آیا حیات زمینی مریخ را آلوده خواهد کرد؟

درحالی‌که این مقاله را می‌خوانید، مریخ‌نورد پرسیرونس (استقامت) ناسا در حال چرخیدن روی سطح مریخ است. سرعت این مریخ‌نورد تنها به ۱۵۲ متر بر ساعت می‌رسد؛ اما حامل مجموعه‌ای وسیع از ابزارها و آزمایش‌هایی است و تاکنون به نتایج خوبی رسیده.

اما ممکن است مریخ‌نورد استقامت علاوه بر ابزارهای خود حامل چیز دیگری هم باشد؟ آیا ممکن است ردی از باکتری‌ها به‌صورت اتفاقی از زمین به مریخ منتقل شده باشند؟ ناسا و مهندسان آن در آزمایش پیشرانش جت ناسا (JPL) برای به حداقل رساندن تعداد موجودات زنده‌ای که به‌صورت اتفاقی وارد مأموریت‌های فضایی می‌شوند پروتکل‌های دقیقی دارند. استانداردهای بین‌المللی منطبق با پروتکل‌های ناسا هستند و حتی گاهی از آن‌ها پیشی می‌گیرند؛ اما بر اساس نتایج دو پژوهش، با وجود تمام پروتکل‌ها ممکن است جانداران زنده از فرایند پاک‌سازی جان سالم به در ببرند و حتی به مریخ برسند و در فضا تکامل پیدا کنند.

در ابتدا توضیح را با فرایند ساخت مریخ‌نورد استقامت و همچنین اغلب فضاپیماهای ساخته‌شده در تأسیسات مونتاژ JPL (SAF) آغاز می‌کنیم. فضاپیماها مانند پیاز ساخته می‌شوند و هر لایه قبل از اضافه شدن پاک‌سازی می‌شود. این روش‌ها میزان باکتری‌ها، ویروس‌ها و قارچ‌های موجود در فضاپیما را به حداقل می‌رسانند.

فضاپیماها مجهز به فیلترهای هوایی و روال‌های کنترل بیولوژیکی دقیق هستند. این موارد برای اطمینان از عدم آلودگی فضاپیما طراحی شده‌اند؛ اما رسیدن به زیست‌توده‌ی صفر در فضاپیما تقریبا غیر ممکن است. میلیاردها سال است که میکروب‌ها روی زمین زندگی می‌کنند و تقریبا همه جا پیدا می‌شوند. آن‌ها داخل بدن انسان، روی بدن و اطراف او هستند. برخی از آن‌ها حتی به تمیز‌ترین اتاق‌ها هم راه پیدا می‌کنند. در گذشته تست‌های آلودگی بیولوژیکی به توانایی رشد حیات از نمونه‌های برداشته‌شده از تجهیزات وابسته بود. روش‌های جدیدتر کل DNA را استخراج و به‌صورت تفنگی آن‌ها را توالی سازی می‌کنند. همان‌طور که از این اصطلاح برمی‌آید، این فرایند درست مانند گرفتن تفنگ به سمت سلول‌های نمونه و تجزیه‌ی آن‌ها به میلیاردها قطعه‌ی کوچک DNA و سپس توالی‌سازی هر قطعه است.

^{ناسا از پروتکل‌های دقیقی برای پاک‌سازی کاوشگرها و سطح‌نشین‌ها استفاده می‌کند و آلودگی بیولوژیکی را به حداقل می‌رساند}

با توجه به قابلیت توالی‌سازی DNA در اتاق‌های ضد عفونی‌شده به دیدگاه جامع‌تری از انواع میکروب‌های موجود در اتاق‌های ضد عفونی خواهیم رسید. در اتاق‌های ضد عفونی JPL شواهدی از میکروب‌هایی به دست آمدند که می‌توانند در طول مأموریت‌های فضایی مشکل‌ساز شوند. تعداد ژن‌های موجود برای ترمیم DNA در این جانداران افزایش می‌یابد و توانایی میکروب‌ها برای مقاومت در برابر تشعشعات بالا می‌رود؛ به‌طوری‌که این موجودات می‌توانند روی سطح تجهیزات و در فضاهای بسیار سرد زنده بمانند.

یافته‌های فوق مفاهیم متعددی برای محافظت از سیاره‌ها خواهند داشت. تضمین امنیت و حفظ حیات در دیگر نقاط جهان اهمیت زیادی دارد؛ زیرا با ورود جانداران جدید ممکن است اکوسیستم سیاره به خطر بیفتد. از طرفی دانشمندان باید اطمینان پیدا کنند که کشف حیات روی سیاره‌ی دیگر مختص همان سیاره است و منشأ انسانی ندارد. میکروب‌ها می‌توانند حتی پس از مراحل سخت ضد عفونی به مریخ راه پیدا کنند. ژنوم این میکروب‌ها به‌سرعت تغییر می‌کند. طبق آزمایش‌ها میکروب‌ها در ایستگاه فضایی بین‌المللی به تکامل می‌رسند. البته مهندسان ناسا به‌سختی در تلاش‌اند تا از ورود این موجودات زنده به خاک یا هوای مریخ جلوگیری کنند و هرگونه علائم حیات روی مریخ باید به‌دقت بررسی شود تا منشأ زمینی نداشته باشد.

