نظرية التبذر الشامل الموجهة
التبذر الموجه هو نوع من أنواع التبذر الذي ينطوي على النقل المتعمد للكائنات الدقيقة إلى الفضاء لاستخدامها كأنواع دخيلة على أجرام فلكية أخرى .
افترض شكلوفسكي وساغان (1966) وكريك وأورجل (1973) أن الحياة على الأرض ربما بُذرت عمدًا من قِبل حضارات أخرى. في المقابل، اقترح ماوتنر وماتلوف (1979) وماوتنر (1995، 1997) أن على البشرية أن تُلقّح أنظمة كوكبية أخرى، أو أقراصًا كوكبية أولية ، أو سحبًا مُشكِّلة للنجوم، بالكائنات الدقيقة . غالبًا ما تنبع دوافع نظرية التبذر الشامل الموجهة من أخلاقيات التنوع البيولوجي الشامل [ 1 ] ، وكحل أخير لاستراتيجية تخفيف المخاطر الوجودية [ 2 ] . مع ذلك، في الآونة الأخيرة، وُجِّهت انتقادات حادة لنظرية التبذر الشامل الموجهة من منظور التلوث والتدخل في الحياة الأصلية [ 3 ] ، ومخاوف تتعلق برفاهية الحيوانات البرية [ 4 ] ، وأخلاقيات الإنجاب [ 4 ]، مع التركيز بشكل خاص على المخاوف بشأن عدم إمكانية التراجع عنها في سياق عواقبها الأخلاقية غير المؤكدة [ 5 ] .
أصبح التبذر الشامل الموجه ممكناً بفضل التطورات في الأشرعة الشمسية ، وعلم الفلك الدقيق ، واكتشاف الكواكب الخارجية ، والكائنات المحبة للظروف القاسية ، والهندسة الوراثية الميكروبية .
التاريخ والدوافع
يعود أحد الأمثلة المبكرة لفكرة التبذر الموجه إلى عمل الخيال العلمي المبكر "آخر الرجال وأولهم" لأولاف ستابلدون ، والذي نُشر لأول مرة عام 1930. ويصف العمل بالتفصيل الطريقة التي يقوم بها آخر البشر، عند اكتشافهم أن النظام الشمسي سيُدمر قريبًا، بإرسال "بذور بشرية جديدة" مجهرية نحو مناطق الكون التي يُحتمل أن تكون صالحة للسكن . [ 6 ]
في عام 1966، تكهن شكلوفسكي وساغان بأن الحياة على الأرض ربما تكون قد نشأت من خلال التبذر الكوني الموجه بواسطة حضارات أخرى، [ 7 ] وفي عام 1973، ناقش كريك وأورجل هذا المفهوم أيضًا. [ 8 ] في الفيلم الوثائقي المثير للجدل " مطرودون: ممنوع الذكاء" (2008) من بطولة بن شتاين ، ذكر ريتشارد دوكينز التبذر الكوني الموجه كسيناريو محتمل، وأن العلماء قد يجدون أدلة عليه مخفية في الكيمياء الحيوية البشرية والبيولوجيا الجزيئية . [ 9 ] في المقابل، اقترح ماوتنر وماتلوف في عام 1979، ودرس ماوتنر بالتفصيل في عامي 1995 و1997، التكنولوجيا والدوافع لتأمين وتوسيع أشكال الحياة العضوية الجينية/البروتينية من خلال مهمات التبذر الكوني الموجه إلى أنظمة كوكبية أخرى، وأقراص كوكبية أولية ، وسحب تشكل النجوم. [ 10 ] [ 11 ] [ 1 ] [ 12 ] تشمل الجوانب التقنية الدفع بواسطة الأشرعة الشمسية، والتباطؤ بفعل ضغط الإشعاع أو الاحتكاك اللزج عند الهدف، والتقاط الكواكب للكائنات الدقيقة المستعمرة. ومن الاعتراضات المحتملة التداخل المحتمل مع الحياة المحلية في الأهداف، ولكن استهداف الأنظمة الكوكبية الفتية حيث لم تبدأ الحياة المحلية، وخاصة الحياة المتقدمة، بعد، يتجنب هذه المشكلة. [ 12 ]
قد يكون الدافع وراء نظرية التبذر الشامل الموجهة هو الرغبة في الحفاظ على الإرث الجيني المشترك لجميع أشكال الحياة على الأرض. وقد صيغ هذا الدافع في صورة أخلاقيات حيوية تُعلي من شأن أنماط الجينات/البروتينات المشتركة للتكاثر الذاتي، [ 13 ] وفي صورة أخلاقيات شاملة حيوية تهدف إلى ضمان الحياة وتوسيع نطاقها في الكون. [ 1 ] [ 12 ]
الاستراتيجيات والأهداف
قد يُوجَّه البحث الموجه عن التبذر الكوني نحو أنظمة كوكبية فتية قريبة، مثل فومالهوت (على بُعد 25 سنة ضوئية ) وبيتا بيكتوريس (على بُعد 63.4 سنة ضوئية)، وكلاهما يُظهر أقراص تراكمية وعلامات على وجود مذنبات وكواكب. ويمكن تحديد أهداف أكثر ملاءمة بواسطة تلسكوبات فضائية، مثل مهمة كيبلر ، التي ستحدد أنظمة نجمية قريبة تحتوي على أجرام فلكية صالحة للسكن . وبدلاً من ذلك، قد يُوجَّه البحث الموجه عن التبذر الكوني نحو سحب بين نجمية تتشكل فيها النجوم، مثل مُجمَّع سحابة رو أوفيوتشي (على بُعد 427 سنة ضوئية)، الذي يحتوي على عناقيد من نجوم جديدة صغيرة جدًا بحيث لا يُمكن أن تنشأ فيها حياة محلية (425 نجمًا فتيًا باعثًا للأشعة تحت الحمراء، يتراوح عمرها بين 100,000 ومليون سنة). تحتوي هذه السحب على مناطق ذات كثافات مختلفة (سحابة منتشرة < شظية مظلمة < نواة كثيفة < تكثف نجمي أولي < قرص تراكمي) [ 14 ] ، والتي يُمكنها التقاط كبسولات التبذر الكوني بأحجام مختلفة بشكل انتقائي.
