در جستجوی یك هم‌اتاقی مریخی
در جستجوی یك هم‌اتاقی مریخی
حیات پدیده اعجاب‌انگیزی است كه هر چه بیشتر درباره آن تحقیق می‌شود با حجم بیشتری از نادانسته‌ها و پرسش‌ها روبه‌رو می‌شویم. برای مثال زیست‌شناسان در داغ‌ترین، سردترین، خشك‌ترین و به طور كلی نامساعدترین مكان‌های روی زمین كه اصلا انتظار وجود حیات در آنها نمی‌رفته است با گونه‌های خاصی از حیات در سطح مولكولی و میكروبی روبه‌رو شده‌اند كه تا مدت‌ها خبرسازترین رویداد علمی زمانه خود بوده‌اند.
http://img.tebyan.net/big/1390/10/15...7100201150.gif
بسیاری از میكروب‌هایی كه ما می‌شناسیم بسیار مقاوم هستند و در برابر شرایط مختلف زیستی از خود انعطاف زیادی نشان می‌دهند. اما همه محیط‌ها برای ادامه بقای آنها مناسب نیستند و مقاوم‌ترین‌شان نیز در نهایت از پای درمی‌آیند. اما اجازه دهید تا شما را با باركری متانوساركینا، قهرمان قهرمانان دنیای میكروب‌ها آشنا كنم كه می‌تواند در مقابل گستره وسیعی از شرایط محیطی خیلی نامساعد مقاومت كند و به همه ثابت كند كه میكروب هم میكروب‌های قدیمی!
این ویژگی منحصر به فرد از این میكروب كوچك، موجودی ساخته كه شاید حتی بتواند خود را برای زندگی در سیاره بهرام (مریخ) نیز سازگار كند. همان‌طور كه از نام این میكروب برمی‌آید، این پدیده شگفت‌انگیز در محیط متانی رشد می‌كند و سال‌هاست كه ثابت شده در اتمسفر سیاره بهرام متان وجود دارد، اما آنچه این میكروب را در برابر سایر عموزاده‌های متانی‌اش سربلند و قهرمان ساخته، برمی‌گردد به این‌كه باركری متانوساركینا اصلا نسبت به شرایط خانه و زندگی خود سختگیر نیست. او می‌تواند برای مدت‌های طولانی خشكی را تحمل كند و محدوده وسیعی از دماهای گرم و كشنده تا سرمای منجمدكننده و طاقتفرسا برایش حكم بهاری دلپذیر را دارد. با این حساب این میكروب می‌تواند به صمیمی‌ترین دوست و همسفر فضانوردان آینده برای كشف سیاره سرخ تبدیل شود.
همین ویژگی منحصر به فرد این میكروب باعث شده تا تحقیقات وسیعی روی محدوده توانایی‌های او صورت گیرد تا مشخص شود تحت شرایط غیرعادی سكونت در سیاره بهرام، DNAهای تشكیل‌دهنده این میكروب چه تغییراتی می‌كنند و اصولا خود میكروب تا چه حد می‌تواند شرایط نامناسب زندگی در مریخ را تحمل كند.
از آنجا كه میكروب باركری بر پایه تغذیه از متان خلق شده است، در زمین می‌توان آن را در آب، رسوبات دریایی و هر جای دیگری كه اكسیژن كمیاب باشد، پیدا كرد
این میكروب در دسته‌ای از حیات به نام آركائی قرارمی‌گیرد كه در تقسیم‌بندی‌های حیاتی در دسته‌ای جدا از باكتری‌ها و سلول‌های یوكاریوتی (شامل گیاهان و جانوران) قرار می‌گیرند. دلیل این تقسیم‌بندی هم آن است كه در واقع آنها عملكرد دوگانه‌ای دارند. باركری متانوساركینا از نظر فعالیت‌های سلولی بیشتر مشابه باكتری‌هاست در حالی كه از نظر پردازش اطلاعات DNA، همانند یوكاریوت‌ها عمل می‌كند. همه آركائی‌ها، متان‌دوست هستند و بسیاری از آنها نیز قادرند در شرایط بسیار سخت محیطی كه تصور ادامه حیات در آن هم نمی‌توان كرد، پایداری كنند. زندگی در شرایط سخت و طاقتفرسا بخشی از رویاهای یك آركائی مانند باركری متانوساركینا را تشكیل نمی‌دهد و آنها هم مانند سایر گونه‌های زیستی محیط‌های ملایم‌تر و دلنشین‌تر را ترجیح می‌دهند، اما این قابلیت در وجود آنها نهفته است كه اگر دست بر قضا مجبور به زندگی در محیط‌های خشن شوند، باكی از آن به دل راه نمی‌دهند. پس اگر ناگهان شرایط زندگی روی زمین آنقدر سخت و نامساعد شود كه گونه‌های زیادی از جانداران در مقابل مرگ سر تسلیم فرود آورند، می‌توان امیدوار بود كه خاندان محترم آركائی‌ها همچنان لجوجانه مقاومت پیشه كرده و شاید روزی دوباره سلسله حیات دگرگونه‌ای را روی زمین پایه‌گذاری كنند.
