میکروب‌های باستانی به کشف حیات‌ فرازمینی کمک می‌کنند

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری «سای‌تک‌ دیلی»، دانشمندان با استفاده از پروتئین‌های جذب‌کننده نور در میکروب‌های زنده، شکل حیات برای برخی از اولین ارگانیسم‌های زنده روی زمین بازسازی کرده‌اند. این اقدام می‌تواند به دانشمندان برای شناسایی علایم حیات در سیارات دیگر با جوی شبیه دوران‌های اولیه و پیش از اکسیژن زمین، یاری رساند.

بر اساس این گزارش، اولین موجودات زنده روی زمین که شامل باکتری‌ها و ارگانیسم‌های تک‌سلولی می‌شوند، روی سیاره‌ای بودند که در آن زمان فاقد لایه ازون برای محافظت از اشعه‌های خورشید بود. 

این میکروب‌ها در ادامه پروتئین‌هایی موسوم به «رودوپسین» (rhodopsins) تولید کردند که توانایی تبدیل نور خورشید به انرژی را داشتند و از آن برای تامین انرژی فرآیندهای سلولی استفاده کردند.

«ادوارد شویترمان» بیولوژیست فضایی در دانشگاه کالیفرنیا و از تهیه‌کنندگان این گزارش تحقیقی می‌گوید: در دوران اولیه زمین، انرژی احتمالا بسیار کمیاب بوده است. باکتری‌های اولیه (archaea ) راهی پیدا کردند تا از طریق آن انرژی فراوان ناشی از خورشید را بدون بیومولکول‌های پیچیده مورد نیاز برای فتوسنتز مورد استفاده قرار دهند. رودوپسین‌ها با بخش‌هایی از چشم انسان مرتبط هستند که ما را قادر به تمایز بین نور و تاریکی و تشخیص رنگ‌ها می‌کند.

این تیم محققان با استفاده از نوعی هوش مصنوعی موسوم به «یادگیری ماشینی» اقدام به تحلیل زنجیره‌های پروتئین رودوپسین از سرتاسر جهان کرده و نحوه تکامل آنها را در طول زمان ردگیری کردند. آنها سپس نوعی شجره‌نامه خانوادگی تهیه کردند که اجازه می داد رودوپسین‌ها را از ۲.۵ تا ۴ میلیارد سال پیش بازسازی کنند.

یکی از بیولوژیست‌های دانشگاه ویسکانسین در این خصوص گفت: حیات آن طور که ما می‌شناسیم همان اندازه که بازتاب خود زندگی است، بازتاب دهنده شرایط روی سیاره ما هم است. ما زنجیره‌های باستانی دی ان ای روی یک مولکول را بازیابی کردیم و این کار اجازه داد تا بیولوژی و محیط زیست را به گذشته مرتبط کنیم.

از آنجا که در کره زمین باستانی لایه ازون وجود نداشت، این تیم تحقیقاتی این فرضیه را مطرح کرده است که میکروب‌ها در چند میلیارد سال پیش، چندین متر در اعماق زیر آب زندگی می‌کردند تا خود را از اشعه ماورای بنفش UVB محافظت کنند. در طول زمان با افزایش اکسیژن و ازون در جو زمین، رودوپسین‌ها تحول پیدا کردند تا رنگ‌های بیشتری از نور را جذب کنند.

این تیم تحقیقاتی امیدوار است در آینده رودوپسین‌های نمونه (مدل) را در آزمایشگاه با استفاده از تکنیک‌های بیولوژی سنتزی احیا کند. این دانشمندان همچنین امیدوارند از یافته‌های خود درباره ارگانیسم‌های زنده اولیه روی زمین، برای جست وجوی حیات در سیارات دیگر استفاده کنند. 

یافته‌های این دانشمندان در مقاله‌ای در نشریه «بیولوژی و تکامل مولکولی» منتشر شده است.