*ROyA
کاربر نگاه دانلود
چه چیزی می‌تواند شما را متقاعد کند که موجودات بیگانه‌ی فضایی وجود داشته‌اند؟ این پرسش اخیرا در یک کنفرانس اخترزیست‌شناسی در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا مطرح شد. ایده‌های زیادی ارائه شدند؛ مثلا گازهای نامعمول هواکره‌ی یک سیاره، گرادیان‌های گرمایی عجیب روی سطح آن. اما هیچ کدام احساس متقاعد کننده‌ای نکردند. نهایتا دانشمندی این پاسخ را پیشنهاد داد: یک عکاس! خنده‌ها و زمزمه‌ای برای ستایش آن از طرف مخاطبین محققان بلند شد: بله، یک عکس از یک موجود بیگانه‌ی فضایی شاهد قانع کننده‌ای می‌تواند باشد، این جام مقدس اثبات این است که ما تنها نیستیم.
اما چرا یک تصویر می‌تواند قانع کننده باشد؟ چیزی که ما باید ببینیم که می‌تواند به ما بگوید که ما فقط در حال مشاهده‌ی توده‌ای از تخته سنگ نیستیم چیست؟ یک موجود بیگانه‌ی فضایی روی یک سیاره‌ی در حال گردش به دور یک ستاره‌ی دور می‌تواند به اندازه‌ی زیادی عجیب و غریب و شاید غیر قابل تصور باشد. پس چه چیزی می‌تواند آن را به عنوان زندگی به دست بدهد؟ پاسخ مرتبط با جستجوی ما برای فرازمینی‌ها و چیزی است که ما انتظار یافتن آن را داریم.
اخترزیست‌شناسی – دانش مطالعه‌ی زندگی روی سیارات دیگر – از حاشیه‌ی زیربنای زیست‌شناسی، شیمی و نجوم برآمده است تا به یک موضوع بین‌رشته‌ای منجر شود و محققانی را از برترین مؤسسات علمی در سراسر جهان به خود و منابع مالی بزرگی از ناسا (NASA) و بینادهای خصوصی به خود جذب کرده است. ولی چیزی که اخترزیست‌شناسان جستجو می‌کنند دقیقا چیست؟ چگونه مطلع می‌شویم که وقت جشن گرفن است؟
یک پارامتر برای جداسازی حیات از غیرحیات، طراحی ظاهری آن است. اشیا زنده، از ساده‌ترین باکتری‌ها تا درخت‌های ماموت غول‌پیکر، دارای شمار بسیاری اجزای پیچیده هستند با همدیگر در حال کار کردن هستند تا فعالیت سوخت و ساز را موجب گردند. به دستان‌تان، قلب‌تان، طحال، میتوکندری، مژه، نورون‌ها، ناخن‌های پاهایتان فکر کنید، همه آنها به طور هماهنگ در همکاری هستند تا به شما برای حرکت کردن، خوردن، فکر کردن و زنده ماندن کمک کنند. بیشترین ساختارهای سخره‌ای زیبای طبیعی فاقد حتی کسر کوچکی از اجزای بی‌شمار از یک سلول باکتریایی است که کمک کردن برای تقسیم شدن و بازتولید شدن را تعدیل می‌کند.
و موجودات زنده، بر خلاف خاک و باد، در حال تلاش برای انجام کارهایی دیده می‌شوند؛ مثل خوردن، رشد کردن، زنده ماندن و تولید مثل. اگر تاکنون تلاش کرده‌اید که یک ساس نرم را له کنید، می‌دانید که نیاز به داشتن یک ذهن پیچیده برای یک موجود زنده نیست تا بخواهد زنده بماند. یا برای یک سنجاب تا بخواهد ازیک شاخه به دیگری بپرد. یا برای گیاه تا تلاش کند که به دست یابد و مواد مغذی را از خاک جذب کند. موجودات زنده فقط دارای شمار زیادی از اجزای پیچیده نیستند بلکه همه‌ی این اجزا هدف یکسان و مشترکی دارند: حفظ بقا و تولید مثل. این ترکیبی از طراحی پیچیده و هدف ظاهری که معمولا به عنوان انطباق‌پذیری شناخته می‌شود، حیات را تعریف می‌کند. هنگامی که ما به این عکس از یک موجود بیگانه‌ی فضایی نگاه می‌کنیم، دقیقا همین انطباق‌پذیری است که باعث می‌شود به سمتش برویم: آها! ما می‌توانیم واضحا تفاوت بین یک توده از سخره‌های ناامید کننده و یک موجود بیگانه‌ی فضایی را به وسیله‌ی طرح‌شان ببینیم. این خبر خوبی است چرا که تنها یک راه برای رسیدن به چنین طرحی وجود دارد: انتخاب طبیعی.
