เกาะติดภารกิจตามล่าค้นหา สิ่งมีชีวิตนอกโลก - National Geographic Thailand

เกาะติดภารกิจตามล่าค้นหา สิ่งมีชีวิตนอกโลก

คำถามเก่าแก่ที่สุดข้อหนึ่งของมนุษยชาติ อาจได้คำตอบในช่วงชีวิตของเรา  นั่นคือ มีเพียงเราในเอกภพจริงหรือ หรืออาจมี สิ่งมีชีวิตนอกโลก

สิ่งมีชีวิตนอกโลก – สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์เดินทางจากห้องปฏิบัติการขับดันไอพ่นหรือเจพีแอล (Jet Propulsion Lab: JPL) ขององค์การนาซาในแคลิฟอร์เนีย ไปยังหุ่นยนต์รถสำรวจที่เกาะอยู่ใต้แผ่นนํ้าแข็งหนา 30 เซนติเมตรเหนือทะเลสาบแห่งหนึ่งในรัฐอะแลสกา ไฟสปอตไลต์บนรถเริ่มส่องสว่าง “ได้แล้ว!” จอห์น เลกตี วิศวกรหนุ่มจากเจพีแอล  ร้องเสียงดัง  เขาซุกตัวในเต็นท์บนแผ่นนํ้าแข็งใกล้ๆ  เทคโนโลยีนี้ดูเหมือนไม่มีอะไรน่าตื่นเต้น  แต่นี่อาจเป็นก้าวเล็กๆ ก้าวแรกสู่การสำรวจดวงจันทร์อันห่างไกล

ไกลออกไปทางใต้ของอะแลสกากว่า 7,000 กิโลเมตร นักธรณีจุลชีววิทยา  เพเนโลพี  บอสตัน ลุยธารนํ้าขุ่นครึ่งแข้งในถํ้าอันมืดมิดของเม็กซิโกลึกลงไปใต้พื้นดิน กว่า 15 เมตร  บอสตันและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ล้วนใส่เครื่องช่วยหายใจ และแบกถังอากาศสำรองติดตัวไปด้วยเพื่อเผชิญแก๊สพิษอย่างไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งมักแพร่กระจายในถํ้า  ทันใดนั้น  แสงจากไฟฉายคาดศีรษะของเธอก็สาดไปกระทบของเหลวข้นเกือบโปร่งใสที่ไหลย้อยเป็นทางยาวลงมาจากผนังชอล์กร่วนๆ ของถํ้า “สวยจัง!”  เธออุทาน

สถานที่ทั้งสองแห่ง ได้แก่ทะเลสาบเยือกแข็งในแถบอาร์กติกและถํ้าพิษในเขตร้อน  อาจให้เบาะแสสำหรับปริศนาที่ทั้งเก่าแก่ที่สุดและน่าดึงดูดที่สุดข้อหนึ่งในโลก  นั่นคือ มีสิ่งมีชีวิตนอกเหนือจากในโลกของเราหรือไม่  สิ่งมีชีวิตในพิภพอื่นซึ่งอาจหมายถึงในระบบสุริยะของเราหรือที่โคจรรอบดาวดวงอื่นอันไกลโพ้นก็ตาม อาจต้องเอาตัวรอดในมหาสมุทรที่มีนํ้าแข็งปกคลุมเช่นที่พบบนดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี  หรือในถํ้าปิดที่เต็มไปด้วยแก๊สพิษซึ่งอาจมีอยู่มากมายบนดาวอังคาร  หากคุณสามารถแยกแยะและระบุสิ่งมีชีวิตที่สามารถอยู่ได้ในสภาวะสุดขั้วบนโลก การค้นหาชีวิตในโลกอื่นย่อมใกล้ความจริงเข้าไปอีกก้าวหนึ่ง

นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการขับดันไอพ่นหรือเจพีแอลขององค์การนาซา  ตรวจสอบยานสำรวจแบบเดียวกับยานที่วันหนึ่งอาจขึ้นไปแล่นอยู่ใต้ผืนนํ้าแข็งบนดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี

เป็นเรื่องยากที่จะชี้ชัดลงไปว่างานค้นหาชีวิตท่ามกลางดวงดาวกลายจากนวนิยายวิทยาศาสตร์มาเป็นวิทยาศาสตร์ตั้งแต่เมื่อไร  แต่หมุดหมายสำคัญครั้งหนึ่งคือการประชุมทางดาราศาสตร์เมื่อเดือนพฤศจิกายน ปี 1961  ซึ่งจัดโดย แฟรงก์  เดรก  นักดาราศาสตร์วิทยุหนุ่ม  ผู้สนใจแนวคิดเรื่องการค้นหาคลื่นวิทยุที่มนุษย์ต่างดาวส่งออกมา