يمكن استهداف الأجرام الفلكية الصالحة للسكن أو المناطق الصالحة للسكن حول النجوم القريبة بواسطة مهمات فضائية كبيرة (10 كجم) حيث تُجمع كبسولات ميكروبية وتُغطى بدروع واقية. عند الوصول، قد تنتشر الكبسولات الميكروبية الموجودة في الحمولة في المدار لتلتقطها الكواكب. بدلاً من ذلك، يمكن إرسال أسراب كبيرة من الكبسولات الميكروبية الصغيرة إلى الكواكب الصالحة للسكن، أو الأقراص الكوكبية الأولية ، أو مناطق ذات كثافة مختلفة في السحب بين النجوم. يوفر سرب الميكروبات حماية بسيطة ولكنه لا يتطلب دقة عالية في الاستهداف، خاصة عند استهداف السحب الكبيرة بين النجوم. [ 10 ]
الدفع والإطلاق
ينبغي أن تحمل مهمات التبذر الكوني كائنات دقيقة قادرة على النمو في بيئات جديدة. ويمكن إرسالها في كبسولات يتراوح وزنها بين 10 و100 كيلوغرام، وقطرها 60 ميكرومتر، مما يسمح لها بالدخول إلى الغلاف الجوي للكواكب المستهدفة دون تلف، وتحتوي كل كبسولة على 100,000 كائن دقيق متنوع، كل منها ملائم لبيئات مختلفة. وبالنسبة لكل من المهمات التي تحمل كتلًا كبيرة مجمعة، وأسراب الكبسولات الميكروبية، قد توفر الأشرعة الشمسية أبسط وسيلة دفع للعبور بين النجوم. [ 15 ] وستتجنب الأشرعة الكروية الحاجة إلى التحكم في التوجيه، سواء عند الإطلاق أو عند التباطؤ عند الوصول إلى الأهداف.
بالنسبة للمهام المحمية المجمعة إلى الأنظمة النجمية القريبة، تبدو الأشرعة الشمسية بسماكة 10⁻⁷ متر وكثافة سطحية 0.0001 كجم/م² خيارًا عمليًا، وستسمح نسب كتلة الشراع إلى الحمولة البالغة 10:1 بسرعات خروج قريبة من الحد الأقصى الممكن لمثل هذه الأشرعة. يمكن للأشرعة التي يبلغ نصف قطرها حوالي 540 مترًا ومساحتها 10⁶ م² أن تحمل حمولات وزنها 10 كجم بسرعات طيران بين النجوم تبلغ 0.0005 من سرعة الضوء (1.5 × 10⁻⁶) . تبلغ سرعته 5 أمتار في الثانية عند إطلاقه من وحدة فلكية واحدة. وبهذه السرعة، ستستغرق الرحلة إلى فم الحوت 50,000 سنة، وإلى سحابة رو أوبيوشوس 824,000 سنة.
عند الوصول إلى الأهداف، تتحلل الحمولة الميكروبية إلى 10 مليارات كبسولة، يبلغ قطر كل منها 30 ميكرومترًا، لزيادة احتمالية التقاطها. في استراتيجية السرب الموجهة إلى الأقراص الكوكبية الأولية والسحب بين النجوم، تُطلق كبسولات ميكروبية وزنها 4.2 × 10⁻⁶ كجم ، بنصف قطر 1 مم، من مسافة وحدة فلكية واحدة، باستخدام أشرعة وزنها 4.2 × 10⁻⁵ كجم ، بنصف قطر 0.37 متر ومساحة 0.42 متر مربع، لتحقيق سرعات طيران تبلغ 0.0005 من سرعة الضوء . عند الوصول إلى الهدف، تتحلل كل كبسولة إلى 4000 كبسولة دقيقة، وزن كل منها 10⁻¹⁰ كجم ، بنصف قطر 30 ميكرومترًا، مما يسمح بدخولها سليمة إلى الغلاف الجوي للكواكب. [ 16 ]
بالنسبة للمهام التي لا تواجه مناطق غازية كثيفة، مثل العبور بين النجوم إلى الكواكب الناضجة أو إلى المناطق الصالحة للسكن حول النجوم، يمكن إطلاق الكبسولات الدقيقة مباشرةً من مسافة وحدة فلكية واحدة باستخدام أشرعة وزنها 10⁻⁹ كجم ونصف قطرها 1.8 مم لتحقيق سرعات تصل إلى 0.0005 من سرعة الضوء، ثم يتم إبطاؤها بواسطة ضغط الإشعاع لالتقاطها عند الأهداف. يلزم توفير أعداد كبيرة من المركبات والحمولات ذات نصف القطر 1 مم و30 ميكرومتر لكل من المهام المجمعة والمهام الجماعية. ويمكن تصنيع هذه الكبسولات والأشرعة المصغرة للمهام الجماعية بكميات كبيرة بسهولة.
علم الفلك والتوجيه
ستُوجَّه مركبات اختبار نظرية التبذر الكوني نحو أهداف متحركة، ويجب التنبؤ بمواقعها عند وصولها. ويمكن حساب ذلك باستخدام حركاتها الذاتية المقاسة، ومسافاتها، وسرعات المركبات. ثم يسمح عدم اليقين في تحديد الموقع وحجم الهدف بتقدير احتمالية وصول مركبات اختبار التبذر الكوني إلى أهدافها.(م) الهدف عند وقت الوصول يُعطى بالمعادلة التالية، حيثهي دقة الحركة الذاتية للجسم المستهدف (ثانية قوسية/سنة)،يمثل d المسافة من الأرض (بالمتر) وهي سرعة المركبة (م / ث ) . [ 12 ]
نظراً لعدم اليقين بشأن الموقع، قد يتم إطلاق المركبات بشكل عشوائي في دائرة حول الموقع المتوقع للهدف. الاحتماليةلكي تصيب الكبسولة المنطقة المستهدفة بنصف قطر(م) يتم تحديده من خلال نسبة تشتت الهدف ومنطقة الهدف.
لتطبيق هذه المعادلات، يُتوقع تحقيق دقة قياس الحركة الذاتية للنجوم في علم الفلك، والتي تبلغ 0.00001 ثانية قوسية/سنة، وسرعة مركبة الشراع الشمسي التي تبلغ 0.0005 من سرعة الضوء (1.5 × 10⁵ متر / ثانية ) في غضون بضعة عقود . بالنسبة لنظام كوكبي مُختار، فإن المساحة قد يكون عرض المنطقة الصالحة للسكن ، بينما بالنسبة للسحب بين النجوم، قد يكون أحجام مناطق الكثافة المختلفة للسحابة.