انتخاب طبیعی وقتی شما یک مجموعه از اشیا (سلول‌ها، تکررات، پرندگان، گونه‌ای خیالی به نام گلیپلوپ) که دارای سه خصوصیت: تغییر، وراثت و موفقیت جزئی هستند رخ می‌دهد. برای نمونه، برخی از گلیپلوپ‌ها را معتقد هستیم که چشم‌پایه‌ها بیشتر از سایرین طول می‌کشند (تغییر). گلیپلوپ‌های طولانی-چشم‌پایه شده دارای نوزادان طولانی چشم‌پایه شده هستند (وراثت تغییر). و گلیپلوپ‌های با چشم‌پایه‌ی طولانی می‌توانند حفره‌های متانی اطراف‌شان را بهتر از بقیه ببینند و پس دارای نوزادان بیشتری هستند (موفقیت‌های جزئی مرتبط با این تغییر). نتیجه این است که در طول زمان، گلیپلوپ‌ها برای داشتن چشم‌پایه‌های طولانی تکامل می‌یابند.
این فرآیندی است که توسط آن طراحی ظاهری در طبیعت تولید می‌شود: در هر نسل، در هر لحظه، افراد با صفات مرتبط با تولیدمثل بهتر انتخاب شده هستند. به عنوان یک نتیجه، در طول زمان، جمعیت‌ها شامل افرادی هستند که به نظر می‌رسد برای تولید مثل کردن طراحی شده‌اند. این دقیقا به این خاطر است که معیار انتخاب، همواره همان طرحی است که می‌تواند توسعه یابد. ماشینی را تصور کنید که با طرح‌های متفاوت در هر مرحله ساخته شده است؛ خب، شما احتمالا نخواهید توانست در انتها به یک ماشین دست یابید. این آیین استوار انتخاب طبیعی است-مشارکت ژن‌ها به نسل‌های آینده-که به طرح اجازه‌ی آشکار شدن بدون طراح را می‌دهد.
در حقیقت، معیار انتخاب خیلی استوار است که یک موجود زنده نمی‌تواند برای هیچ چیزی جز مشارکت دادن ژن‌ها برای نسل‌های آینده طراحی شود. این دلیل این است که چرا ما موجودات زنده‌ای که خود را برای گونه‌های برتر قربانی می‌کنند نداریم. به طور کلی، موجودات زنده خودخواه هستند-تولیدمثل خودش در هزینه‌ی دیگران راهی بزرگ برای عبور از ژن‌ها است. ما گاهی اوقات قربانی کردن و همکاری را در طبیعت می‌بینیم اما فقط وقتی که مزایای همکاری به خودش یا به بستگانش بازگردد. بستگان ژن‌ها را به اشتراک می‌گذارند، بنابراین یک زنبور می‌تواند برای ملکه (مادرش) قربانی شود اگر این به معنای آن باشد که ۱۰۰ خواهر بیشتر که هر کدام نیمی از ژنهای زنبوران را حمل می‌کند، می‌تواند تولید کند. محاسبه‌ی صفاتی که منجر به ژنهای بیشتری می‌شود و دقیقا چه زمانی و چه میزان قربانی کردن، دقیق و قطعی است. این دلیل این است که چرا زیست‌شناسان تکامل‌گرا می‌توانند مدل‌های ریاضی را بسازند که به طور صحیح پیش‌بینی می‌کند که پرنده اجازه دهد که چه تعداد کمک کننده باید در لانه‌اش باشد و کی به کی زنبور‌ها باید هم‌نژاد‌های خود را بخورند. اما این قطعیت الگوریتمی انتخاب طبیعی همچنین برای اخترزیست‌شناسان هم کمک کننده است
تهدیدی که باید خود را آشکار نماید: حیات بخاطر طراحی ظاهری‌اش خاص است. تنها راه برای به دست آوردن طرح بدون طراح، انتخاب طبیعی است. بنابراین موجودات بیگانه‌ی فضایی باید محصول انتخاب طبیعی باشند و انتخاب طبیعی از قوانین قطعی پیروی می‌کند و می‌تواند تنها موجودات زنده‌ی ویژه‌ای را تولید نماید. پس اخترزیست‌شناسان می‌توانند از نظریه انتخاب طبیعی استفاده نمایند و ریاضیات تکامل را برای پیش‌بینی در مورد موجودات بیگانه‌ی فضایی بسازند.