ตอนที่เขาจัดการประชุม  โครงการค้นหาสิ่งมีชีวิตที่ทรงภูมิปัญญานอกโลกหรือเซติ (Search for Extraterrestrial Intelligence: SETI)  “ถือเป็นเรื่องต้องห้ามของดาราศาสตร์ครับ”  เดรกซึ่งขณะนี้อายุ 84 ปี  ฟื้นความหลังเขาชักชวนนักวิชาการกลุ่มเล็กๆ  ประกอบด้วยนักดาราศาสตร์  นักเคมี  นักชีววิทยา  และวิศวกร  มาถกกันในเรื่องที่ปัจจุบันเรียกว่า ชีววิทยาดาราศาสตร์ (astrobiology) หรือวิทยาศาสตร์ว่าด้วยชีวิตนอกโลก

เดรกต้องการความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญในการตัดสินใจว่า  การทุ่มเทเวลาของกล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อเฝ้าฟังการแพร่สัญญาณจากมนุษย์ต่างดาวจะมีความสมเหตุสมผลเพียงใด  และวิธีการค้นหาที่น่าจะได้ผลมากที่สุดคืออะไร  เขาสงสัยว่า อารยธรรมนอกโลกน่าจะมีได้สักกี่อารยธรรม  เดรกจึงร่างสมการหนึ่งไว้บนกระดานดำ

ร่างดังกล่าวซึ่งปัจจุบันรู้จักกันอย่างกว้างขวางในชื่อสมการของเดรก (Drake equation) กำหนดกระบวนการที่นำไปสู่การตอบคำถามของเขา  เริ่มด้วยอัตราการเกิดดาวคล้ายดวงอาทิตย์ในทางช้างเผือก  แล้วคูณด้วยเศษส่วนของดาวที่มีระบบดาวเคราะห์  จากนั้นนำผลลัพธ์ไปคูณค่าเฉลี่ยของจำนวนดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อชีวิตในแต่ละระบบดาวเคราะห์  ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์ขนาดประมาณโลกและอยู่ในวงโคจรที่เหมาะแก่ชีวิต  แล้วคูณต่อด้วยเศษส่วนความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์เหล่านั้นอาจมีชีวิตเกิดขึ้นจริงๆ จากนั้นคูณด้วยเศษส่วนของโอกาสที่ชีวิตนั้นจะวิวัฒน์ปัญญา และคูณต่อด้วยเศษส่วนของโลกที่สามารถพัฒนาเทคโนโลยีการส่งคลื่นวิทยุซึ่งเราตรวจจับได้

ภาพต่อและเติมสีของพื้นผิวเยือกแข็งเต็มไปด้วยรอยแตกของดวงจันทร์ยูโรปาที่ยานกาลิเลโอถ่ายให้เห็นอยู่นี้ มีมหาสมุทรของนํ้าในสถานะของเหลวซ่อนอยู่  ซึ่งอาจมีองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับชีวิตอยู่ครบครัน ภาพถ่าย GALILEO PROJECT/NASA/JPL; ปรับภาพ: เท็ด สไตรก์

ในขั้นตอนสุดท้าย  คูณผลลัพธ์ล่าสุดด้วยเวลาเฉลี่ยที่อารยธรรมซึ่งเชี่ยวชาญการใช้เทคโนโลยีวิทยุจะแพร่สัญญาณอยู่ได้นาน  หรือกระทั่งอยู่รอดได้

สมการของเดรกน่าเชื่อถือมาก  แต่ติดปัญหาตรงที่ไม่มีใครรู้ว่าเศษส่วนและค่าเฉลี่ยเหล่านั้นควรจะมีค่าเท่าไร  ยกเว้นตัวแปรแรกในสมการ  คืออัตราการก่อตัวของดาวคล้ายดวงอาทิตย์  ถ้านักวิทยาศาสตร์ของเซติสามารถจับสัญญาณวิทยุนอกโลกได้สักชุดหนึ่ง  ความไม่แน่นอนทั้งหลายย่อมหมดความหมาย  แต่จนกว่าจะถึงวันนั้นผู้เชี่ยวชาญแต่ละหัวข้อในสมการของเดรกต้องพยายามให้ค่าหรือตัวเลขที่ดีที่สุด  ไม่ว่าจะโดยการหาความเป็นไปได้ของการเกิดดาวเคราะห์รอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์  หรือโดยการพยายามไขปริศนาว่าชีวิตเกิดขึ้นบนโลกได้อย่างไร

เวลาล่วงเลยมาอีกหนึ่งในสามของศตวรรษ  กว่านักวิทยาศาสตร์จะเริ่มใส่ค่าโดยประมาณลงในสมการของเดรกได้  เมื่อปี1995  มิเชล  เมเยอร์  และดิดีเย  เกโล จากมหาวิทยาลัยเจนีวา  ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรรอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก  ดาวเคราะห์51 ม้าบิน บี (51 Pegasi b) ที่อยู่ห่างจากโลกราว 50 ปีแสง  เป็นกลุ่มแก๊สมหึมาขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดี  พร้อมวงโคจรที่เล็กมากจน “ปี” ของมันมีแค่สี่วัน  และอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่า 1000 องศาเซลเซียส

