در عمق زمین، کشفی خارق‌العاده دانشمندان را شگفت‌زده کرده است. آن‌ها موفق شدند میکروب‌هایی زنده و فعال را در شکافی از سنگی ۲ میلیارد ساله کشف کنند؛ کشفی که مرزهای درک ما از دوام و تاب‌آوری حیات را جابه‌جا می‌کند.
کشف میکروب‌ها در اعماق زمین
یوهی سوزوکی، استاد گروه علوم پایه دانشگاه توکیو و پژوهشگر اصلی این مطالعه، با شور و شوق در مورد این یافته سخن گفت:
«ما نمی‌دانستیم که صخره‌های ۲ میلیارد ساله می‌توانند قابل سکونت باشند. پیش از این، قدیمی‌ترین لایه زمین‌شناسی که در آن میکروارگانیسم‌های زنده یافت شده بودند، لایه‌ای ۱۰۰ میلیون ساله زیر کف اقیانوس بود، پس این کشف بسیار هیجان‌انگیز است.»
چرا این کشف اهمیت دارد؟
مطالعه DNA و ژنوم این میکروب‌ها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا سیر تکاملی اولیه‌ی حیات در زمین را بهتر درک کنند.
مجتمع بوشولد: محل کشف میکروب‌های باستانی
معرفی مجتمع بوشولد
این نمونه سنگ از مجتمع آذرین بوشولد (Bushveld Igneous Complex) در شمال شرقی آفریقای جنوبی برداشت شده است؛ منطقه‌ای که به‌اندازه کشور ایرلند وسعت دارد و به‌دلیل منابع معدنی غنی‌اش شهرت دارد. حدود ۷۰ درصد پلاتین استخراج‌شده جهان از این ناحیه به‌دست می‌آید.
ثبات زمین‌شناسی منطقه
ساختار این منطقه از سرد شدن تدریجی ماگما شکل گرفته و تغییرات کمی طی میلیون‌ها سال تجربه کرده است، که آن را به محیطی پایدار برای حفظ حیات میکروبی تبدیل کرده است.
نحوه نمونه‌برداری
تیم دانشگاه توکیو با حمایت «برنامه علمی بین‌المللی حفاری قاره‌ای (ICDP)» یک هسته سنگی ۳۰ سانتی‌متری از عمق حدود ۱۵ متری زمین استخراج کردند. ضخامت این لایه سنگی در برخی نقاط تا ۹ کیلومتر می‌رسد و تقریباً بدون تغییر باقی مانده است.
بررسی دقیق‌تر میکروب‌ها درون سنگ
کشف میکروب‌ها در شکاف‌های ریز
تجزیه و تحلیل لایه‌های نازک از این سنگ‌ها، میکروب‌هایی متراکم را درون ترک‌های بسیار کوچک نشان داد. این شکاف‌ها توسط رس‌های طبیعی مهر و موم شده بودند، و شرایطی بسته و منزوی ایجاد کرده بودند که میکروب‌ها بتوانند بدون دخالت خارجی زنده بمانند.
تکنیک‌های تصویربرداری برای تأیید اصالت
به‌منظور اطمینان از بومی بودن میکروب‌ها و عدم آلودگی، تیم تحقیق از سه روش تصویربرداری استفاده کرد:
- طیف‌سنجی مادون قرمز (O-PTIR)
- میکروسکوپ الکترونی روبشی
- میکروسکوپ فلورسانس
با رنگ‌آمیزی DNA سلول‌ها و بررسی پروتئین‌ها و رس‌های اطراف، پژوهشگران تأیید کردند که این سلول‌ها زنده و بومی سنگ هستند.
نقش رس در حفاظت از میکروب‌ها
ریزمحیط‌های مهر و موم‌شده با رس
یکی از جنبه‌های جالب این کشف، نقش رس در نگهداری میکروب‌ها است. این رس‌ها همانند سد طبیعی عمل کرده و شکاف‌ها را بسته نگه داشته‌اند، به‌گونه‌ای که هیچ‌چیزی وارد یا خارج نمی‌شده است.
این شرایط پایدار به میکروب‌ها اجازه داده تا میلیون‌ها سال دوام بیاورند، بدون این که تغییر ژنتیکی چشمگیری در آن‌ها رخ دهد.
امکان وجود حیات مشابه در سایر سیارات؟
سوالی وسوسه‌انگیز
کپسول‌های طبیعیِ حیات که در سنگ‌های زمینی کشف شدند، می‌توانند سرنخی برای جست‌وجوی حیات در مریخ یا سیارات دیگر باشند. اگر میکروب‌ها در زمین بتوانند برای میلیاردها سال در سنگ مهر و موم شده زنده بمانند، شاید در سایر نقاط منظومه شمسی هم چنین حیات‌هایی وجود داشته باشد.
ارتباط با مأموریت مریخ
ناسا در حال بازگرداندن نمونه‌هایی از سطح مریخ است که احتمالاً هم‌سن همین سنگ‌های زمینی‌اند. سوزوکی می‌گوید:
«پیدا کردن حیات میکروبی در سنگی با قدمت ۲ میلیارد سال و تأیید اصالت آن‌ها، من را برای کشفیات احتمالی در مریخ بسیار هیجان‌زده کرده است.»
نگاهی به تاریخچه حیات روی زمین
مطالعه حیات ابتدایی
کشف موجودات زنده در سنگ‌هایی با این قدمت، به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا به عقب بازگردند و نحوه‌ی سازگاری حیات با محیط‌های سخت را بررسی کنند. این یافته‌ها حتی ممکن است در جست‌وجوی منشأ حیات روی زمین نیز راه‌گشا باشند.
حیات، زمان، و بقا
میکروب‌هایی شبیه کپسول‌های زمان
این میکروب‌ها همانند کپسول‌های زمان زنده هستند. بررسی آن‌ها می‌تواند سرنخ‌هایی از شرایط اولیه زمین و چگونگی شروع حیات به‌دست دهد.
اگر میکروب‌ها می‌توانند در چنین شرایط منزوی و دشواری زنده بمانند، پس محدوده قابل تصور برای زیست‌پذیری بسیار گسترده‌تر از آن چیزی است که تاکنون فکر می‌کردیم.
مرز جدیدی در میکروبیولوژی
آغاز عصری تازه
این یافته فقط یک کشف زمین‌شناسی یا زیست‌شناسی نیست، بلکه آغاز مرزی نوین در علم میکروبیولوژی است. ترکیب دانش زمین‌شناسی و زیست‌شناسی می‌تواند درک ما از تاب‌آوری حیات را دگرگون کند.
آینده‌ای پر از پرسش
سؤالات زیادی در پیش است:
- چه نوع سازگاری‌هایی به این میکروب‌ها اجازه بقا داده؟
- آیا چنین میکروب‌هایی را می‌توان در نمونه‌های مریخی هم یافت؟
- چطور می‌توانیم از این تکنیک‌ها در مطالعات فرازمینی استفاده کنیم؟
پاسخ این پرسش‌ها ممکن است آینده علم را شکل دهد.
جمع‌بندی
کشف میکروب‌های زنده در سنگی با قدمت ۲ میلیارد سال:
- نشانگر دوام خارق‌العاده حیات است.
- مرزهای شناخت ما از حیات را گسترش می‌دهد.
- امیدها برای یافتن حیات در سیارات دیگر را افزایش می‌دهد.
مطالعه کامل این کشف در مجله Microbial Ecology منتشر شده است.
