फिल्म "अवतार" में, हम एक नज़र में बता सकते हैं कि विदेशी चंद्रमा पेंडोरा विदेशी जीवन के साथ काम कर रहा था। एक ग्राम मिट्टी में 50 मिलियन जीवाणु जीव होते हैं, और विश्व व्यापी जीवाणु बायोमास सभी पौधों और जानवरों से अधिक होते हैं। सूक्ष्मजीव तापमान, लवणता, अम्लता, विकिरण और दबाव के चरम वातावरण में बढ़ सकते हैं। सबसे संभावित रूप जिसमें हम अपने सौर मंडल में कहीं और जीवन का सामना करेंगे, माइक्रोबियल है।
एलोबिक माइक्रोबियल जीवन या इसके जीवाश्म अवशेषों की उपस्थिति का उल्लेख करने के लिए खगोलविदों को रणनीतियों की आवश्यकता होती है। उन्हें अन्य सितारों के दूर के ग्रहों पर विदेशी जीवन की उपस्थिति का उल्लेख करने के लिए रणनीतियों की आवश्यकता है, जो कि दूर के भविष्य में अंतरिक्ष यान का पता लगाने के लिए बहुत दूर हैं। इन चीजों को करने के लिए, वे जीवन की एक परिभाषा के लिए लंबे समय तक रहते हैं, जिससे गैर-जीवन से जीवन को मज़बूती से अलग करना संभव होगा।
दुर्भाग्य से, जैसा कि हमने इस श्रृंखला की पहली किस्त में देखा, जीवित चीजों के बारे में हमारे ज्ञान में भारी वृद्धि के बावजूद, दार्शनिक और वैज्ञानिक ऐसी परिभाषा का निर्माण करने में असमर्थ रहे हैं। खगोलविदों को सबसे अच्छी वे परिभाषाएँ मिलती हैं जो आंशिक होती हैं और जो अपवाद हैं। उनकी खोज पृथ्वी पर जीवन की विशेषताओं पर आधारित है, केवल वही जीवन जो वर्तमान में हम जानते हैं।
पहली किस्त में, हमने देखा कि स्थलीय जीवन की रचना कैसे अलौकिक जीवन की खोज को प्रभावित करती है। एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट ऐसे वातावरण की खोज करते हैं, जिसमें एक बार तरल पानी होता है या जिसमें कार्बन पर आधारित जटिल अणु होते हैं। हालांकि, कई वैज्ञानिक, जीवन की आवश्यक विशेषताओं को देखते हैं, क्योंकि इसकी संरचना के बजाय इसकी क्षमताओं के साथ क्या करना है।
1994 में, नासा समिति ने कार्ल सैगन के एक सुझाव के आधार पर, "डार्विनियन विकास में सक्षम आत्मनिर्भर रासायनिक प्रणाली" के रूप में जीवन की एक परिभाषा को अपनाया। इस परिभाषा में दो विशेषताएं हैं, चयापचय और विकास, जो आमतौर पर जीवन की परिभाषाओं में उल्लिखित हैं।
मेटाबॉलिज्म रासायनिक प्रक्रियाओं का वह समूह है जिसके द्वारा जीवित चीजें सक्रिय रूप से ऊर्जा का उपयोग खुद को बनाए रखने, बढ़ने और विकसित करने के लिए करती हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, एक प्रणाली जो अपने बाहरी वातावरण के साथ बातचीत नहीं करती है, वह समय के साथ अधिक अव्यवस्थित और समान हो जाएगी। जीवित चीजें अपनी असंभव, उच्च संगठित स्थिति का निर्माण और रखरखाव करती हैं क्योंकि वे अपने चयापचय को शक्ति देने के लिए अपने बाहरी वातावरण में ऊर्जा के स्रोतों का उपयोग करते हैं।