เควิน  แฮนด์  นักชีววิทยาดาราศาสตร์  เตรียมปล่อยยานสำรวจลงไปใต้ผืนนํ้าแข็งของทะเลสาบซูคอกในอะแลสกา  ท้ายที่สุด  เมื่อยานสำรวจไปถึงดวงจันทร์ยูโรปา  มันจะปฏิบัติการค้นหาชีวิตโดยยึดต้นแบบจากการทดลองเช่นที่เห็นอยู่นี้  และด้วยจรวดระบบส่งขึ้นอวกาศหรือเอสแอลเอสซึ่งองค์การนาซากำลังออกแบบ “เราอาจไปถึงดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ยูโรปาได้เร็วมากเลยละครับ”  แฮนด์บอก

ไม่มีใครคิดว่าชีวิตอาจอุบัติขึ้นในสภาพแวดล้อมเลวร้ายปานนั้น  แต่การค้นพบดาวเคราะห์แม้เพียงดวงเดียวก็เป็นการเปิดศักราชใหม่  ต้นปีต่อมา  เจฟฟรีย์  มาร์ซี และทีมงานค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงที่สองและดวงที่สาม  ถึงวันนี้นักดาราศาสตร์ยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเกือบสองพันดวงแล้ว ขนาดมีตั้งแต่เล็กกว่าโลกไปจนถึงใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี  นอกจากนี้ยังมีดาวเคราะห์อีกหลายพันดวงที่รอการยืนยัน

ในบรรดาดาวเคราะห์เหล่านั้นไม่มีดวงไหนเหมือนโลกทุกประการ  แต่นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่า  ไม่นานพวกเขาจะค้นพบสักดวงหนึ่ง  จากข้อมูลการค้นพบจนถึงปัจจุบันซึ่งมักมีแต่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ เมื่อไม่นานมานี้  นักดาราศาสตร์คำนวณว่า  มากกว่าหนึ่งในห้าของดาวคล้ายดวงอาทิตย์มีดาวเคราะห์คล้ายโลกที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้  ถ้าว่ากันตามสถิติ  ดาวแบบนั้นดวงที่อยู่ใกล้เราที่สุดอาจห่างออกไปเพียง 12 ปีแสง  จะว่าไปก็เหมือนอยู่ข้างบ้านเรานี่เอง

แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา  นักล่าดาวเคราะห์เริ่มคิดได้ว่า  การจำกัดการค้นหาอยู่ที่ดาวคล้ายดวงอาทิตย์นั้นไร้เหตุผล  ความจริงดาวประมาณร้อยละ 80 ของทางช้างเผือกเป็นดาวสีแดงขนาดเล็กที่เย็นและมีแสงสลัวเรียกว่าดาวแคระชนิดเอ็ม (M dwarf)  ถ้าดาวเคราะห์คล้ายโลกต้องโคจรรอบดาวแคระชนิดเอ็มในระยะที่พอเหมาะ  คือไม่เย็นเกินไป มันจะอยู่ใกล้ดาวแคระชนิดเอ็มยิ่งกว่าโลกใกล้ดวงอาทิตย์เสียอีก  เพื่อให้ชีวิตเกิดขึ้นได้ง่ายพอๆ กับกรณีดาวเคราะห์คล้ายโลกโคจรรอบดาวคล้ายดวงอาทิตย์

รถสำรวจบรูอี (BRUIE: Buoyant Rover for Under-Ice Exploration) แล่นไปตามพื้นผิวด้านล่างของแผ่นนํ้าแข็งในการทดสอบที่ทะเลสาบซูคอกในอะแลสกา  ฟองแก๊สมีเทนและสารประกอบอื่นๆ เป็นสัญญาณของชีวิตเบื้องล่าง

ยิ่งไปกว่านั้น  ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่า  ดาวเคราะห์ที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้ไม่จำเป็นต้องมีขนาดใหญ่เท่าโลก ดิมิทาร์  แซสเซลอฟ  นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดอีกคนหนึ่ง  บอกว่า “ถ้าถามผม ผมว่ามวลตั้งแต่หนึ่งถึงห้าเท่าของโลกเป็นใช้ได้ครับ”  พูดง่ายๆ ก็คือ  ความหลากหลายของดาวเคราะห์ที่ชีวิตอาศัยอยู่ได้และของดาวฤกษ์ที่พวกมันโคจรรอบล้วนสูงกว่าที่เดรกและผู้เข้าร่วมประชุมเมื่อปี 1961 ตั้งสมมุติฐานไว้อย่างจำกัดอยู่มาก

