A Glasgow-i Egyetem kutatói egy úttörő stratégiát mutattak be a rangos Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban, amely forradalmasíthatja a földönkívüli élet jeleinek kutatását. A hagyományos megközelítésektől eltérően, a módszer nem azt vizsgálja, hogy egy idegen molekula földi mércével mérve biológiai eredetűnek tűnik-e. Ehelyett azt elemzi, mennyire volt nehéz az adott molekulának létrejönnie, ezzel új perspektívát nyitva a kozmikus élet keresésében.
Az új kutatási stratégia a tömegspektrometriát ötvözi a gépi tanulással, hogy pontosan megbecsülje a „molekuláris összeszerelés” mikéntjét. Ez a megközelítés a molekuláris komplexitás számszerűsítésére törekszik, meghatározva a molekula felépítéséhez szükséges minimális építési lépések számát. A kutatók feltételezése szerint a rendkívül összetett molekulák ismételt és nagy mennyiségű előfordulása egy földitől eltérő kémiai folyamat vagy akár életforma jelenlétére utalhat.
Az ilyen típusú „agnosztikus életfelismerési stratégiák” egyre inkább teret nyernek a tudományos közösségben. Ezek a módszerek képesek azonosítani az élet molekuláris jeleit anélkül, hogy pontosan értenék, hogyan nézhet ki az adott életforma, vagy hogyan lép kölcsönhatásba egy ismeretlen környezettel. Ez a rugalmas megközelítés kulcsfontosságú lehet olyan környezetekben, ahol a földi életformáktól gyökeresen eltérő kémiai alapokon nyugvó élet is létezhet.
A földönkívüli élet utáni kutatás során korábban számos vegyület keltette fel a tudósok figyelmét, mint potenciális bioszignatúra. Ilyen például a metán jelenléte a Marson, a foszfin a Vénusz légkörében, vagy a dimetil-szulfid az exobolygók atmoszférájában, mivel ezeket élő szervezetek is képesek előállítani a Földön. Azonban ezeknek a vegyületeknek a jelenléte önmagában nem bizonyító erejű, mivel nem kizárólag biológiai úton keletkezhetnek.
A metán például geológiai folyamatokból is származhat, míg a dimetil-szulfid, bár szorosan összefügg a földi élettel, üstökösök anyagában is kimutatható. Sőt, laboratóriumi kísérletekben is előállították, amelyek az ősi kémiai körülményeket szimulálták. Ezért egy adott molekula puszta jelenléte nem feltétlenül árulja el a tudósoknak, hogy mi hozta létre, ami megnehezíti a biológiai eredet egyértelmű azonosítását.
Ez a bizonytalanság hívta életre az új, agnosztikus megközelítéseket, amelyek túllépnek a specifikus bioszignatúrák keresésén. Ahelyett, hogy egy előre meghatározott biológiai markerre fókuszálnának, ezek a stratégiák a molekuláris komplexitás és az előállítási valószínűség elemzésére helyezik a hangsúlyt. Ezáltal szélesebb körű kémiai jeleket képesek értékelni, növelve az esélyt az ismeretlen életformák felfedezésére.
Az új teória szerint a kutatók kiszámítják egy molekula egyszerűbb építőelemekből történő felépítésének legrövidebb lehetséges útját, melynek alapja a valószínűségszámítás. A természet kémiája rendkívül sokféle lehetséges molekuláris szerkezettel rendelkezik, és ahogy a molekulák összetettebbé válnak, úgy csökken annak az esélye, hogy véletlenszerűen, ismételten létrejöjjön ugyanaz a bonyolult szerkezet, hacsak valamilyen folyamat nem irányítja azt.
A biológiai rendszerek éppen ebben különböznek a véletlenszerű kémiai folyamatoktól: információkat tárolnak és használnak fel a kémiai reakciók bizonyos eredményeinek irányítására. Ez teszi lehetővé, hogy az organizmusok újra és újra ugyanazokat a bonyolult részecskéket állítsák elő, ahelyett, hogy véletlenszerűen alkotnának új és új struktúrákat. Ez a rendezett, információvezérelt szintézis a biológiai komplexitás egyik alapja.
Az idegen élet utáni kutatás során ez a módszer rendkívül előnyös, mivel a tudósoknak nem kell előre tudniuk, hogy mi is egy adott molekula, mielőtt felismernék annak szokatlan komplexitását. Ez a "vak" felismerési képesség kulcsfontosságú lehet olyan környezetekben, ahol az élet kémiai alapjai merőben eltérhetnek a földi normáktól, így elkerülhető a földi alapú előítéletek csapdája.
Ez az új megközelítés különösen hasznos lehet olyan égitesteken, mint a Mars, vagy a Jupiter és Szaturnusz holdjain, mint az Európa, az Enceladus vagy a Titán. Ezeken a helyeken az űrhajók olyan vegyületekkel találkozhatnak, amelyek a Földön általában nem fordulnak elő természetes formában, vagy amelyeknek az eredete ismeretlen. A módszer segíthet azonosítani azokat a komplex molekulákat, amelyek potenciálisan biológiai vagy technológiai eredetűek lehetnek.
Számos javasolt bolygókutatási misszió használ vagy tervez használni tömegspektrométereket, amelyek kulcsfontosságú műszerek a molekulák elemzéséhez az ionok tömeg-töltés arányának mérésével. Míg a korábbi módszerek egyszerűbb, egylépcsős tömegspektrometriára támaszkodtak, az új technika a molekuláris összetételt közvetlenül az egylépcsős spektrumokból becsüli meg, növelve az elemzés mélységét és pontosságát.
A kutatók szerint a különösen összetett mesterséges molekulák akár "molekuláris technoszignatúrákként" is szolgálhatnak. Ezek a vegyületek a technológia kémiai bizonyítékai lehetnek, jelezve egy fejlett, idegen civilizáció jelenlétét. Ez a koncepció új dimenziót nyit a SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) kutatásokban, kiterjesztve a keresést a rádiójeleken túl a kémiai jelekre is.
📰 Forrás: Index — Eredeti cikk elolvasása