पौधे और कुछ बैक्टीरिया सूर्य की ऊर्जा का उपयोग कर सरल उपनिवेशों से बड़े कार्बनिक अणुओं का निर्माण करते हैं। ये अणु रासायनिक ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं जिन्हें बाद में अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा अपने चयापचय को शक्ति देने के लिए निकाला जा सकता है। पशु और कुछ बैक्टीरिया भोजन के रूप में पौधों या अन्य जानवरों का सेवन करते हैं। वे अपने संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को निकालने के लिए अपने भोजन में जटिल कार्बनिक अणुओं को सरलता से तोड़ते हैं। कुछ बैक्टीरिया रसायन विज्ञान में गैर-जीवित स्रोतों से प्राप्त रसायनों में निहित ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं।
में 2014 के एक लेख में खगोल, लुकास जॉन मिक्स, एक हार्वर्ड विकासवादी जीवविज्ञानी, के रूप में जीवन की चयापचय परिभाषा को संदर्भित करता है हल्दाने का जीवन अग्रणी शरीर विज्ञानी जे.बी.एस. हल्दाने के बाद। हाल्डेन जीवन की परिभाषा में इसकी समस्याएं हैं। वृहस्पति के ग्रेट रेड स्पॉट जैसे बवंडर और भंवर पर्यावरणीय ऊर्जा का उपयोग अपनी व्यवस्थित संरचना को बनाए रखने के लिए करते हैं, लेकिन जीवित नहीं हैं। आग अपने वातावरण से ऊर्जा का उपयोग खुद को बनाए रखने और विकसित करने के लिए करती है, लेकिन या तो जीवित नहीं है।
इसकी कमियों के बावजूद, खगोलविदों ने प्रयोगों को विकसित करने के लिए हल्डेन परिभाषा का उपयोग किया है। वाइकिंग मार्स लैंडर्स ने मार्टेरियन रोगाणुओं की कथित चयापचय गतिविधियों का पता लगाकर, अलौकिक जीवन के लिए सीधे परीक्षण करने का एकमात्र प्रयास किया। उन्होंने माना कि मार्टियन चयापचय रासायनिक रूप से अपने स्थलीय समकक्ष के समान है।
एक प्रयोग ने अपनी ऊर्जा को निकालने के लिए पोषक तत्वों के चयापचय के टूटने को सरल अणुओं में खोजने की कोशिश की। प्रकाश संश्लेषण के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में ऑक्सीजन का पता लगाने के लिए दूसरा उद्देश्य। एक तीसरे ने जटिल कार्बनिक अणुओं के निर्माण को सरल सबयूनिट्स से बाहर दिखाने की कोशिश की, जो प्रकाश संश्लेषण के दौरान भी होता है। तीनों प्रयोग सकारात्मक परिणाम देने वाले लग रहे थे, लेकिन कई शोधकर्ताओं का मानना है कि मिट्टी में रासायनिक ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा जीव विज्ञान के बिना विस्तृत निष्कर्षों को समझाया जा सकता है।
वाइकिंग के कुछ परिणाम आज तक विवादास्पद हैं। उस समय, कई शोधकर्ताओं ने महसूस किया कि मार्टियन मिट्टी में कार्बनिक पदार्थों को खोजने में विफलता ने चयापचय परिणामों की जैविक व्याख्या को खारिज कर दिया। अधिक हाल ही में पाया गया कि मार्टियन मिट्टी में वास्तव में कार्बनिक अणु होते हैं जो वाइकिंग विश्लेषण के दौरान पेरोक्लोरेट द्वारा नष्ट हो गए होंगे, और यह कि मंगल ग्रह की सतह पर तरल पानी कभी प्रचुर मात्रा में था, इस दावे के लिए नई बहुतायत उधार देता है कि वाइकिंग वास्तव में पता लगाने में हो सकता है। जिंदगी। हालांकि, वाइकिंग परिणामों ने यह साबित नहीं किया कि मंगल ग्रह पर जीवन मौजूद है और न ही इस पर शासन करता है।