เท่านั้นยังไม่พอ  เพราะปรากฏว่าช่วงอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมทางเคมีที่สิ่งมีชีวิตชอบความสุดขั้ว (extremophilic organism) สามารถดำรงอยู่ได้นั้นกว้างไกลเกินจินตนาการของผู้เข้าร่วมประชุมของเดรก  ในช่วงทศวรรษ 1970  นักสมุทรศาสตร์ค้นพบพุนํ้าร้อนยวดยิ่งหรือช่องนํ้าร้อน (hydrothermal vent) ซึ่งหล่อเลี้ยงระบบนิเวศอันรุ่มรวยของแบคทีเรียที่กินไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารเคมีอื่นๆ ที่ละลายอยู่ในนํ้า  ก่อนจะกลายเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตลำดับสูงกว่า  นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบสิ่งมีชีวิตแพร่กระจายอยู่ในนํ้าพุร้อน  ในทะเลสาบเย็นเยือกลึกลงไปหลายร้อยเมตรใต้พืดนํ้าแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา  ในแหล่งที่มีความเป็นกรดหรือเป็นด่างสูง  ในแหล่งที่เค็มจัดหรือมีกัมมันตรังสีเข้มข้น  และแม้แต่ในรอยแตกเล็กๆ ของหิน ลึกลงไปใต้ดินหนึ่งกิโลเมตรหรือมากกว่านั้น

ปัจจัยเดียวที่นักชีววิทยาเสนอว่าจำเป็นอย่างยิ่งต่อชีวิตในรูปแบบที่เรารู้จัก คือนํ้าในสถานะของเหลว  ซึ่งเป็นตัวทำละลายทรงพลังที่สามารถพาสารอาหารที่เจืออยู่ไปยังทุกส่วนของสิ่งมีชีวิต  ในระบบสุริยะของเรา  เรารู้ตั้งแต่ครั้งที่ยานมาริเนอร์ 9 ไปโคจรรอบดาวอังคารเมื่อปี 1971 ว่า  นํ้าน่าจะเคยไหลอย่างเสรีบนดาวเคราะห์ดวงนั้น  ที่นั่นจึงอาจเคยมีสิ่งมีชีวิต  อย่างน้อยก็จุลชีพ  และน่าเชื่อว่าชีวิตเหล่านั้นอาจยังพอหลงเหลืออยู่ใต้พื้นผิวซึ่งยังมีนํ้าในสถานะของเหลวตกค้าง

ชีวิตใต้แผ่นนํ้าแข็ง พื้นผิวอันเปราะบางที่มีอายุเพียงราว 60 ล้านปีของดวงจันทร์ยูโรปา  ดูเหมือนเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา  สารประกอบที่ให้พลังงานสูงบนพื้นผิวอาจไหลลงสู่มหาสมุทรเมื่อแผ่นนํ้าแข็งเคลื่อนเกยกัน พุนํ้าร้อนและรอยแตกลึกอาจเป็นช่องทางในการแทรกซึมลงสู่โลกของเหลวเบื้องล่าง

ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีก็ปรากฏรอยร้าวบนพื้นผิวอายุค่อนข้างน้อยที่มีนํ้าแข็งปกคลุม  เท่ากับเป็นหลักฐานว่า  ใต้ผืนนํ้าแข็งนั้นมีมหาสมุทรนํ้าในสถานะของเหลวอยู่  ความจริงระยะห่างจากดวงอาทิตย์ราว 800 ล้านกิโลเมตร  น่าจะทำ ให้นํ้าบนดวงจันทร์ยูโรปาแข็งตัวทั้งหมด  แต่ดวงจันทร์ดวงนี้บิดตัวอยู่ตลอดเวลาเพราะถูกดึงและดันโดยแรงนํ้าขึ้นลงจากดาวพฤหัสบดีและดวงจันทร์ดวงอื่นในระบบ  จนเกิดความร้อนซึ่งทำให้นํ้าใต้พื้นผิวยังคงสถานะของเหลวอยู่ได้  ในทางทฤษฎี  ชีวิตจึงอาจดำรงอยู่ในนํ้านี้ได้เช่นกัน

เมื่อปี 2005  ยานแคสซีนีขององค์การนาซาสังเกตเห็นว่า  มีนํ้าพุ่งขึ้นเป็นลำจากดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์  ต่อมายานได้ตรวจวัดเพิ่มเติมและยืนยันในรายงานเมื่อเดือนเมษายนปีนี้ว่า  มีแหล่งนํ้าใต้ดินอยู่บนดวงจันทร์เอนเซลาดัสเช่นกัน  บนพื้นผิวของไททัน  ดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์  มีแม่นํ้า  ทะเลสาบ  และฝน  แต่วัฏจักรลมฟ้าอากาศที่นั่นเป็นวัฏจักรของสารไฮโดรคาร์บอนเหลว  เช่น  มีเทนและอีเทน  ไม่ใช่นํ้า อาจมีชีวิตดำรงอยู่ในนั้น  แต่หน้าตาของมันเป็นอย่างไรคงยากที่จะคาดเดา

