ยีสต์และอีโคไลสามารถเติบโตได้ในสภาวะที่อาจมีอยู่บนดาวเคราะห์ต่างด้าว

จุลินทรีย์เจริญเติบโตในสภาวะไฮโดรเจนบริสุทธิ์ ซึ่งบ่งชี้ว่าจุลินทรีย์จากต่างดาวก็อาจเช่นกัน โดย KATE BAGGALEY | เผยแพร่เมื่อ 11 พฤษภาคม 2020 12:00 น ศาสตร์

E. coli ภายใต้กล้องจุลทรรศน์

นักวิทยาศาสตร์ที่ MIT ค้นพบว่าทั้งยีสต์และ E. coli สามารถเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีบรรยากาศประกอบด้วยไฮโดรเจนล้วนๆ ภาพถ่ายโดย Eric Erbe การปรับสีแบบดิจิทัลโดย Christopher Pooley ทั้ง USDA, ARS, EMU

ไกลเกินกว่าระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์หินที่มีชั้นบรรยากาศปกคลุมด้วยก๊าซไฮโดรเจนสามารถช่วยชีวิตได้ บ่งชี้ว่ากระดาษที่ตีพิมพ์ในสัปดาห์นี้ในNature Astronomy ในการทดลองเกี่ยวกับขวดที่ปิดสนิทและจุลินทรีย์ที่ทนทานมากบางชนิด นักวิทยาศาสตร์ที่ 

MIT ได้ค้นพบว่าทั้งยีสต์และ E. coli สามารถเติบโตได้

ในสภาพแวดล้อมที่มีบรรยากาศประกอบด้วยไฮโดรเจนล้วนๆ ซึ่งห่างไกลจากไนโตรเจนของโลกและอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนที่มนุษย์ และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกจำนวนมากเจริญเติบโต ซึ่งหมายความว่าอาจพบชีวิตในแหล่งที่อยู่อาศัยของมนุษย์ต่างดาวในวงกว้างกว่าที่เราเคยรู้จักมาก่อน

ใบอนุญาต Starbase สุดท้ายของ SpaceX อาจมีความหมายต่อสัตว์ป่าเท็กซัสอย่างไร

เมื่อนักวิทยาศาสตร์จินตนาการถึงโลกมนุษย์ต่างดาวที่เอื้ออาศัยได้ พวกเขาจินตนาการว่าสถานที่เหล่านี้มีบรรยากาศเหมือนโลกที่มีไนโตรเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์ครอบงำเหมือนที่พบในดาวอังคารและดาวศุกร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยเริ่มสงสัยว่าดาวเคราะห์ที่มีสภาพแวดล้อมประเภทอื่นอาจสามารถช่วยชีวิตได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่สนใจบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจน

Sara Seager นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และผู้เขียนร่วมของงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ กล่าวว่า “สภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยไฮโดรเจนบนโลกเป็นสิ่งที่หาได้ยากอย่างเหลือเชื่อและไม่เป็นที่รู้จักกันดี” จนถึงปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ยังไม่ได้ระบุดาวเคราะห์ภาคพื้นดินใดๆ ในจักรวาลที่มีชั้นบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจน อาจเป็นเพราะบรรยากาศรอบๆ แต่มีแนวโน้มว่าดาวเคราะห์ที่มีลักษณะเป็นหินและไม่มีก๊าซซึ่งมีชั้นบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจนจะอยู่ที่นั่น และมีการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ที่ซับซ้อนกว่านี้ซึ่งอาจเริ่มตรวจพบได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

“วันนี้เราใช้ฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน” ซีเกอร์กล่าว แต่ในอนาคต เธอกล่าว นักวิทยาศาสตร์จะพึ่งพาเครื่องมือที่ทรงพลังกว่า เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวสู่วงโคจรในปี 2564

ด้วยเทคโนโลยีใหม่นี้ ดาวเคราะห์ที่มีไฮโดรเจนลอยอยู่เหนือพื้นผิวของพวกมันจะพบได้ง่ายกว่าลูกพี่ลูกน้องที่คล้ายโลกมากขึ้น เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนเบามาก บรรยากาศของพวกมันจึงควรขยายออกไปสู่อวกาศได้ไกลกว่ามาก