जीवन की चयापचय गतिविधियाँ ग्रहों के वायुमंडल की संरचना पर भी अपनी छाप छोड़ सकती हैं। 2003 में, यूरोपीय मार्स एक्सप्रेस अंतरिक्ष यान ने मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन के निशान का पता लगाया। दिसंबर 2014 में, नासा के वैज्ञानिकों की एक टीम ने बताया कि क्यूरियोसिटी मार्स रोवर ने मंगल ग्रह की सतह से वायुमंडलीय मीथेन का पता लगाकर इस खोज की पुष्टि की थी।
पृथ्वी के वायुमंडल में अधिकांश मीथेन जीवित जीवों या उनके अवशेषों द्वारा जारी किया जाता है। ऊर्जा के स्रोत के रूप में रसायन विज्ञान का उपयोग करने वाले सबट्रेनियन जीवाणु पारिस्थितिक तंत्र आम हैं, और वे एक चयापचय अपशिष्ट उत्पाद के रूप में मीथेन का उत्पादन करते हैं। दुर्भाग्य से, गैर-जैविक भू-रासायनिक प्रक्रियाएं भी हैं जो मीथेन का उत्पादन कर सकती हैं। इसलिए, एक बार फिर, मार्टियन मीथेन जीवन के संकेत के रूप में निराशाजनक रूप से अस्पष्ट है।
अन्य ग्रहों की परिक्रमा करने वाले ग्रह दूर के भविष्य में अंतरिक्ष यान के साथ यात्रा करने के लिए बहुत दूर हैं। खगोलविज्ञानी अभी भी उन पर जीवन की खोज के लिए हल्डेन परिभाषा का उपयोग करने की उम्मीद करते हैं। निकट भविष्य के अंतरिक्ष दूरबीनों के साथ, खगोलविदों को उम्मीद है कि उनके वायुमंडल द्वारा परावर्तित या प्रसारित प्रकाश तरंग दैर्ध्य के स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करके इन ग्रहों के वायुमंडल की संरचना को सीखना होगा। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप 2018 में लॉन्च के लिए निर्धारित किया गया है, जो इस परियोजना में उपयोगी होगा। खगोलविज्ञानी वायुमंडलीय बायोमार्कर की खोज करना चाहते हैं; गैसें जो जीवित जीवों के चयापचय अपशिष्ट उत्पाद हैं।
एक बार फिर, यह खोज हमारे पास वर्तमान में मौजूद जीवन-असर वाले ग्रह के एकमात्र उदाहरण द्वारा निर्देशित है; पृथ्वी। हमारे घर के वातावरण का लगभग 21% हिस्सा ऑक्सीजन है। यह आश्चर्य की बात है क्योंकि ऑक्सीजन एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील गैस है जो अन्य पदार्थों के साथ रासायनिक संयोजनों में प्रवेश करती है। हमारी वायु से मुक्त ऑक्सीजन जल्दी से गायब हो जाना चाहिए। यह मौजूद है क्योंकि नुकसान लगातार पौधों और बैक्टीरिया द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है जो इसे प्रकाश संश्लेषण के चयापचय अपशिष्ट उत्पाद के रूप में जारी करते हैं।
मीथेन के निशान कीमोसीनेटिक बैक्टीरिया की वजह से पृथ्वी के वातावरण में मौजूद हैं। चूंकि मीथेन और ऑक्सीजन एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, न तो लंबे समय तक आसपास रहेंगे जब तक कि जीवित जीव लगातार आपूर्ति को फिर से भर नहीं रहे थे। पृथ्वी के वायुमंडल में अन्य गैसों के निशान भी हैं जो चयापचय उप-उत्पाद हैं।