ดาวอังคารคล้ายโลกมากกว่า  และใกล้เรากว่าดวงจันทร์อันไกลโพ้นเหล่านั้นมาก  ขณะนี้รถสำรวจคิวริออซิตีขององค์การนาซากำลังสำรวจหลุมอุกกาบาตเกลซึ่งเคยมี ทะเลสาบกว้างใหญ่ไพศาลเมื่อหลายพันล้านปีมาแล้ว  และปัจจุบันก็เป็นที่ชัดเจนแล้วว่า  สิ่งแวดล้อมทางเคมีของที่นี่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของจุลชีพ หากมันเคยอุบัติขึ้น

แต่การค้นหาชีวิตนอกโลกได้นำ เควิน  แฮนด์  นักชีววิทยาดาราศาสตร์ของเจพีแอล  กับทีมงานซึ่งรวมถึง จอห์น  เลกตี  ไปยังทะเลสาบซูคอกในอะแลสกา  ความมุ่งมั่นแบบเดียวกันได้ดึงดูดเพเนโลพี  บอสตัน และเพื่อนร่วมงานให้หมั่นแวะเวียนไปยังถํ้าพิษกวยบาเดบียาลุซใกล้เมืองตาปีคูลาปาในเม็กซิโก  สถานที่ทั้งสองแห่งช่วยให้นักวิจัยทดสอบเทคนิคใหม่ๆ สำหรับใช้ค้นหาชีวิตในสภาพแวดล้อมที่อย่างน้อยก็ค่อนข้างใกล้เคียงกับสิ่งที่ยานสำรวจอาจต้องเผชิญ  พวกเขาเจาะจงมองหาลายเซ็นชีวภาพ (biosignature)  ได้แก่  เบาะแสในรูปของภาพหรือสารเคมีที่บ่งบอกถึงการดำรงอยู่ของชีวิต  ไม่ว่าในอดีตหรือปัจจุบัน

จุลชีพที่เก็บได้เมื่อปี 2013 จากทะเลสาบวิลแลนส์ซึ่งอยู่ลึกลงไปใต้พืดนํ้าแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา 800 เมตร เผยว่าชีวิตสามารถอุบัติขึ้นได้แม้ในสภาพแวดล้อมสุดขั้ว

ตัวอย่างเช่นถํ้าในเม็กซิโก  ยานโคจรรอบดาวอังคารบ่งชี้ว่า  บนดาวอังคารมีถํ้าซึ่งเป็นแหล่งที่จุลชีพอาจเข้าไปอาศัยตอนที่ดาวเคราะห์ดวงนั้นสูญเสียบรรยากาศและนํ้าบนพื้นผิวเมื่อราวสามพันล้านปีก่อน  สิ่งที่อาศัยอยู่ในถํ้าบนดาวอังคารจะต้องอยู่รอดด้วยแหล่งพลังงานอื่นที่ไม่ใช่แสงอาทิตย์  เช่นเดียวกับของเหลวที่ไหลย้อยเป็นทางยาวซึ่งบอสตันหลงใหล  นักวิทยาศาสตร์เรียกของเหลวไม่น่าพิสมัยเหล่านี้ว่า “สน็อตไทต์” (snottite)  มันดูเหมือนเมือก  แต่ที่จริงเป็นฟิล์มชีวภาพ (biofilm) หรือชุมชีวินของจุลชีพที่เกาะเกี่ยวกันอยู่ในก้อนเหนียวหนืด

บอสตันอธิบายว่า  “พวกมันทำปฏิกิริยาออกซิเดชันกับไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานเพียงหนึ่งเดียว  และสร้างเมือกนี้ขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการชีวิตค่ะ”

สน็อตไทต์เป็นเพียงชุมชีวินของจุลชีพหนึ่งในหลายชุมชีวินที่ดำรงอยู่ในถํ้าแห่งนั้น  บอสตันบอกว่า  ในนั้นมีอยู่ราว 12 ชุมชีวิน  “แต่ละชุมชีวินมีรูปร่างแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด  และใช้ระบบสารอาหารเฉพาะของตนเองทั้งสิ้น”

หนึ่งในชุมชีวินเหล่านี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษ  มัน ไม่ได้หยดหรือจับเป็นก้อน  แต่สร้างลวดลายบนผนังถํ้า แทน  ทั้งแบบจุด  แบบเส้น  และกระทั่งแบบตาข่าย นักชีววิทยาดาราศาสตร์เห็นพ้องที่จะเรียกรูปแบบเหล่านี้ว่า ไบโอเวอร์มิคิวเลชัน (biovermiculation)  หรือเรียกสั้น ๆ ว่า ไบโอเวิร์ม (bioverm)  มาจากคำ ว่า ”เวอร์มิคิวเลชัน„ (vermiculation)  ที่แปลว่าการเคลื่อนไหวคล้ายหนอน

ฟิล์มชีวภาพที่อัดแน่นไปด้วยจุลชีพซึ่งรู้จักกันในชื่อสน็อตไทต์  ย้อยลงมาจากผนังอันมืดมิดของถํ้ากวยบา เดบียาลุซในเม็กซิโก  จุลชีพเหล่านี้กินสารประกอบกำมะถันเป็นอาหาร  และถูกตัวริ้นที่อาศัยอยู่ในถํ้ากินเป็นอาหารอีกทอดหนึ่ง