ด้วยความสงสัยว่าโลกที่มีชั้นบรรยากาศที่อุดมด้วยไฮโดรเจนนั้นกำลังรอการค้นพบอยู่ Seager และทีมของเธอต้องการแสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถเจริญเติบโตได้ในพื้นที่เหล่านี้ “เราตัดสินใจทำการทดลองง่ายๆ เพื่อสื่อสารกับนักดาราศาสตร์อย่างชัดเจนว่าชีวิตสามารถอยู่รอดและเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจน” เธอกล่าว

แม้ว่าไฮโดรเจนโดยตัวมันเองไม่เป็นอันตรายต่อชีวิต

 แต่ก็ไม่มีใครเคยสร้างจุลินทรีย์ในบรรยากาศไฮโดรเจน 100 เปอร์เซ็นต์มาก่อน สำหรับการทดลองนี้ Seager และทีมของเธอตัดสินใจนำยีสต์และ E. coli ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่สามารถอยู่รอดได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน แต่ในแวบแรกนั้นดูเหมือนว่าจะได้รับการปรับให้เข้ากับแหล่งอาศัยที่อุดมด้วยไฮโดรเจนเป็นอย่างดีเพื่อทำการทดสอบ

นักวิจัยได้ปลูกโคโลนีของยีสต์และอีโคไลในขวดที่ปิดสนิทจากอากาศโดยรอบ นอกจากน้ำซุปที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับจุลินทรีย์ที่จะกินแล้ว ขวดยังมีบรรยากาศที่แตกต่างกันออกไป เช่น ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ อากาศปกติ และก๊าซผสมอื่นๆ ที่มีแนวโน้มว่าจะมีอยู่บนดาวเคราะห์นอกระบบดวงอื่น

ทั้งยีสต์และ E. coli สามารถอยู่รอดและขยายพันธุ์ได้ในบรรยากาศไฮโดรเจน 100 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าจะช้ากว่าในอากาศก็ตาม เงื่อนไขที่ Seager และเพื่อนร่วมงานของเธอสร้างขึ้นในห้องทดลองไม่ได้เลียนแบบสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะพบบนดาวเคราะห์ดวงนี้อย่างสมบูรณ์—บรรยากาศของมันจะรวมถึงก๊าซอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง นอกเหนือจากไฮโดรเจน และอาจมีแรงโน้มถ่วงที่แรงกว่ามากหรือแตกต่างจากโลก . อย่างไรก็ตาม ความจริงที่ว่าแบคทีเรียธรรมดาและจุลินทรีย์ที่ค่อนข้างซับซ้อน เช่น ยีสต์ สามารถหาเลี้ยงชีพได้ในสภาวะเหล่านี้ ช่วยเพิ่มโอกาสที่ดาวเคราะห์ที่ปกคลุมไปด้วยไฮโดรเจนจะอาศัยอยู่โดยสิ่งมีชีวิตบางรูปแบบ

ตอนนี้ที่นักวิจัยสงสัยว่ามีโลกหินที่อุดมด้วยไฮโดรเจนอยู่ข้างนอก และจุลินทรีย์สามารถเจริญเติบโตได้ ขั้นตอนต่อไปคือการหาวิธีระบุสิ่งมีชีวิตต่างดาวจากโลกอันไกลโพ้น วิธีหนึ่งคือการค้นหาหลักฐานที่เรียกว่าก๊าซชีวภาพ บนโลก สิ่งมีชีวิต เช่น พืชและแบคทีเรียสังเคราะห์แสง สามารถผลิตก๊าซจำเพาะเหล่านี้ได้ ตามทฤษฎีแล้ว การระบุพวกมันบนดาวดวงอื่นจะเป็นเครื่องบ่งชี้ที่ดีว่ายังมีชีวิตอยู่ที่นั่น

ในระหว่างการทดลองของ Seager และเพื่อนร่วมงานของเธอ อี. โคไลที่กำลังเติบโตได้ปล่อยก๊าซต่างๆ ออกมาหลายสิบชนิด รวมถึงบางชนิดเช่นแอมโมเนีย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จะพิจารณาถึงสัญญาณแห่งชีวิตที่สดใส หากเครื่องมือของพวกเขาสอดแนมพวกมันบนดาวดวงที่ห่างไกล ซึ่งหมายความว่ากล้องโทรทรรศน์ในอนาคตอาจตรวจพบสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในบรรยากาศที่เต็มไปด้วยไฮโดรเจน ตอนนี้เราแค่ต้องหาโลกที่แปลกประหลาดเหล่านี้