सामान्य तौर पर, जीवित चीजें ऊष्मागतिक संतुलन से पृथ्वी की स्थिति को बनाए रखने के लिए ऊर्जा का उपयोग करती हैं, यह जीवन के बिना पहुंच जाएगी। एस्ट्रोबायोलॉजिस्ट किसी भी ग्रह को जीवन की एक समान स्थिति में माहौल के साथ संदेह करेंगे। लेकिन, अन्य मामलों की तरह, गैर-जैविक संभावनाओं को पूरी तरह से नियंत्रित करना कठिन होगा।
चयापचय के अलावा, नासा समिति ने विकास को जीवित चीजों की एक मौलिक क्षमता के रूप में पहचाना। एक विकास प्रक्रिया के लिए होने के लिए सिस्टम का एक समूह होना चाहिए, जहां हर एक मज़बूती से खुद को पुन: पेश करने में सक्षम है। प्रजनन की सामान्य विश्वसनीयता के बावजूद, प्रजनन प्रक्रिया में कभी-कभी यादृच्छिक नकल करने वाली त्रुटियां भी होनी चाहिए ताकि सिस्टम में भिन्न लक्षण आए। अंत में, सिस्टम को अपने वातावरण में उनके विशिष्ट लक्षणों के लाभों या देनदारियों के आधार पर जीवित रहने और पुन: उत्पन्न करने की क्षमता में अंतर होना चाहिए। जब यह प्रक्रिया बार-बार पीढ़ियों से नीचे दोहराई जाती है, तो प्रणालियों के लक्षण उनके पर्यावरण के लिए बेहतर रूप से अनुकूलित हो जाएंगे। बहुत जटिल लक्षण कभी-कभी चरण-दर-चरण फैशन में विकसित हो सकते हैं।
मिक्स नाम इस डार्विन जीवन परिभाषा, उन्नीसवीं शताब्दी के बाद प्रकृतिवादी चार्ल्स डार्विन, जिन्होंने विकासवाद के सिद्धांत का सूत्रपात किया। हाल्डेन परिभाषा की तरह, डार्विन जीवन की परिभाषा में महत्वपूर्ण कमियां हैं। इसमें वह सब कुछ शामिल है, जिसे हम जीवित समझ सकते हैं। उदाहरण के लिए, खच्चरों का पुनरुत्पादन नहीं हो सकता है, और इसलिए, इस परिभाषा के अनुसार, जीवित होने के रूप में गिना नहीं जाता है।
ऐसी कमियों के बावजूद, डार्विन जीवन की परिभाषा गंभीर रूप से महत्वपूर्ण है, दोनों वैज्ञानिकों ने जीवन और खगोलविदों की उत्पत्ति का अध्ययन किया है। डार्विन के सिद्धांत का आधुनिक संस्करण समझा सकता है कि जीवन के विविध और जटिल रूप कुछ प्रारंभिक सरल रूपों से कैसे विकसित हो सकते हैं। जीवन की उत्पत्ति के एक सिद्धांत को यह समझाने की आवश्यकता है कि प्रारंभिक सरल रूप ने पहली जगह में विकसित होने की क्षमता कैसे हासिल की।
हमारे सौर मंडल में अन्य ग्रहों या चंद्रमाओं पर पाए जाने वाले रासायनिक सिस्टम या जीवन रूप इतने सरल हो सकते हैं कि वे जीवन और गैर-जीवन के बीच की सीमा के करीब हैं जो डार्विन परिभाषा स्थापित करता है। यह परिभाषा खगोलविदों के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है कि वे यह तय करने की कोशिश करें कि क्या उन्होंने पाया है कि एक रासायनिक प्रणाली वास्तव में जीवन के रूप में योग्य है। जीवविज्ञानी अभी भी नहीं जानते कि जीवन की उत्पत्ति कैसे हुई। यदि खगोलविद डार्विन सीमा के पास सिस्टम पा सकते हैं, तो उनके निष्कर्ष जीवन की उत्पत्ति को समझने के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