ปรากฏว่าลวดลายแบบนี้ไม่ใช่มีแต่ที่เกิดจากจุลชีพบนผนังถํ้าเท่านั้น  “มันเกิดขึ้นได้หลากหลายขนาดเชียวครับ  โดยปกติจะเป็นในที่ซึ่งมีทรัพยากรจำกัด”  คีท ชูเบิร์ต อธิบาย  เขาเป็นวิศวกรจากมหาวิทยาลัยเบย์เลอร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบการสร้างภาพ  และมายังถํ้ากวยบาเดบียาลุซเพื่อติดตั้งกล้องสำหรับการเฝ้าสังเกตระยะยาวภายในถํ้า  ชูเบิร์ตเสริมว่า  หญ้าและต้นไม้ในภูมิภาคแห้งแล้งก็สร้างลวดลายไบโอเวิร์มได้เช่นกัน  แผ่นคราบแข็งหน้าดินในทะเลทรายก็ด้วย  เพราะในนั้นคือชุมชีวินของแบคทีเรีย  มอสส์  และไลเคนที่ปกคลุมผิวดินอยู่

ถ้าสมมุติฐานดังกล่าวเป็นจริง  นักวิทยาศาสตร์ที่เฝ้าศึกษาไบโอเวิร์มอาจค้นพบความรู้ที่สำคัญยิ่ง  เพราะจนถึงปัจจุบัน  เครื่องหมายแสดงชีวิตที่นักชีววิทยาดาราศาสตร์ต่างมองหาคือแก๊สต่างๆ อย่างออกซิเจน  ซึ่งสิ่งมีชีวิตบนโลกปล่อยออกมา  แต่ชีวิตที่สร้างลายเซ็นชีวภาพในรูปออกซิเจนอาจเป็นเพียงชีวิตรูปแบบเดียวจากหลายรูปแบบ

การศึกษาจุลชีพที่ชอบความสุดขั้วมีประโยชน์ก็จริง  แต่ทำได้เพียงให้เบาะแสใกล้ตัวถึงสิ่งที่เป็นปริศนานอกโลก ทว่าอีกไม่นานเราจะมีวิธีอื่นๆ ที่จะช่วยเติมส่วนที่ยังขาดอยู่ในสมการของเดรก

นักดาราศาสตร์  แฟรงก์  เดรก  ช่วยก่อตั้งวิชาชีววิทยาดาราศาสตร์ในช่วงทศวรรษ 1960  ด้วยการค้นหาการแพร่สัญญาณวิทยุจากอารยธรรมนอกโลก  ปัจจุบันด้วยวัย 84 ปี  เดรกมีเป้าหมายใหม่  นั่นคือการตรวจหาแสงวาบจากต่างดาว  “ทุกวันนี้เรารู้วิธีดำเนินงานโครงการเซติ [โครงการค้นหาสิ่งมีชีวิตที่ทรงภูมิปัญญานอกโลก] ดีกว่าเดิมมาก” เขาบอก  “ความท้าทายใหญ่หลวงที่สุดของเราคือการหาทุนสนับสนุนครับ”
ความสนใจเรื่องลายเซ็นชีวภาพและจุลชีพที่ชอบความสุดขั้วตั้งอยู่บนสมมุติฐานที่ว่า  ชีวิตบนโลกอื่นเป็นเหมือนชีวิตบนโลก  กล่าวคือ  สร้างจากโมเลกุลซับซ้อนที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงสร้าง  และใช้นํ้าเป็นตัวทำละลาย  เหตุผลหนึ่งคือ  ทางช้างเผือกมีคาร์บอนและนํ้าอยู่อย่างเหลือเฟือ  อีกเหตุผลหนึ่งคือ  เราไม่รู้ว่าจะหาชีวิตที่ไม่ใช้คาร์บอนได้อย่างไร  เพราะเราไม่รู้ว่าลายเซ็นชีวภาพที่มันทิ้งไว้ให้เห็นคืออะไร

“ถ้าจำกัดการค้นหาอยู่แค่นี้ เราอาจล้มเหลวครับ” แซสเซลอฟจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด  บอก  ทีมของแซสเซลอฟกำลังพิจารณาชีววิทยาทางเลือกที่อาจดำรงอยู่บนโลกอันไกลโพ้นอื่นๆ  เช่นที่อาจมีวัฏจักรกำมะถัน  แทนที่จะเป็นวัฏจักรคาร์บอนซึ่งเป็นชีววิทยาหลักของชีวิตบนโลก