التباطؤ والالتقاط
يمكن أن تتباطأ مهمات الأشرعة الشمسية إلى النجوم الشبيهة بالشمس بفعل ضغط الإشعاع في ديناميكيات عكسية للإطلاق. يجب توجيه الأشرعة بشكل صحيح عند الوصول، ولكن يمكن تجنب التحكم في التوجيه باستخدام أشرعة كروية. يجب أن تقترب المركبات من النجوم المستهدفة الشبيهة بالشمس على مسافات شعاعية مماثلة لمسافة الإطلاق، حوالي وحدة فلكية واحدة. بعد أن تستقر المركبات في المدار، يمكن تشتيت الكبسولات الميكروبية في حلقة تدور حول النجم، بعضها داخل منطقة الجذب الجاذبي للكواكب. ستتباطأ المهمات إلى أقراص التراكم للكواكب وإلى السحب النجمية بفعل السحب اللزجة بمعدلكما هو محدد بالمعادلة التالية، حيثهي السرعة،نصف قطر الكبسولة الكروية،هي كثافة الكبسولة وهي كثافة الوسط.
ستُلتقط مركبة تدخل السحابة بسرعة 0.0005 من سرعة الضوء (1.5 × 10⁵ م / ث ) عند تباطؤها إلى 2000 م / ث ، وهي السرعة النموذجية لحبيبات السحابة. يمكن تصميم أحجام الكبسولات بحيث تتوقف في مناطق ذات كثافات مختلفة داخل السحابة بين النجوم. تُظهر المحاكاة أن كبسولة نصف قطرها 35 ميكرومترًا ستُلتقط في لب كثيف، وكبسولة نصف قطرها 1 مليمتر في تكثف نجمي أولي داخل السحابة. أما بالنسبة للاقتراب من أقراص التراكم حول النجوم، فإن كبسولة بحجم مليمتر واحد تدخل سطح القرص الذي يبلغ سمكه 1000 كيلومتر بسرعة 0.0005 من سرعة الضوء ستُلتقط على بُعد 100 كيلومتر داخل القرص. لذلك، قد تكون الأجسام التي يبلغ حجمها 1 مم هي الأنسب لتكوين أقراص كوكبية أولية حول النجوم الجديدة وتكثفات النجوم الأولية في السحب بين النجوم. [ 12 ]
ستختلط كبسولات نظرية التبذر الكوني الملتقطة بالغبار. وسيصل جزء من الغبار وجزء متناسب من الكبسولات الملتقطة إلى الأجرام السماوية. وسيؤدي توزيع الحمولة في كبسولات دقيقة إلى زيادة احتمالية وصول بعضها إلى الأجرام الصالحة للسكن. يمكن للجسيمات التي يتراوح نصف قطرها بين 0.6 و60 ميكرومتر أن تبقى باردة بدرجة كافية للحفاظ على المادة العضوية أثناء دخولها الغلاف الجوي للكواكب أو الأقمار. [ 16 ] وبناءً على ذلك، يمكن توزيع كل كبسولة بحجم 1 مم ووزن 4.2 × 10⁻⁶ كجم ملتقطة في الوسط اللزج إلى 42000 كبسولة دقيقة بنصف قطر 30 ميكرومتر ، يزن كل منها 10⁻¹⁰ كجم ويحتوي على 100000 ميكروب. ولن تُقذف هذه الجسيمات من سحابة الغبار بفعل ضغط الإشعاع الصادر من النجم، وستبقى مختلطة بالغبار. [ 17 ] [ 18 ] سيتم التقاط جزء من الغبار، الذي يحتوي على الكبسولات الميكروبية المحتجزة، بواسطة الكواكب أو الأقمار، أو سيتم التقاطه في المذنبات ونقله لاحقًا إلى الكواكب. احتمال الالتقاط، يمكن تقدير ذلك من خلال عمليات مماثلة، مثل التقاط جزيئات الغبار بين الكواكب بواسطة الكواكب والأقمار في النظام الشمسي، حيث يتم جمع 10⁻⁵ من سحابة البروج التي تُحافظ عليها عملية تبخر المذنبات، وكذلك نسبة مماثلة من شظايا الكويكبات، بواسطة الأرض. [ 19 ] [ 20 ] احتمال التقاط كبسولة أُطلقت في البداية بواسطة كوكب (أو جرم سماوي)يتم تحديدها بالمعادلة أدناه، حيثوهي احتمالية وصول الكبسولة إلى قرص التراكم المستهدف أو منطقة السحابة، وما هو احتمال أسر كوكب من هذه المنطقة؟
الاحتماليةيعتمد ذلك على نسبة اختلاط الكبسولات بالغبار وعلى نسبة الغبار الذي يصل إلى الكواكب. ويمكن تقدير هذه المتغيرات عند التقاطها في أقراص التراكم الكوكبية أو في مناطق مختلفة من السحابة بين النجوم.
متطلبات الكتلة الحيوية
بعد تحديد تركيب النيازك المختارة ، أجرى علماء البيئة الفلكية تجارب مخبرية أشارت إلى أن العديد من الكائنات الدقيقة المستوطنة وبعض النباتات قد تحصل على معظم مغذياتها الكيميائية من مواد الكويكبات والمذنبات . [ 21 ] ومع ذلك، لاحظ العلماء أن الفوسفات (PO₄ ) والنترات ( NO₃ - N) يحدّان بشكل كبير من تغذية العديد من أشكال الحياة الأرضية. [ 21 ] ولنجاح المهمات، يجب إطلاق كمية كافية من الكتلة الحيوية والتقاطها لضمان فرصة معقولة لبدء الحياة على الجسم الفلكي المستهدف. ومن المتطلبات المتفائلة أن يلتقط الكوكب 100 كبسولة، تحتوي كل منها على 100,000 كائن دقيق، ليبلغ إجمالي عدد الكائنات الحية 10 ملايين كائن، بكتلة حيوية إجمالية قدرها 10⁻⁸ كيلوغرام .