क्या खगोलविज्ञानी डार्विन परिभाषा का उपयोग कर सकते हैं और अलौकिक जीवन का अध्ययन कर सकते हैं? यह संभावना नहीं है कि एक यात्रा अंतरिक्ष यान ही विकास की प्रक्रिया का पता लगा सकता है। लेकिन, यह आणविक संरचनाओं का पता लगाने में सक्षम हो सकता है जो जीवों को विकासवादी प्रक्रिया में भाग लेने के लिए आवश्यक हैं। दार्शनिक मार्क बेदौ ने प्रस्तावित किया है कि विकास के दौर से गुजरने वाली एक न्यूनतम प्रणाली के लिए तीन चीजों की आवश्यकता होगी: 1) एक रासायनिक चयापचय प्रक्रिया, 2) एक कंटेनर, सेल झिल्ली की तरह, प्रणाली की सीमाओं को स्थापित करने के लिए, और 3) एक रासायनिक "कार्यक्रम" चयापचय गतिविधियों को निर्देशित करने में सक्षम है।
यहां पृथ्वी पर, रासायनिक कार्यक्रम आनुवंशिक अणु डीएनए पर आधारित है। कई मूल-जीवन सिद्धांतकारों का मानना है कि प्रारंभिक स्थलीय जीवन रूपों के आनुवंशिक अणु सरल अणु राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) हो सकते हैं। आनुवंशिक कार्यक्रम एक विकासवादी प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह केवल कभी-कभी त्रुटियों के साथ प्रजनन प्रतिलिपि प्रक्रिया को स्थिर बनाता है।
डीएनए और आरएनए दोनों बायोपॉलिमर हैं; कई दोहराई जाने वाली सबयूनिट्स के साथ लंबी श्रृंखलाबद्ध अणु। इन अणुओं में न्यूक्लियोटाइड आधार सबयूनिट्स का विशिष्ट अनुक्रम आनुवंशिक जानकारी को ले जाता है जो वे ले जाते हैं। ताकि अणु आनुवांशिक जानकारी के सभी संभावित अनुक्रमों को सांकेतिक शब्दों में बदलना कर सके जो किसी भी क्रम में होने वाली सब यूनिटों के लिए संभव होना चाहिए।
कम्प्यूटेशनल जीनोमिक्स के शोधकर्ता स्टीवन बेनर का मानना है कि हम विदेशी जेनेटिक बायोपॉलिमरों का पता लगाने के लिए अंतरिक्ष यान के प्रयोगों को विकसित करने में सक्षम हो सकते हैं। वह ध्यान देता है कि डीएनए और आरएनए बहुत ही असामान्य बायोपॉलिमर हैं क्योंकि इस क्रम को बदलने से जिसमें उनके सबयूनिट्स होते हैं, उनके रासायनिक गुणों को नहीं बदलते हैं। यह यह असामान्य गुण है जो इन अणुओं को किसी भी संभावित आनुवंशिक कोड अनुक्रम के स्थिर वाहक होने की अनुमति देता है।
डीएनए और आरएनए दोनों पॉलीइलेक्ट्रोलाइट्स हैं; अणु नियमित रूप से ऋणात्मक विद्युत आवेश वाले क्षेत्रों को दोहराते हैं। बैनर का मानना है कि यह उनकी उल्लेखनीय स्थिरता के लिए जिम्मेदार है। वह सोचता है कि किसी भी एलियन जेनेटिक बायोपॉलिमर को एक पॉलीइलेक्ट्रोलाइट की भी आवश्यकता होगी, और उस रासायनिक परीक्षण को तैयार किया जा सकता है जिससे एक अंतरिक्ष यान ऐसे पॉलीइलेक्ट्रोलाइट अणुओं का पता लगा सकता है। डीएनए के विदेशी समकक्ष को खोजना एक बहुत ही रोमांचक संभावना है, और विदेशी जीवन की पहचान करने की पहेली का एक और टुकड़ा है।