เบื้องหลังงานวิจัยเหล่านี้คือโครงการที่เป็นต้นกำเนิดของชีววิทยาดาราศาสตร์เมื่อกว่าครึ่งศตวรรษมาแล้ว  ทุกวันนี้ แฟรงก์  เดรก ยังคงมองหาสัญญาณจากนอกโลก  การค้นพบสัญญาณดังกล่าวจะเป็นผลงานที่ยิ่งใหญ่กว่าอะไรทั้งหมด  แม้เดรกจะเดือดร้อนเพราะเงินสนับสนุนส่วนใหญ่ของโครงการเซติล้วนเหือดหายไป  แต่เขาก็ตื่นเต้นกับโครงการใหม่เอี่ยมโครงการหนึ่งที่พยายามตรวจหาแสงวาบจากอารยธรรมนอกโลก ”วิธีที่ฉลาดคือลองดูทุกทางครับ”  เขาบอกก่อนจะทิ้งท้ายว่า  “เพราะเราไม่เก่งนักในเรื่องการเดาว่า  มนุษย์ต่างดาวกำลังทำอะไรกันอยู่”

เรื่อง  ไมเคิล  ดี.  เลมอนิก
ภาพถ่าย  มาร์ก  ทีสเซน

เผยแพร่ครั้งแรกในนิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย เดือนกรกฎาคม 2557


อ่านเพิ่มเติม พบ เบสดีเอ็นเอ ทั้ง 5 ในอุกกาบาต ชีวิตตั้งต้นบนโลกอาจมาจากอวกาศ

เรื่องแนะนำ

นวัตกรรมใหม่ช่วยสัตว์ใต้ทะเลลึกขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างปลอดภัย

นวัตกรรมใหม่ช่วยสัตว์ใต้ทะเลลึกขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างปลอดภัย อุปกรณ์ชิ้นนี้เป็นผลงานการประดิษฐ์ของสถาบันวิทยาศาสตร์แคลิฟอร์เนียร่วมกับพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำมอนเทอเรย์เบย์ ซึ่งจะช่วยในการเก็บตัวอย่างสัตว์ใต้ทะเลลึกให้พวกมันขึ้นสู่ผิวน้ำได้อย่างปลอดภัย นวัตกรรมใหม่นี้เป็นท่อแรงดันที่มีชื่อสั้นๆ ว่า SubCAS เนื่องจากการที่บรรดาสัตว์น้ำใต้ทะเลลึกเหล่านี้อาศัยอยู่ที่ระดับความลึกมากกว่า 30 เมตร การเปลี่ยนแปลงความดันขณะขึ้นสู่ผิวน้ำเมื่อนักวิทยาศาสตร์เก็บพวกมันไปยังห้องปฏิบัติการอาจกลายเป็นเรื่องอันตรายต่ออวัยวะภายในได้ ดังนั้นหลักการทำงานของ SubCAS คือช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็ว ด้วยฟองอากาศที่ล้อมรอบกระบอกบรรจุตัวอย่าง เมื่อนักดำน้ำดำลงไปยังความลึกราว 55 เมตร พวกเขาจะนำกระบอกบรรจุตัวอย่างสอดเข้าไปในกระบอกที่ใหญ่กว่า และใส่ฟองอากาศเข้าไปให้อยู่ในช่องงว่างระหว่างสองกระบอก เพื่อสร้างห้องปรับความดันขึ้นมา ตัวอย่างสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกจะถูกบรรจุเข้าไปในกระบอกขนาดเล็ก เมื่อนักดำน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำ ฟองอากาศจะขยายและรักษาความดันภายในกระบอกไว้ และเมื่อนักดำน้ำดำถึงระดับความลึก 30 เมตรจากผิวน้ำ พวกเขาจะค่อยๆ ปล่อยฟองอากาศออกมา กระบวนการนี้ใช้เวลาราว 2 – 3 วัน ตัวอย่างที่ถูกจับมาได้จึงจะสามารถปรับตัวเข้ากับความดันใหม่ใกล้ผิวน้ำ   อ่านเพิ่มเติม ทำไมสัตว์น้ำใต้ทะเลลึกจึงมักมีสีดำ?

กลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major)