میکروب‌هایی که به فضا راه پیدا می‌کنند می‌توانند سلامت فضانوردان را هم به خطر بیندازند و حتی باعث خرابی تجهیزات حیات آن‌ها شوند؛ اما محافظت سیاره‌ای دوطرفه است. مؤلفه‌ی دیگر محافظت از سیاره‌ها اجتناب از آلودگی معکوس یا انتقال میکروب‌های فرازمینی به زمین و به خطر انداختن سیاره‌ی زمین از جمله انسان‌ها است. این اتفاق موضوع بسیاری از علم‌های تخیلی بوده است. در این فیلم‌ها معمولا میکروبی تخیلی کل حیات روی زمین را تهدید می‌کند؛ اما با پرتاب مأموریت مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا به مریخ در سال ۲۰۲۸، این مشکل می‌تواند به یکی از نگرانی‌های جدی تبدیل شود. اگر همه چیز طبق برنامه پیش‌ برود، مأموریت بازگشت نمونه‌ی مریخ تا سال ۲۰۳۲ اولین نمونه‌ها را به زمین ارسال خواهد کرد.

بر اساس پژوهش‌های گذشته، بعید است نمونه‌های مریخ حاوی بیولوژی مضر و فعالی باشند و کاوشگر استقامت هم به‌دنبال علائمی است که از حیات میکروبی کهن در این سیاره باقی مانده‌اند؛ اما به گفته‌ی ناسا و آژانس فضایی اروپا باید اقدامات احتیاطی لازم را برای بازگشت نمونه‌ها از مریخ در سیستمی ایزوله و چندلایه انجام داد.

اما ممکن است در صورت کشف علائم حیات در مریخ، این حیات منشأ زمینی داشته باشد. دو کاوشگر اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۷۱ روی سطح مریخ فرود آمدند و پس از آن سطح‌نشین آمریکایی وایکینگ ۱ در سال ۱۹۷۶ روی سطح مریخ فرود آمد؛ ممکن است ردپاهایی از حیات میکروبی یا حتی DNA انسان به واسطه‌ی این کاوشگرهای قدیمی به مریخ رسیده باشد. از طرفی با وجود طوفان‌های شن سراسری در مریخ و احتمال وجود DNA روی این کاوشگرها، ممکن است حیاتی که در مریخ کشف می‌شود منشأ زمینی داشته باشد.

اما حتی اگر کاوشگر استقامت یا کاوشگرهای پیش از آن به‌طور تصادفی جانداران یا DNA را از زمین به مریخ منتقل کرده باشند، روش‌هایی برای تفکیک این نوع حیات از حیات مریخی وجود دارد. در توالی‌های DNA اطلاعاتی درباره‌ی منشأ آن وجود دارد. پروژه‌ای مستمر به نام Metasub (ژنوم‌های مربوط به راه‌های زیرزمینی و اقلیم‌های شهری) به‌دنبال توالی‌سازی DNA پیداشده در بیش از صد شهر جهان است. پژوهشگران تیم متاساب و گروهی در سوئیس داده‌های متاژنومیک جهانی را برای ایجاد شاخص ژنتیکی سیاره از DNA توالی‌سازی‌شده منتشر کرده‌اند.

با مقایسه‌ی DNA کشف‌شده در مریخ با توالی‌هایی که در اتاق‌های پاک JPL، متروها، نمونه‌های پزشکی، فاضلاب یا سطح مریخ‌نورد استقامت قبل از ترک زمین وجود دارند، می‌توان به تفاوت آن‌ها پی برد. حتی اگر اکتشافات منظومه‌ی شمسی باعث انتقال میکروب‌ها به سیاره‌های دیگر شود باز هم می‌توان این موارد را از یکدیگر تفکیک کرد. آزمایش‌های فضایی و محیط‌های غیر معمول می‌توانند عامل تکامل میکروب‌ها باشند. اگر جاندار زنده‌‌ی زمینی به‌سرعت با محیط فضا یا مریخ تطبیق پیدا کند، با استفاده از ابزار ژنتیکی می‌توان به دلیل تغییر آن پی برد. در واقع گونه‌های عجیبی که اخیرا در ایستگاه فضایی بین‌المللی توسط دانشمندان JPL کشف شدند، شامل تطبیق‌های مشابه با اتاق‌های پاک بودند (از جمله مقاومت در برابر تشعشع).

در نهایت انسان‌ها قدم بر خاک مریخ خواهند گذاشت و میکروب‌هایی که داخل یا روی بدن آن‌ها زندگی می‌کنند وارد این سیاره خواهند شد. این میکروب‌ها می‌توانند به‌سرعت با محیط تطبیق و جهش پیدا کنند و تغییر کنند. حتی می‌توانند زندگی در مریخ را برای آیندگان آسان‌تر سازند؛ زیرا ژنوم‌های منحصر‌به‌فردی که با محیط مریخ سازگار می‌شوند، قابلیت توالی‌سازی و بازگشت به زمین دارند و می‌توان از آن‌ها برای موارد درمانی و پژوهشی روی هر دو سیاره استفاده کرد.

با توجه به تمام مأموریت‌های برنامه‌ریزی‌شده‌ی مریخ، در مرز عصر جدید زیست‌شناسی میان‌سیاره‌ای قرار داریم و می‌توانیم از سازگاری موجود زنده روی یک سیاره نکات زیادی بیاموزیم. درس‌های برگرفته از تکامل و سازگاری‌های ژنتیکی در DNA موجودات وجود دارند. محافظت از گونه‌ی خود و سیار گونه‌ها وظیفه‌ی انسان است. تنها انسان‌ها انقراض را درک می‌کنند و بنابراین تنها انسان‌ها قادر به پیشگیری از آن هستند. با گرمایش بیش از اندازه‌ی زمین و تبخیر اقیانوس‌ها، مهاجرت انسان از زمین و جستجوی حیات در سیاره‌های دیگر اجتناب‌ناپذیر خواهد بود. در چنین شرایطی چاره‌ای جز آلودگی سیاره‌های دیگر با حیات زمینی وجود ندارد. این اتفاق احتمالا در ۵۰۰ سال آینده محقق خواهد شد.