داریم. در این نوع آلودگی فناوری زمینی مسئول انتشار میکروب ها است. همچنین باید آلودگی های مکرر را در نظر بگیرید که بر اساس آن حیات فرازمینی زمین را آلوده می کند. برای حل این مشکلات، ما باید از دو ابزار ضروری استفاده کنیم: علم پرخاشگری و مطالعه نحوه نفوذ گونه های زمینی به اکوسیستم های یکدیگر. مطابق با آنتونی ریکاردیاستاد اکولوژی تهاجمی و اکوسیستم آبی در دانشگاه مک گیل:

از آنجایی که برنامه‌های مرتبط با هم برای کشف حوزه‌های جدید زندگی وجود دارد، این برنامه‌ها می‌توانند شامل طیف وسیعی از خطرات باشند. علم پرخاشگری در سطح ملی و بین المللی بر اساس امنیت زیستی اجرا می شود. من و همکارانم معتقدیم که این علم می تواند به طور مشابه ایمنی زیستی را در مقیاس سیاره ای و بین سیاره ای کنترل کند.

امکان تهاجم فرازمینی ها

با توجه به پیشرفت بی‌سابقه فناوری در سال‌های اخیر، توانایی ما برای کاوش در جهان‌های دیگر، از سیارک‌ها گرفته تا سیارات و قمرهای اقیانوسی، در حال تکامل است. این اکتشافات خطراتی دارد. ناسا می خواهد نمونه هایی از مریخ را در اوایل دهه 2030 با ماموریت هایی به قمر زحل زحل و اروپا به قمر مشتری در این دهه بازگرداند. چیزهایی که امکان میزبانی زندگی وجود دارد. به گفته ریکاردی:

اندازه گیری خطرات غیرممکن است زیرا ما به وضوح هیچ داده ای در مورد آلودگی فرازمینی نداریم. بدون تجزیه و تحلیل فنی، جدا کردن حیات فرازمینی از حیات زمینی دشوار است.

1969، رمان ها و فیلم های علمی تخیلی سویه آندرومدا حمله به زمین با میکروب های فرازمینی مرگبار توسط ماهواره های نظامی. اگرچه این یک اثر علمی تخیلی است، اما چندان دور از انتظار نیست. در سال 2013، محققان یک گونه میکروبی جدید را منتشر کردند که کمتر از 95 درصد از توالی ژنتیکی خود را با نزدیکترین خویشاوندان خود به اشتراک گذاشت. این باکتری که توسط ناسا و آژانس فضایی اروپا در فاصله هزاران کیلومتری از یکدیگر در اتاق‌های تمیز کشف شده است، حشره اتاق تمیز (Tersicoccus phoenicis) نامیده می‌شود.

برخی از کارشناسان به نظریه پان اسپرمی اعتقاد دارند. بر اساس این نظریه، زندگی ابتدا در سایر نقاط جهان وجود داشته و با برخورد با 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. نمونه نگران کننده ای از این مشکل را در سال 2019 دیدیم که یک فضاپیمای تاردیگرید با ماه برخورد کرد. تاردیگرید یا خرس آبی یکی از سخت ترین اشکال میکروسکوپی زندگی در جهان است. به گفته ریکاردی:

خطر بلایایی مانند زلزله های عظیم یا فروپاشی هسته ای نسبتا کم است. اما وقوع آنها غیرقابل قبول است و بنابراین باید اقدامات حفاظتی انجام شود. همچنین باید از آلودگی میکروبی بین ستاره ای اجتناب شود.

آماده شدن برای تهاجم فضایی

آژانس‌های فضایی در سرتاسر جهان مدت‌هاست که از خطرات آلودگی بیولوژیکی آگاه بوده‌اند، به همین دلیل از دهه 1960 پروتکل‌هایی را برای حفاظت از سیاره به تصویب رسانده‌اند. این قوانین از آن زمان به روز شده و تغییر کرده است. برخی از قوانین به شرح زیر است: همه باید در یک محیط استریل از اتاق های تمیز مونتاژ شوند. هر فضاپیما باید فهرستی از تمام مواد بیولوژیکی داشته باشد. بار زیستی کامل به معنای حضور سطحی موجودات میکروسکوپی کوچک، بسته به نوع ماموریتی است که باید زیر سطح آستانه باشد.

در سال 2020، ناسا سیاست حفاظت از سیاره ماه و مریخ را به روز کرد. این مرحله مهم است زیرا کاوش در مریخ در ابتدا به دلیل پروتکل آلودگی قدیمی ممنوع بود، اما اکنون اصلاحیه ای در پروتکل از ماموریت های ایمن به مریخ پشتیبانی می کند. مطابق با آتنا کوستنیزرئیس کمیته تحقیقات فضایی (COSPAR):

ترس ها پس از تاج گذاری افزایش یافت، زیرا ثابت کرد که یک میکروب ناشناخته چقدر غیرقابل پیش بینی و دشوار است. در هر زمینه ای باید مراقب باشیم. ما پروتکل ها را ایجاد کردیم و دقت آنها را افزایش دادیم، آنها را بهینه کردیم، بنابراین نیازی به مقابله با چنین وضعیتی نداریم.