تُحسب الكتلة الحيوية اللازمة لإطلاق مهمة ناجحة بالمعادلة التالية: كتلة الكتلة الحيوية (كجم) = 10⁻⁸ / P (الكوكب). باستخدام المعادلات السابقة لهدف P بسرعة عبور تبلغ 0.0005 c، والمسافات المعروفة إلى الأهداف، وكتل الغبار في مناطق الأهداف، يُمكن حساب الكتلة الحيوية اللازمة للإطلاق لضمان نجاح المهمة. بناءً على هذه المعطيات، يكفي غرام واحد فقط من الكتلة الحيوية (10¹² كائن حي دقيق ) لتكوين ألفا PsA، و4.5 غرام لتكوين بيتا بيكتوريس. يلزم إطلاق كمية أكبر من الكتلة الحيوية إلى مجمع سحابة رو أوفيوتشي ، وذلك أساسًا بسبب بُعده. يلزم إطلاق كتلة حيوية تُقارب 300 طن لتكوين تكثف نجمي أولي أو قرص تراكمي، بينما يكفي 200 كيلوغرام لتكوين جسم نجمي فتي في مجمع سحابة رو أوفيوتشي .
وبالتالي، طالما تم استيفاء النطاق الفيزيائي المطلوب للتحمل (مثل: درجة حرارة النمو، والحماية من الإشعاع الكوني، والغلاف الجوي، والجاذبية)، فإن الكائنات الحية القادرة على البقاء على الأرض يمكن أن تتغذى كيميائياً من المواد المائية الموجودة في الكويكبات والكواكب في هذا النظام الكوكبي وغيره. [ 21 ]
حمولة بيولوجية
تحتاج الكائنات الحية المُستَهلَكة إلى البقاء والتكاثر في البيئات المستهدفة، وتأسيس محيط حيوي قابل للحياة . قد تُطوِّر بعض فروع الحياة الجديدة كائنات ذكية تُساهم في توسيع نطاق الحياة في المجرة. قد تجد الكائنات الدقيقة المُرسِلة بيئات متنوعة، مما يتطلب كائنات دقيقة مُحِبّة للظروف القاسية ذات نطاق واسع من التحمّل، بما في ذلك الكائنات المُحِبّة للحرارة (درجات الحرارة العالية)، والمُحِبّة للبرودة (درجات الحرارة المنخفضة)، والمُحِبّة للحموضة (الحموضة العالية)، والمُحِبّة للملوحة (الملوحة العالية)، والكائنات قليلة التغذية (تركيز منخفض من المغذيات)، والمُحِبّة للجفاف (البيئات الجافة)، والكائنات المُقاومة للإشعاع (تحمّل عالٍ للإشعاع). قد تُنتج الهندسة الوراثية كائنات دقيقة مُحِبّة للظروف القاسية المتعددة ذات نطاقات تحمّل مختلفة. من المُحتمل أن تفتقر الأغلفة الجوية المستهدفة إلى الأكسجين، لذا ينبغي أن تشمل الكائنات المُستَهلَكة كائنات دقيقة لاهوائية . قد تُؤدِّي البكتيريا الزرقاء اللاهوائية المُستَهلَكة لاحقًا إلى تكوين الأكسجين الجوي اللازم للتطور المُتقدم ، كما حدث على الأرض. قد يتم توصيل الكائنات الحية الهوائية الموجودة في الحمولة البيولوجية إلى الأجرام الفلكية لاحقًا عندما تكون الظروف مناسبة، بواسطة المذنبات التي التقطت الكبسولات وحفظتها.
شكّل تطور الكائنات الحية الدقيقة حقيقية النواة عقبةً رئيسيةً أمام التطور الحضري على الأرض. ويمكن تجاوز هذه العقبة بإدراج هذه الكائنات ضمن الحمولة. وتُعدّ الكائنات متعددة الخلايا أكثر ملاءمةً، ولكن نظرًا لثقلها الكبير مقارنةً بالبكتيريا، فإنّ عدد الكائنات التي يمكن إرسالها سيكون أقل. وقد تكون الدببة المائية (التارديغرادا) مناسبةً، لكنها تُشبه المفصليات ، ما سيؤدي إلى ظهور الحشرات. ويمكن أن يُفضي التركيب الجسمي للروتيفرات إلى ظهور حيوانات أكثر تطورًا، إذا ما أمكن تطويرها لتتحمل السفر بين النجوم.
يمكن أن تُحمل الكائنات الدقيقة أو الكبسولات الموجودة في قرص التراكم مع الغبار إلى الكويكبات. خلال عملية التحول المائي، تحتوي الكويكبات على الماء والأملاح غير العضوية والمواد العضوية، وقد أظهرت تجارب علم البيئة الفلكية على النيازك أن الطحالب والبكتيريا والفطريات والنباتات يمكن أن تنمو في الكويكبات في هذه الأوساط. [ 22 ] يمكن للكائنات الدقيقة بعد ذلك أن تنتشر في السديم الشمسي المتراكم، وتُنقل إلى الكواكب في المذنبات والكويكبات. يمكن للكائنات الدقيقة أن تنمو على المغذيات الموجودة في المذنبات والكويكبات الحاملة في البيئات الكوكبية المائية، حتى تتكيف مع البيئات المحلية والمغذيات الموجودة على الكواكب. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
إشارة في الجينوم
اقترحت العديد من المنشورات منذ عام 1979 فكرة إمكانية إثبات أن التبذر الموجه هو أصل جميع أشكال الحياة على الأرض، وذلك في حال العثور على رسالة "بصمة" مميزة، زُرعت عمدًا في جينوم أو شفرة الكائنات الدقيقة الأولى بواسطة سلفنا المفترض. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] وفي عام 2013، ادعى فريق من الفيزيائيين أنهم عثروا على أنماط رياضية ودلالية في الشفرة الوراثية، يعتقدون أنها دليل على وجود هذه البصمة. [ 28 ] [ 29 ] إلا أن هذا الادعاء لم يُدعم بدراسات إضافية، ولم يحظَ بقبول واسع في الأوساط العلمية. ومن أبرز المنتقدين عالم الأحياء بي زد مايرز ، الذي كتب في مجلة Pharyngula :
للأسف، ما وصفوه بكل صراحة ليس إلا هراءً محضًا... فشلت أساليبهم في إدراك وجود ارتباط وظيفي معروف في الشفرة الوراثية؛ ولم يستبعدوا تطبيق القانون الطبيعي قبل التسرع في استنتاج وجود تصميم خاطئ... بالتأكيد لسنا بحاجة إلى اللجوء إلى نظرية التبذر الكوني. لا يوجد في الشفرة الوراثية ما يستلزم وجود تصميم، ولم يثبت المؤلفون خلاف ذلك. [ 30 ]
في مقال لاحق خضع لمراجعة الأقران، تناول المؤلفون تطبيق القانون الطبيعي في اختبار إحصائي شامل، وتوصلوا إلى نفس النتيجة التي توصلوا إليها في المقال السابق. [ 31 ] كما ناقشوا في أقسام خاصة المخاوف المنهجية التي أثارها بي زد مايرز وآخرون.