1996 में राष्ट्रपति क्लिंटन ने मंगल ग्रह पर जीवन की संभावित खोज की एक नाटकीय घोषणा की। क्लिंटन का भाषण एलन हिल्स उल्कापिंड के साथ डेविड मैकके की टीम के निष्कर्षों से प्रेरित था। वास्तव में, मैकके निष्कर्ष संभव मार्टियन जीवन की बड़ी पहेली के लिए सिर्फ एक टुकड़ा निकला। जब तक एक विदेशी किसी दिन हमारे इंतज़ार कर रहे कैमरों के सामने नहीं आता, तब तक यह सवाल कि क्या अलौकिक जीवन मौजूद है या नहीं, एक एकल प्रयोग या अचानक नाटकीय सफलता से तय होने की संभावना नहीं है। दार्शनिकों और वैज्ञानिकों के पास जीवन की एकल, निश्चित-अग्नि परिभाषा नहीं है। फलस्वरूप ज्योतिषविदों के पास एक एकल सुनिश्चित अग्नि परीक्षा है जो इस मुद्दे को सुलझाएगी। यदि जीवन के सरल रूप मंगल ग्रह पर या सौर मंडल में कहीं और मौजूद हैं, तो अब यह संभावना प्रतीत होती है कि साक्ष्य की कई अभिसरण रेखाओं के आधार पर यह तथ्य धीरे-धीरे सामने आएगा। जब तक हम इसे नहीं खोज लेते, हम वास्तव में नहीं जानते कि हम क्या खोज रहे हैं।
संदर्भ और आगे पढ़ने:
पी। एंडरसन (2011) जिज्ञासा निर्धारित कर सकता है कि क्या वाइकिंग को मंगल ग्रह पर जीवन मिला ?, अंतरिक्ष पत्रिका।
एस। के। अत्रेय, पी। आर। महाफ़ी, ए-एस। वोंग, (2007), मीथेन और मंगल पर संबंधित ट्रेस प्रजातियां: उत्पत्ति, हानि, जीवन के लिए निहितार्थ और आदत, ग्रहों और अंतरिक्ष विज्ञान, 55:358-369.
एम। ए। बेदाउ (2010), न्यूनतम रासायनिक जीवन का एक अरस्तोटेलियन खाता, खगोल, 10(10): 1011-1020.
एस। बैनर (2010), जीवन को परिभाषित करते हुए, खगोल, 10(10):1021-1030.
ई। माचेरी (2012), क्यों मैंने जीवन की परिभाषा के बारे में चिंता करना बंद कर दिया ... और आपको भी क्यों चाहिए Synthese, 185:145-164.
जी। एम। मैरियन, सी। एच। फ्रिटसेन, एच। इकेन, एम। सी। पायने, (2003) यूरोपा पर जीवन की खोज: पर्यावरणीय कारकों, संभावित आवासों और पृथ्वी के एनालॉग्स को सीमित करना। खगोल 3(4):785-811.
एल। जे। मि। (2015), जीवन की परिभाषाएँ, खगोल, 15 (1) प्रकाशन से पहले ऑन-लाइन पोस्ट किया गया।
पी। ई। पैटन (2014) मून्स ऑफ कन्फ्यूजन: व्हाई अल्ट्रैटरैस्ट्रियल लाइफ को खोजने में हम थॉट, स्पेस मैगज़ीन की तुलना में कठिन हो सकते हैं।
टी। रेयेस (2014) नासा के क्यूरियोसिटी रोवर ने मीथेन, ऑर्गेनिक्स ऑन मार्स, स्पेस मैगज़ीन का पता लगाया।
एस। सेगर, एम। श्रेनेक, और डब्लू। बेन्स (2012), पृथ्वी पर आधारित बायोसिग्नेचर गैसों का एक ज्योतिषीय दृष्टिकोण। खगोल, 12(1): 61-82.
एस। तिरार्ड, एम। मोरांगे, और ए। लाजानो, (2010), जीवन की परिभाषा: एक मायावी वैज्ञानिक प्रयास का संक्षिप्त इतिहास, खगोल, 10(10):1003-1009.
सी। वेबस्टर, और एमएसएल साइंस टीम के कई अन्य सदस्य, (2014) गेल क्रेटर में मंगल मीथेन का पता लगाने और परिवर्तनशीलता, विज्ञान, विज्ञान प्रारंभिक सामग्री व्यक्त करते हैं।
क्या वाइकिंग मार्स लैंडर्स को जीवन के बिल्डिंग ब्लॉक मिले? मिसिंग पीस पहेली को नया रूप देने के लिए प्रेरित करता है। साइंस डेली फीचर्ड रिसर्च सेप्ट 5, 2010
नासा रोवर मंगल ग्रह पर सक्रिय और प्राचीन कार्बनिक रसायन, जेट प्रोपल्शन प्रयोगशाला, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, समाचार, 16 दिसंबर 2014 को पाता है।