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. زمانی که Costeniz در سال 2018 به عنوان رئیس COSPAR انتخاب شد، کمیته هر دو سال یک بار تشکیل جلسه می داد و اکنون هر دو ماه یک بار تشکیل جلسه می دهد. به کاهش خطرات آلودگی آینده کمک کنید. کوستنیز گفت: «شرایط خاصی برای عقیم سازی فضاپیماها یا ابزارها وجود دارد.

به ویژه، ایجاد مواد زیستی در فضاپیما این ظن را ایجاد می کند که اگر حیات در سیاره دیگری کشف می شد، انسان ها زندگی را مهاجرت می کردند. با این حال، کمیته COSPAR متشکل از تعداد زیادی دانشمند، از جمله زیست شناسان، میکروبیولوژیست ها، اختربیولوژیست ها و زمین شناسان 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 کمیته حرکت می کنیم. ما به گام‌های جدی‌تر و چالش برانگیزتری برای برآوردن و برآوردن این نیازها نیاز داریم.

با این حال هنوز ابهاماتی وجود دارد. در دسامبر 2020، یک کپسول پر از نمونه‌های گرفته شده از سیارک بنو در استرالیا فرود آمد و تنها قانون برای بازگرداندن نمونه‌ها این است که احتمال عود یا عود مضر برای سلامت عمومی را تا حد ممکن پایین نگه دارید.

از علم پرخاشگری چه درس هایی می توان گرفت؟

ریکاردی و همکارانش مقاله ای در مجله BioScience منتشر کردند که توضیح می دهد چگونه علم پرخاشگری، علوم زیست محیطی نوظهور، تنوع زیستی و رابطه قربانی و شکارچی روی زمین را می توان در موقعیت های دیگر به کار برد. از علم پرخاشگری می توان درس های زیادی گرفت زیرا به دلیل فعالیت های انسانی، سرعت انتشار میکروب های فرازمینی به محیط های مختلف می تواند با سرعت بی سابقه ای افزایش یابد. حتی دورافتاده ترین مناطق نیز تحت تأثیر عمق اقیانوس یا قله کوه ها قرار دارند. بسیاری از گونه ها پس از تکثیر مهاجمان نژاد انسان مانند گربه ها و موش ها در معرض خطر انقراض قرار گرفتند.

ریکاردی و همکارانش در مقاله خود در مورد درس های آموخته شده از این علم و اجرای آن در مقیاس سیاره ای بحث می کنند. یکی از بزرگ‌ترین دیدگاه‌ها در مورد تهاجم زیستی این است که اکوسیستم‌های جزیره‌ای مانند هاوایی، نیوزلند، استرالیا و قطب جنوب که در انزوا کامل تکامل یافته‌اند، در معرض خطر گونه‌های فرازمینی هستند. بر اساس دیدگاه دیگری، میکروب ها بسیار سازگار هستند. بر اساس یک مطالعه، اشریشیا کلی (E. coli) می تواند تا چندین هزار نسل در شرایط آزمایشگاهی میکروسکوپی رشد کند، تحت جهش و تکامل قرار گیرد و بنابراین نسبت به اشریشیا کلی معمولی رقابتی تر رفتار کند و در برابر آنتی بیوتیک ها مقاوم شود. به گفته ریکاردی، اکنون ایمنی زیستی بر تهدیدات شناخته شده متمرکز شده است و او به دنبال مشارکت در ناشناخته ها است. او گفت: “تشخیص زودهنگام و واکنش سریع معیارهای کلیدی برای ایمنی زیستی است.”

به عنوان مثال، محققان می توانند توسعه ماشین های توالی یابی سریع DNA را مطالعه کنند که مانند توالی یابی نانوپور MinION آکسفورد، می تواند در فضا مورد استفاده قرار گیرد. این ماشین های توالی یابی DNA باید بر اساس یک مجموعه داده جامع در مورد همه میکروب های تمیز موجود در اتاق مانند Tersicoccus phoenicis برنامه ریزی شوند. به گفته ریکاردی، ما همچنین باید سناریو را برنامه ریزی کنیم و چشم انداز را اسکن کنیم. این دو روش در حوزه علوم تهاجمی رایج است. در این دو روش، مقادیر زیادی داده در مورد روابط بین بازیگران جمع آوری شده و در اختیار ابررایانه ها قرار می گیرد تا کارشناسان بتوانند مدل هایی را برای آینده بسازند و پیش بینی کنند.

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

روند و تفکر در مورد موضوع مهم است. همچنین موجودات خاصی باید به جایگاه خاصی برسند و به گونه ای عمل کنند که جامعه بتواند آن را مدیریت کند. چگونگی پیشرفت تجاوز و نحوه برخورد با آن به جامعه بستگی دارد. تهاجم زیستی در واقع می تواند نوعی چارچوب ذهنی برای توسعه جوامع کوچک فراهم کند.