مهام مفاهيمية
من الجدير بالذكر أن مهمات دراسة التبذر الكوني يمكن إطلاقها باستخدام تقنيات حالية أو قريبة من المستقبل. ومع ذلك، قد تُستخدم تقنيات أكثر تطورًا عند توفرها. ويمكن تحسين الجوانب البيولوجية للتبذر الكوني الموجه من خلال الهندسة الوراثية لإنتاج كائنات دقيقة متعددة الخلايا قادرة على التكيف مع الظروف القاسية، وكائنات متعددة الخلايا، مناسبة لبيئات الأجرام السماوية المتنوعة. ومن شأن الكائنات حقيقية النوى متعددة الخلايا اللاهوائية القادرة على التكيف مع الظروف القاسية، والتي تتمتع بمقاومة عالية للإشعاع، والقادرة على تكوين نظام بيئي مستدام ذاتيًا مع البكتيريا الزرقاء ، أن تجمع بشكل مثالي بين الخصائص اللازمة للبقاء والتطور المتقدم.
بالنسبة للمهام المتقدمة، يمكن للمحركات الأيونية أو الأشرعة الشمسية التي تستخدم الدفع الشعاعي المُسرّع بواسطة الليزر الأرضي أن تحقق سرعات تصل إلى 0.01 من سرعة الضوء (3 × 10⁻⁶) . (بسرعة 6 م/ث). قد توفر الروبوتات نظام ملاحة أثناء الرحلة، وقد تتحكم في إعادة تنشيط الميكروبات المجمدة دوريًا أثناء النقل لإصلاح الأضرار الإشعاعية ، وقد تختار أيضًا الأهداف المناسبة. لا تزال طرق الدفع والروبوتات هذه قيد التطوير.
يمكن أيضًا زرع حمولات ميكروبية على المذنبات ذات المسار الزائدي المتجهة إلى الفضاء بين النجوم. تتبع هذه الاستراتيجية آليات التبذر الكوني الطبيعي بواسطة المذنبات، كما اقترح هويل وويكراماسينغ. [ 32 ] ستتجمد الكائنات الدقيقة داخل المذنبات عند درجات حرارة بين النجوم تبلغ بضعة كلفن، وستكون محمية من الإشعاع لدهور. من غير المرجح أن يتم أسر مذنب مقذوف في نظام كوكبي آخر، ولكن يمكن زيادة الاحتمالية بالسماح للميكروبات بالتكاثر أثناء اقترابها من الشمس في نقطة الحضيض الدافئة ، ثم تفتيت المذنب. سينتج عن مذنب نصف قطره 1 كم 4.2 × 10باستخدام 12 شظية مُلقّحة، وزن كل منها كيلوغرام واحد، وتدوير المذنب، سيتم قذف هذه الأجسام الجليدية المحمية في اتجاهات عشوائية داخل المجرة. هذا يزيد احتمالية التقاطها في نظام كوكبي آخر بمقدار تريليون ضعف، مقارنةً بنقلها بواسطة مذنب واحد. [ 10 ] [ 1 ] [ 12 ] يُعدّ هذا النوع من التلاعب بالمذنبات احتمالًا نظريًا طويل الأمد.
اقترح الفيزيائي الألماني كلاوديوس غروس إمكانية استخدام التقنية التي طورتها مبادرة " بريكثرو ستار شوت" في خطوة ثانية لإنشاء محيط حيوي من الكائنات وحيدة الخلية على أجرام سماوية صالحة للسكن بشكل مؤقت فقط . [ 33 ] يهدف مشروع "جينيسيس" إلى تسريع التطور إلى مرحلة تُعادل العصر ما قبل الكمبري على الأرض. [ 34 ] يرى غروس أن مشروع "جينيسيس" قابل للتحقيق في غضون 50 إلى 100 عام، [ 35 ] [ 36 ] باستخدام مجسات منخفضة الكتلة مزودة بمختبر جيني مصغر لتخليق الكائنات الدقيقة في الموقع . [ 37 ] يوسع مشروع "جينيسيس" مفهوم التبذر الشامل الموجه ليشمل الحياة حقيقية النواة ، مُشيرًا إلى أن الحياة المعقدة نادرة على الأرجح، [ 38 ] وليست الحياة البكتيرية. في عام 2020، كتب الفيزيائي النظري آفي لوب عن طابعة ثلاثية الأبعاد مماثلة يمكنها إنتاج بذور الحياة في مجلة ساينتفك أمريكان . [ 39 ]
تحفيز
تهدف نظرية التبذر الشامل الموجهة إلى ضمان وتوسيع نطاق عائلة الحياة العضوية القائمة على الجينات/البروتينات. وقد يكون الدافع وراءها الرغبة في الحفاظ على التراث الجيني المشترك لجميع أشكال الحياة على الأرض. وقد صيغ هذا الدافع في صورة أخلاقيات حيوية، تُعلي من شأن أنماط الجينات/البروتينات المشتركة في الحياة العضوية، [ 13 ] وفي صورة أخلاقيات شاملة حيوية تهدف إلى ضمان وتوسيع نطاق الحياة في الكون. [ 1 ] [ 12 ]
يُظهر علم الأحياء الجزيئي أنماطًا معقدة مشتركة بين جميع أشكال الحياة الخلوية، وشفرة وراثية مشتركة ، وآلية مشتركة لترجمتها إلى بروتينات ، والتي بدورها تُساعد على إعادة إنتاج شفرة الحمض النووي. كما تشترك جميع الكائنات الحية في الآليات الأساسية لاستخدام الطاقة ونقل المواد. تُشكل هذه الأنماط والعمليات ذاتية التكاثر جوهر الحياة العضوية القائمة على الجينات والبروتينات. تتميز الحياة بتفردها بسبب هذا التعقيد، وبسبب التوافق الدقيق لقوانين الفيزياء التي تسمح بوجودها. ومن السمات الفريدة للحياة أيضًا سعيها إلى التكاثر الذاتي، مما يُشير إلى غاية إنسانية تتمثل في ضمان الحياة وتوسيع نطاقها. يُمكن تحقيق هذه الأهداف على أفضل وجه في الفضاء، مما يُوحي بأخلاقيات شاملة للحياة تهدف إلى ضمان هذا المستقبل. [ 10 ] [ 1 ] [ 12 ] [ 13 ]
الاعتراضات والحجج المضادة
قد يؤثر التبذر الكوني الموجه على الحياة المحلية في المناطق المستهدفة. [ 40 ] قد تتفوق الكائنات الدقيقة المستعمرة على الحياة المحلية في التنافس على الموارد، أو قد تصيبها وتضر بها. مع ذلك، يمكن تقليل هذا الاحتمال باستهداف الأنظمة الكوكبية حديثة التكوين، وأقراص التراكم، وسحب تكوين النجوم، حيث لم تظهر الحياة المحلية، وخاصة الحياة المتقدمة، بعد. إذا وُجدت حياة محلية مختلفة جوهريًا، فقد لا تُلحق بها الكائنات الدقيقة المستعمرة ضررًا. وإذا وُجدت حياة عضوية جينية/بروتينية محلية، فقد تتبادل الجينات مع الكائنات الدقيقة المستعمرة، مما يزيد التنوع البيولوجي للمجرة .