กลุ่มดาวหมีใหญ่ เรื่องเล่า ตำนาน และความจริงเกี่ยวกับกลุ่มดาวที่พบเห็นได้ง่ายที่สุด กลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) หรือที่คนไทยรู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวจระเข้” เป็นกลุ่มของดาวฤกษ์ที่พบเห็นได้ง่ายที่สุดในบรรดากลุ่มดาวสากล (Constellations) ทั้ง 88 กลุ่มของโลก เนื่องจากมีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่มดาวทางฝั่งซีกฟ้าเหนือและใหญ่เป็นลำดับที่ 3 ของกลุ่มดาวทั้งหมดในน่านฟ้าโลก กลุ่มดาวหมีใหญ่มีขนาดเป็นรองเพียงกลุ่มดาวงูไฮดรา (Hydra) และกลุ่มดาวหญิงพรหมจารี (Virgo) หรือกลุ่มดาวราศีกันย์ในฝั่งซีกฟ้าใต้ โดยครอบคลุมพื้นที่ราว 1,280 ตารางองศา หรือคิดเป็นร้อยละ 3.10 ของทรงกลมท้องฟ้า (Celestial sphere) ทั้งหมด นอกจากนี้ กลุ่มดาวหมีใหญ่ยังเป็นกลุ่มดาวที่สามารถพบเห็นได้ตลอดทั้งปี และจะปรากฏขึ้นชัดเจนที่สุดบนท้องฟ้าช่วงค่ำในฤดูใบไม้ผลิของทางฝั่งซีกโลกเหนือ ซึ่งผู้ที่อาศัยอยู่ทางฝั่งซีกโลกใต้มีโอกาสพบเห็นกลุ่มดาวหมีใหญ่ได้เช่นเดียวกัน แต่กลุ่มดาวที่ปรากฏอาจไม่ชัดเจน หรือโดดเด่นเท่ากับการมองจากฝั่งซีกโลกเหนือ อ่านเพิ่มเติม : การกำเนิดดาวสฤกษ์ในระบบสุริยะ  องค์ประกอบของกลุ่มดาวหมีใหญ่ กลุ่มดาวหมีใหญ่เป็นกลุ่มดาวที่มีชื่อเสียงและเป็นที่รู้จักอย่างมาก เนื่องจากดาวฤกษ์ที่สว่างจ้า 7 ดวง เรียงตัวกันเป็นรูปกระบวย หรือที่เรียกกันว่า ดาวกระบวยใหญ่ (Big Dipper) เป็นส่วนหนึ่งในองค์ประกอบของกลุ่มดาว โดยที่ดาวฤกษ์ทั้ง 7 ดวงนี้ ไม่ได้เป็น […]

ขยะอิเล็กทรอนิกส์ เศษซากจากความเจริญรุ่งเรือง

ขยะอิเล็กทรอนิกส์ (e-Waste) หรือซากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่าง ๆ ทั้งที่ใกล้หมดอายุการใช้งาน ล้าสมัย ในยุคที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้พัฒนาระบบการสื่อสาร และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้รุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้งมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นทุกปี ขยะอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Waste หรือ E-waste) คือ ผลิตภัณฑ์ในกลุ่มเครื่องใช้ไฟฟ้าและซากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่าง ๆ ทั้งที่ใกล้หมดอายุการใช้งาน ล้าสมัย และไม่เป็นที่ต้องการของเจ้าของอีกต่อไป ซึ่งกลายเป็นขยะถูกทิ้งหรือถูกส่งต่อไปยังสถานีรีไซเคิล ซาเล้ง หรือร้านรับซื้อของเก่า เพื่อนำไปคัดแยกชิ้นส่วนและกำจัดเศษซากของอุปกรณ์ที่เหลือ ในยุคที่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้พัฒนาระบบการสื่อสาร และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้รุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ได้ส่งผลกระทบโดยตรงต่อพฤติกรรมของกลุ่มผู้บริโภค โดยเฉพาะการเปลี่ยนถ่ายเครื่องใช้ไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งยิ่งกว่าที่เคย ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้งมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นทุกปี ขยะอิเล็กทรอนิกส์สามารถจำแนกออกเป็น 10 ประเภท ตามระเบียบ WEEE (Waste from Electronic and Electronic Equipment) ของสหภาพยุโรป ดังนี้ เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดใหญ่ภายในครัวเรือน เช่น ตู้เย็น เครื่องซักผ้า และเครื่องล้างจาน เป็นต้น เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กภายในครัวเรือน เช่น […]

สุนัขเปลี่ยนสีหน้าเมื่อมนุษย์ให้ความสนใจ

สีหน้าของสุนัขไม่ได้มีดีแค่ไว้สำหรับเป็นคลิปบันเทิงบนโลกออนไลน์ แต่มันยังเป็นข้อมูลสำคัญที่แสดงให้เห็นวิวัฒนาการของการเป็นสุนัขเลี้ยงอีกด้วย นักวิทยาศาสตร์ประเมินปฏิกิริยาที่แสดงออกผ่านสีหน้าของสุนัข เมื่อเผชิญกับมนุษย์และเมื่อมนุษย์หันหลังให้ พวกเขาพบว่าขณะที่สุนัขถูกมนุษย์จ้องมองพวกมันสามารถแสดงสีหน้าได้หลากหลายรูปแบบ ทั้งนี้สุนัขเป็นสัตว์ที่อยู่เคียงข้างกับมนุษย์มานาน มิตรภาพต่างสปีชีส์นี้มีอายุย้อนไปได้ถึง 30,000 ปีก่อน และสายสัมพันธ์อันดีระหว่างเราเป็นส่วนหนึ่งที่เราวิวัฒนาการร่วมกันมาเพื่อการสื่อสารที่ดีขึ้น   อ่านเพิ่มเติม : วิทยาศาสตร์ว่าด้วยความน่ารัก, ทดลองให้ปลาไหลไฟฟ้าช็อต เพื่อวิทยาศาสตร์