آیا انتظاراتی وجود دارد؟ ما نمی‌توانیم زندگی پیچیده، حتی چیزی که به سادگی یک زندگی باکتری هست را بدون انتخاب طبیعی به دست آوریم. حتی یک پست‌ارگانیک موجود بیگانه‌ی فضایی بر مبنای کامپیوتر به طور کلی باید محصولی از محصول انتخاب طبیعی باشند. اما بیایید یک مورد محدود در نظر بگیریم. مجموعه‌ای از مولکول‌های تکرار شونده مانند ژن های کوچک عـریـ*ـان روی یک سیاره‌ی بیگانه تصور کنید. اگر این تکرار شونده‌ها از خودشان نمونه‌هایی بسازند اما به طور کامل در هر زمان تکرار شده باشند (بدون تنوع و موفقیت جزئی) شما نمی‌توانید انتخاب طبیعی داشته باشید.
آیا این می‌تواند زندگی باشد؟ ممکن است اما خیلی نمی‌تواند هیجان‌انگیز باشد. برای یکی بدون تنوع، مولکول‌ها هرگز نمی‌توانند تغییر کنند یا بیشتر تطبیق بپذیرند یا به چیزی پیچیده‌تر و یا جذاب‌تر تحول یابند. یافتن باکتری یا یک خرس روی یک سیاره‌ی دور می‌تواند پیشنهاد دهد که جهان شاید پر از زندگی در اشکال و ابعاد مختلف باشد. این تکرار شونده‌ها هیچ چیزی را پیشنهاد نمی‌دهند. حتی مشکل‌سازتر، وجود آنها احتمالا بدون انتخاب طبیعی زودگذر خواهد بود، آنها قادر به تطبیق با تغییرات بر روی سیاره‌ی خود نخواهند بود و بنابراین پیش از این که آنها را پیدا کنیم، ناپدید خواهند شد.
ادعای انتخاب طبیعی قدرتمند حتی در محدودیت‌ها است. این ما را آزاد می‌گذارد تا از ابزار تکامل مشابه که روی زمین برای پیش‌بینی در مورد زندگی در جاهای دیگر به کار می‌بریم، استفاده کنیم.
کار پیشین در اخترزیست‌شناسی از چیزی که روی زمین اتفاق افتاده استخراج شده است که به طور بالقوه دیدگاه ما را بر اساس ویژگی‌های خاص مشخص محدود می‌کند؛ مانند DNA یا حیات بر مبنای کربن که بر روی سیارات دیگر اتفاق نمی‌افتد. انتخاب طبیعی از سوی دیگر جهانی است. به DNA (به یاد داشته باشید که چارلز داروین (Charles Darwin) هیچ یک از ژن‌ها را نمی‌شناخت) یا شیمی آلی یا حضور آب بستگی ندارد. به طور فوق‌العاده‌ای ساده است – فقط به شماری جزئیات نیازمند است – و این تنها راه تولید زندگی است.
تصویر ذهنی از عکس هدیه داده شده که به طور واضح ورودی‌هایی را که برای مناسب کردن محیط‌شان طراحی شده‌اند نشان می‌دهد، در حال شکل گیری است. ما نمی‌توانیم بگوییم که عکس دانه‌ای موجود بیگانه‌ی زنده دارای چشم‌ها یا اندام‌ها یا سبز باشد. این گونه‌ای از پیش‌بینی نظریه‌ی تکامل محصول نمی‌تواند باشد. اما انتخاب طبیعی به ما می‌گوید که فرمش، اهدافش و مسیر تکاملش پیوسته است.
نمونه‌ای مطرح شده توسط گروه ما در طراحی بالا چیزی است که ما شجاعانه آن را اکتومات، یک ترکیب پیچیده از ورودی‌های جداگانه که حالا با هم برای ادامه حیات و تولید مثل و تکامل کار می‌کنند. چگونه می‌توانیم موجودات بیگانه‌ی فضایی را شناسایی کنیم؟ این شامل یک سلسله مراتب از ورودی‌ها، با علایق هر سطح پایین‌تر که با اجزاء در سطوح بالا هماهنگ شده، است. عکسی که ما می‌بینیم تقسیمات کار را با قسمت‌های مختلف اختصاصی شده در وظایف مختلف در روشی تقریبا وابسته نشان می‌دهد.
این کار که نظریه‌ی تکامل را در ابزار اخترزیست‌شناسانه‌ی ما می‌آمیزد، تازه شروع کار است. چه چیزی اضافه‌ی دیگری را داروین می‌تواند در مورد موجودات بیگانه‌ی فضایی به ما بگوید؟ احتمالا خیلی زیاد. این عکس اگر و وقتی بیاید، می‌تواند یک چیز کاملا عجیب و غریب برای یک چشم غیرمسلح باشد. اما برای دانشجویان زیست‌شناسی تکامل می‌تواند به طرز شگفت‌آوری آشنا باشد.