ثمة اعتراض آخر يتمثل في ضرورة الحفاظ على الفضاء نقيًا للدراسات العلمية، وهو ما يُعدّ سببًا للحجر الكوكبي. مع ذلك، قد لا تصل عملية التبذر الكوني الموجّهة إلا إلى عدد قليل، بضع مئات على الأكثر، من النجوم الجديدة، تاركةً مئة مليار نجم نقيًا للحياة المحلية وللبحث العلمي. ومن الاعتراضات التقنية عدم اليقين بشأن بقاء الكائنات الناقلة خلال رحلاتها الطويلة بين النجوم. لذا، ثمة حاجة إلى إجراء أبحاث باستخدام المحاكاة، وتطوير كائنات قادرة على الاستيطان في الفضاء للإجابة عن هذه التساؤلات.
ثمة حجة ثالثة ضد الانخراط في نظرية التبذر الشامل الموجهة، تنبع من الاعتقاد بأن الحيوانات البرية - في المتوسط - لا تملك حياة تستحق العيش، وبالتالي فإن نشر الحياة سيكون خطأً أخلاقياً . ويؤيد يو-كوانغ نغ هذا الرأي. [ 41 ] وخلافاً للاعتراضين السابقين، اللذين يمكن التقليل من شأنهما بالاهتمام بالتفاصيل، لا توجد حالياً طريقة معروفة للتأثير عن بُعد على كيفية سير التطور في عالم مُزهر بالحياة. ويجادل أوبراين بأن المعاناة الكبيرة بين الحيوانات البرية على هذا الكوكب ربما تكون نتيجة لطريقة عمل التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي، وأن العمليات التطورية من المرجح بالتالي أن تؤدي، مع مرور الوقت، إلى معاناة مماثلة أينما تطورت الحياة. [ 42 ] يناقش سيفولا جميع جوانب القضية ويخلص إلى أن "... خطر التعرض للاعتراض يشكل مشكلة أخلاقية خطيرة - فقد يكون زرع الكواكب أمرًا جيدًا للغاية أو قد يكون كارثة أخلاقية - وذلك بحسب النظرية الأخلاقية للفرد. إلى أن نتوصل إلى حل مُرضٍ لهذه المعضلة، ينبغي للبشرية الامتناع عن أي أعمال تتعلق بالحفاظ على الكون." [ 3 ] إضافةً إلى ذلك، لا يوجد ما يضمن ألا تعاني المحيطات الحيوية التي ستُنشأ في المستقبل أكثر مما عانت منه الحياة على الأرض.
في الثقافة الشعبية
يُشكّل اكتشاف جهد قديم مُوجّه لنظرية التبذر الكوني المحور الرئيسي لحلقة " المطاردة " من مسلسل "ستار تريك: الجيل التالي " عام 1993. في هذه الحلقة، يُكلّف الكابتن بيكارد بإتمام البحث قبل الأخير في مسيرة أستاذه الراحل في علم الآثار، جالين، الذي اكتشف أن أجزاء الحمض النووي المُدمجة في المادة الوراثية البدائية لتسعة عشر عالماً يُمكن إعادة ترتيبها لتكوين خوارزمية حاسوبية . وسط منافسة (وتعاون مُتردد لاحقاً) من بعثات الكارداسيين والكلينغون والرومولان التي تستكشف أيضاً أدلة بحث جالين، يكتشف طاقم سفينة "إنتربرايز" أن عرقاً فضائياً سلفياً قد زرع بالفعل، قبل أربعة مليارات سنة ، مادة وراثية عبر العديد من الأنظمة النجمية، موجهاً بذلك تطور العديد من الأنواع الشبيهة بالبشر.
كما تم تضمين شكل من أشكال نظرية التبذر الموجه في حبكة مسلسل الأنمي " نيون جينيسيس إيفانجيليون" [ 43 ] وفيلم الخيال العلمي "بروميثيوس" للمخرج ريدلي سكوت عام 2012. [ 44 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 4 5 6 ماوتنر، مايكل ن. (1995). "التبذر الموجه. 2. التطورات التكنولوجية نحو زرع أنظمة شمسية أخرى، وأسس أخلاقيات التبني الشامل". مجلة الجمعية البريطانية بين الكواكب . 48 : 435-440 .
- ↑ سليتور، روي؛ سميث، نيال (2017). "التبذر الموجه: منظور القرن الحادي والعشرين" . التقدم العلمي . 100 (2): 187-193 . doi : 10.3184/003685017X14901006155062 . PMC 10365200 .