همه آركائی‌ها، متان‌دوست هستند و بسیاری از آنها نیز قادرند در شرایط بسیار سخت محیطی كه تصور ادامه حیات در آن هم نمی‌توان كرد، پایداری كنند
خب اگر یادتان باشد قبلا گفته بودیم كه باركری متانوساركینا اصلا سختگیر نیست. این آسان‌گیری فقط شامل شرایط محیط زندگی نمی‌شود. این میكروب سخت‌جان در مقابل غذا هم خیلی بی‌خیال است و از قانون مفت باشد، كوفت باشد تبعیت می‌كند. طیف وسیعی از خوراكی‌هایی كه شما می‌توانید در اطرافتان پیدا كنید از متانول (الكل چوب) گرفته تا سركه یا حتی عناصر یا مولكول‌های ساده‌ای شامل مخلوطی از هیدروژن و دی‌اكسیدكربن می‌تواند غذای لذیذی برای باركری باشند. جالب است كه در مریخ می‌توان به وفور هیدروژن و دی‌اكسیدكربن یافت. البته ناگفته نماند كه این موجود عجیب علاوه بر این همچنین می‌تواند از نشاسته به همراه تركیبی از فسفات، سولفور و مواد معدنی دیگر موجود در خاك و نیتروژن هوا برای ساختن مولكول‌های ساختمانی خود مثل آمینواسید‌ها و ویتامین‌ها استفاده كند.
این میكروب در شرایط مختلف آب و هوایی عكس‌العمل‌های متفاوتی از خود نشان می‌دهد. مثلا در دوران خشكسالی كه آب كمیاب است، خودش را خاموش می‌كند و به اصطلاح به خواب فرو می‌رود و در انتظار مساعدشدن مجدد شرایط می‌ماند تا مجددا فعالیت خود را از سر گیرد.
این قابلیت را می‌توان در اكثر میكروب‌ها دید، ولی هنوز كاملا روشن نیست كه آنها چگونه این ترفند را پیاده می‌كنند. البته میكروب‌ها روش‌های مختلفی برای خاموش‌كردن خودشان دارند.
اما طبق یافته‌های محققان، به نظر می‌رسد كه باركری از مكانیسم كاملا متفاوتی برای كاهش سطح فعالیت‌ها و حفظ خود در شرایط نامساعد بهره می‌برد. او به جای تغییر شكل به فرم اسپور، یك غلاف یا پوسته در اطراف خود می‌سازد. این پوشش از نظر ساختمانی از ملكول‌هایی شبیه قند تشكیل شده است كه از این نظر شباهت زیادی به بافت‌های پیوندی ازجمله استخوان و غضروف در بدن ما دارد و به عنوان سدی در مقابل عوامل بیرونی عمل می‌كند، به نحوی كه در صورت قرارگرفتن در شرایط خشك یا در معرض هوایی با اكسیژن و دمای زیاد كه می‌تواند برای این میكروب كشنده باشد، قادر است از میكروب حمایت كرده و آن را زنده نگه دارد. اما اگر مجددا اوضاع تغییر یافته و باب میل باركری شود، پوسته خود را شكافته و مجددا احیا می‌شود.
http://img.tebyan.net/big/1390/10/15...1492078227.gif
محققان برای درك بهتر این نوع حفاظت از حیات میكروبی، آزمایش‌هایی طراحی كردند كه در آنها نمونه‌های میكروب را به مدت هفته‌ها، ماه‌ها یا حتی سال‌ها دور از آب و در محیط‌هایی داغ و سرشار از اكسیژن قرار دادند و فعالیت و ساختار آنها را طی زمان آزمایش بررسی كردند.
آنها هم‌اكنون تحقیقاتشان را به آن سمت سوق داده‌اند كه با آزمایشات مختلف بتوانند محدودیت‌های هر ارگانیسم را از نظر محدوده مجاز دمایی، اكسیژن و محیط اسیدی به دست آورند.
آنها با استفاده از تكنیك‌های میكروزنجیره‌ای DNAو برش‌نگاری سه‌بعدی سعی دارند با نحوه عكس‌العمل سلول‌ها نسبت به تغییر شرایط و چگونگی حفاظت پوشش خارجی از آنها در این شرایط آشنا شوند.
مطالعاتی از این دست و به دست‌آوردن محدوده مقاومتی این موجود سخت‌جان از 2 نظر اهمیت بسیاری دارد. اول این‌كه دانشمندان به این فكر افتاده‌اند كه شاید خود این میكروب و نمونه‌های مشابه دیگرش بتوانند چرخه كوچكی از حیات و زندگی در سطح سیاره بهرام (مریخ) را رقم بزنند. در آن صورت می‌توان امیدوار بود كه این جان‌سخت‌ها كم‌كم شرایط محیطی اطراف خود را با فضولات و اجساد خود رونق داده و اوضاع را برای گونه‌های حساس‌تری از حیات ابتدایی آماده كنند.
اما اگر نخواهیم زیاد هم خیالپردازی كنیم، دانشمندان معتقدند كه می‌توان در آینده با استخراج ژن‌هایی از این میكروب كه به او جان سختی اعطا كرده است و تزریق آنها به نمونه‌های جاندار دیگر مانند گیاهان آنها را برای رشد در شرایط كم آب مثل اكثر كشورهای فقیر دنیا آماده كرد و بدینسان جهان را از گرسنگی نجات داد.
كسی چه می‌داند شاید روزی انسان‌هایی با دریافت ژن‌های این میكروب زشت به سربازانی فناناپذیر تبدیل شوند كه بتوانند ماه‌ها بدون آب و غذا سر كنند و انرژی خود را از باد هوا كسب كنند.
آنها معتقدند این تحقیقات از درجه اهمیت بالایی برخوردار است، چرا كه توانسته‌اند تاحدودی این شكل از حیات میكروب‌ها را به عنوان الگویی برای زیستن در شرایط مریخ معرفی كنند، چرا كه باتوجه قابلیت‌هایی كه از آنها سراغ دارند بر این باورند آنها امكان مقاومت در شرایط سخت و بی‌آب مریخ را دارند.
بخش دانش و زندگی تبیان
برگرفته از جام جم