- 1 2 3 سيفولا، أوسكاري (2022). "الأهمية الكونية للتبذر الموجه: هل ينبغي للبشرية نشر الحياة إلى أنظمة شمسية أخرى؟" . يوتيليتاس . 34 (2): 178-194 . doi : 10.1017/S095382082100042X .
- 1 2 أوبراين، غاري ديفيد (2021). "التبذر الموجه، ومعاناة الحيوانات البرية، وأخلاقيات خلق العالم" . مجلة الفلسفة التطبيقية . 39 (1): 87-102 . doi : 10.1111/japp.12538 .
- ↑ سوريل، آشر؛ ساندبرغ، أندرس (2025-07-01). "التلقيح أم عدم التلقيح: تقدير القيمة الأخلاقية لنظرية التبذر الشامل الموجهة" . مجلة أكتا أسترونوتيكا . 232 : 397-404 . doi : 10.1016/j.actaastro.2025.03.025 . ISSN 0094-5765 .
- ↑ ستابلدون، أولاف (2008). الرجال الأخيرون والرجال الأوائل (طبعة كاملة معاد نشرها). مينولا، نيويورك: منشورات دوفر. ص 238. ISBN 978-0486466828.
- ^ شكلوفسكي، إ.س. ساجان، سي. (1966). الحياة الذكية في الكون . نيويورك: ديل. رقم ISBN 978-1892803023.
- ↑ كريك، إف إتش؛ أورجل، إل إي (1973). "التبذر الموجه". إيكاروس . 19 (3): 341-346 . Bibcode : 1973Icar...19..341C . doi : 10.1016/0019-1035(73)90110-3 .
- ↑ بيلي، رونالد (15 يوليو 2008). "هجوم خالقي حبار الفضاء الأرجواني فائق الذكاء" . ريزون . مؤسسة ريزون .
- 1 2 3 4 ماوتنر، مايكل ن. (2000). زرع الحياة في الكون: تأمين مستقبلنا الكوني . واشنطن العاصمة: ليجاسي بوكس. ISBN 978-0476003309.
- ↑ ماوتنر، م .؛ ماتلوف، ج. ل. (1979). "تقييم تقني وأخلاقي لتلقيح الأنظمة الشمسية القريبة" (ملف PDF) . مجلة الجمعية البريطانية بين الكواكب . 32 : 419-423 .
- 1 2 3 4 5 6 7 8 ماوتنر، مايكل ن. (1997). "التبذر الموجه. 3. استراتيجيات ودوافع زرع السحب المُشكِّلة للنجوم" (ملف PDF) . مجلة الجمعية البريطانية لعلم الكواكب . 50 : 93-102 . رمز Bibcode : 1997JBIS...50...93M .
- 1 2 3 ماوتنر، مايكل ن. ( 2009). "الأخلاقيات المتمحورة حول الحياة ومستقبل الإنسان في الفضاء" (ملف PDF) . الأخلاقيات الحيوية . 23 (8): 433-440 . doi : 10.1111/j.1467-8519.2008.00688.x . PMID 19077128. S2CID 25203457 .
- ↑ ميزجر، بي جي (1994). بي إف بيرك؛ جيه إتش راهي؛ إي إي روتجر (محررون). "البحث عن النجوم الأولية باستخدام انبعاثات الغبار المليمترية/دون المليمترية كمتتبع". الأنظمة الكوكبية: التكوين والتطور والكشف . 212 ( 1-2 ): 208-220 . Bibcode : 1994Ap & SS.212..197M . doi : 10.1007/BF00984524 . S2CID 189854999 .
- ↑ فولبيتي، جي.؛ جونسون، إل.؛ ماتلوف، جي إل (2008). الأشرعة الشمسية : نهج جديد للرحلات بين الكواكب . نيويورك: سبرينغر. ISBN 978-0-387-34404-1.
- 1 2 أندرس، إي. (1989). "المادة العضوية ما قبل الحيوية من المذنبات والكويكبات". مجلة نيتشر . 342 (6247): 255-257 . Bibcode : 1989Natur.342..255A . doi : 10.1038/342255a0 . PMID 11536617. S2CID 4242121 .
- ↑ موريسون، د. (1977). "أحجام وبياض الكويكبات الكبيرة". المذنبات والكويكبات والنيازك: العلاقات المتبادلة والتطور والأصول، تحرير أ. هـ. ديلسيم، مطبعة جامعة توليدو : 177-183 . Bibcode : 1977cami.coll..177M .
- ↑ سيكانينا، ز. (1977). "تيارات الشهب قيد التكوين". المذنبات والكويكبات والنيازك: العلاقات المتبادلة والتطور والأصول، تحرير أ. هـ. ديلسيم، مطبعة جامعة توليدو : 159-169 . Bibcode : 1977cami.coll..159S .
- ↑ ويذرل، جي دبليو (1977). "تفتت الكويكبات ووصول شظاياها إلى الأرض". المذنبات والكويكبات والنيازك: العلاقات المتبادلة والتطور والأصول، تحرير إيه إتش ديلسيم، مطبعة جامعة توليدو : 283-291 . رمز Bibcode : 1977cami.coll..283W .
- ↑Kyte, F. T.; Wasson, J. T. (1989). "Accretion rate of exraterrestrial matter: Iridium deposited 33 to 67 million years ago". Science. 232 (4755): 1225–1229. Bibcode:1986Sci...232.1225K. doi:10.1126/science.232.4755.1225. PMID 17810743. S2CID 40998130.
- 1234Mautner, Michael N. (2002). "Planetary bioresources and astroecology. 1. Planetary microcosm bioessays of Martian and meteorite materials: soluble electrolytes, nutrients, and algal and plant responses"(PDF). Icarus. 158 (1): 72–86. Bibcode:2002Icar..158...72M. doi:10.1006/icar.2002.6841.
- 12Mautner, Michael N. (2002). "Planetary resources and astroecology. Planetary microcosm models of asteroid and meteorite interiors: electrolyte solutions and microbial growth. Implications for space populations and panspermia"(PDF). Astrobiology. 2 (1): 59–76. Bibcode:2002AsBio...2...59M. doi:10.1089/153110702753621349. PMID 12449855.
- ↑Olsson-Francis, Karen; Cockell, Charles S. (2010). "Use of cyanobacteria for in-situ resource use in space applications". Planetary and Space Science. 58 (10): 1279–1285. Bibcode:2010P&SS...58.1279O. doi:10.1016/j.pss.2010.05.005.
- ↑G. Marx (1979). "Message through time". Acta Astronautica. 6 (1–2): 221–225. Bibcode:1979AcAau...6..221M. doi:10.1016/0094-5765(79)90158-9.
- ↑H. Yokoo, T. Oshima (1979). "Is bacteriophage φX174 DNA a message from an extraterrestrial intelligence?". Icarus. 38 (1): 148–153. Bibcode:1979Icar...38..148Y. doi:10.1016/0019-1035(79)90094-0.
- ↑ أوفرباي، دينيس (26 يونيو 2007). "الحمض النووي البشري، المكان الأمثل للرسائل السرية (هل يوجد بعضها الآن؟)" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أكتوبر 2014 .
- ↑ ديفيز، بول سي دبليو (2010). الصمت المريب: تجديد بحثنا عن ذكاء فضائي . بوسطن، ماساتشوستس: هوتون ميفلين هاركورت. ISBN 978-0-547-13324-9.
- ↑ في. آي. شيرباك، م. أ. ماكوكوف (2013). "إشارة "الدهشة!" في الشفرة الوراثية الأرضية". إيكاروس . 224 (1): 228-242 . arXiv : 1303.6739 . Bibcode : 2013Icar..224..228S . doi : 10.1016/j.icarus.2013.02.017 . S2CID 16507813 .
- ↑ ماكوكوف، م. أ.، وشيرباك، ف. إ. (2014). "أخلاقيات الفضاء لاختبار نظرية التبذر الموجه". علوم الحياة في أبحاث الفضاء . 3 : 10-17 . arXiv : 1407.5618 . Bibcode : 2014LSSR....3...10M . doi : 10.1016/j.lssr.2014.07.003 . S2CID 85022083 .
- ↑ مايرز، بي زد (15 مارس 2013). "الشفرة الوراثية ليست مرادفًا لشفرة الكتاب المقدس" . Freethoughtblogs.com . Pharyngula . تاريخ الاسترجاع: 16 أبريل 2017 .
- ↑ ماكوكوف، م.أ.؛ شيرباك، ف.إ. (2017). "البحث عن ذكاء خارج الأرض في الكائنات الحية: اختبار فرضية نحن هم". المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي . 17 (2): 127. arXiv : 1707.03382 . Bibcode : 2018IJAsB..17..127M . doi : 10.1017/S1473550417000210 . S2CID 44826721 .
- ↑ هويل، ف.؛ ويكراماسينغ، س. (1978). سحابة الحياة: أصل الحياة في الكون . لندن: جي إم دينت وأولاده. Bibcode : 1978lolu.book.....H .
- ↑ غروس، كلاوديوس (2016). "تطوير النظم البيئية على الكواكب الصالحة للسكن بشكل مؤقت: مشروع التكوين" . الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء . 361 (10): 324. arXiv : 1608.06087 . Bibcode : 2016Ap & SS.361..324G . doi : 10.1007/s10509-016-2911-0 . ISSN 0004-640X .
- ↑ ويليامز، مات (21 يناير 2019). "زرع الحياة في مجرة درب التبانة باستخدام "مهمات التكوين"" . Phys.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-01-2019 .
- ↑ بودي، جيسيكا (2016). "سؤال وجواب: هل ينبغي لنا زرع الحياة على عوالم غريبة؟". مجلة ساينس . doi : 10.1126/science.aah7285 . ISSN 0036-8075 .
- ↑ غروس، كلاوديوس (يناير 2019). "لماذا تختلف حماية الكواكب عن حماية الكواكب الخارجية: حالة مهمات جينيسيس طويلة الأمد إلى كواكب الأكسجين القزمة الحمراء الصالحة للسكن ولكنها عقيمة". مجلة أكتا أسترونوتيكا . 157 : 263-267 . arXiv : 1901.02286 . Bibcode : 2019AcAau.157..263G . doi : 10.1016/j.actaastro.2019.01.005 . S2CID 57721174 .
- ↑ كالاواي، إيوين (2016). ""الخلية "البسيطة" ترفع مستوى المنافسة في سباق تسخير الحياة الاصطناعية" . مجلة نيتشر . 531 (7596): 557-558 . Bibcode : 2016Natur.531..557C . doi : 10.1038/531557a . ISSN 0028-0836 . PMID 27029256 .
- ↑ "هل توجد حياة معقدة في مكان آخر من الكون؟" . مجلة علم الأحياء الفلكي . 15 يوليو 2002. مؤرشف من الأصل في 9 يونيو 2021.
- ↑ لوب، آفي (29 نوفمبر 2020). "سفينة نوح الفضائية" . مجلة ساينتفك أمريكان . مؤرشف من الأصل في 29 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2021 .
- ↑ كاجار، بتول (2020-11-20). "إذا كنا وحدنا في الكون، فهل ينبغي علينا فعل أي شيء حيال ذلك؟" . مجلة إيون . تاريخ الاسترجاع: 2020-12-11 .
- ↑ نغ، ي. (1995). "نحو بيولوجيا الرفاه: الاقتصاد التطوري لوعي الحيوان ومعاناته" (ملف PDF) . علم الأحياء والفلسفة . 10 (3): 255-285 . doi : 10.1007/bf00852469 . S2CID 59407458 .
- ↑ أوبراين، غاري ديفيد. (2021). "التبذر الموجه، ومعاناة الحيوانات البرية، وأخلاقيات خلق العالم" . مجلة الفلسفة التطبيقية . 39 (1): 87-102 . doi : 10.1111/japp.12538 . S2CID 237774241 .
- ↑ رايهيرت، كونستانتين (2018). اللاهوت ما بعد الحداثي لإنجيل التكوين الجديد كنقد .
- ↑ يارلاغادا، تارا (20 مايو 2022). "أكثر أفلام الخيال العلمي إثارةً للجدل حول الكائنات الفضائية على أمازون برايم يستكشف نظرية غامضة حول أصل الحياة" . إنفرس .
- نظرية التبذر الكوني
- علم الأحياء الفلكي
