تظهر نتيجة جديدة باستخدام النيازك كموضوع بحثي أن الجزيئات العضوية النموذجية المشتقة من الحيوانات والنباتات لها ظاهرة "التوازن اللولبي" في النيازك. وقد يكون السبب مرتبطًا بالتلوث الناتج عن حرق النفط في الغلاف الجوي للأرض. لا يوفر هذا الاكتشاف غير المتوقع أساسًا مهمًا للمعايرة لمهمة الكشف عن الحياة على المريخ القادمة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) فحسب، بل قد يغير أيضًا المسار الفني للمجتمع العلمي للبحث عن الحياة القديمة على المريخ.
من المعتقد على نطاق واسع أن المريخ قبل مليارات السنين كان مختلفًا تمامًا عما هو عليه اليوم: فقد كان أكثر دفئًا ورطوبة، وكان غلافه الجوي أكثر سمكًا، ومياه متدفقة على السطح، وظروف ربما دعمت الحياة الميكروبية البسيطة. حتى الآن، اكتشفت العديد من مركبات المريخ الأمريكية جزيئات عضوية في صخور المريخ. ومع ذلك، قد تنشأ هذه المركبات العضوية من أنشطة الحياة أو يمكن أن تتولد بشكل طبيعي عن طريق عمليات كيميائية غير حية. ولذلك، لا يوجد دليل مباشر على وجود الحياة على المريخ.
وفي عام 2025، قام العلماء بتصوير بقع داكنة صغيرة على صخرة في حفرة جيزيرو على المريخ. شكلها يشبه "بقع النمر" وقد يكون لها خصائص عضوية أو ميكروبية. وقام الباحثون على الفور بجمع العينات وخططوا للعودة إلى الأرض لإجراء تحليل متعمق للتأكد مما إذا كانت هناك آثار للحياة القديمة فيها. ومع ذلك، بسبب مشكلات التمويل، قامت ناسا بإزالة مهمة إعادة عينة المريخ من تخطيطها المقرر في يونيو 2026، تاركة مصير هذه العينة التي يحتمل أن تكون حرجة دون حل مؤقتًا.
في المقابل، اتخذ برنامج "إكسومارس" الذي تقوده وكالة الفضاء الأوروبية مسارا آخر. ومن المتوقع أن تصل المركبة الجوالة "روزاليند فرانكلين" المخطط لها عام 2030 إلى منطقة أوكسيا بلانوم الغنية بالطين بالقرب من خط استواء المريخ، حيث يعتقد أن المياه المتدفقة كانت موجودة منذ فترة طويلة. إحدى المهام المهمة لمركبة المريخ هي استخدام المحلل الجزيئي العضوي المريخي (MOMA) الموجود على متنها للبحث عن الجزيئات العضوية التي قد تشير إلى الحياة القديمة في العينات الأساسية المحفورة تحت الأرض.
قام فريق مشترك مكون من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي في ألمانيا، وجامعة غوتنغن، وجامعة نيس كوت دازور في فرنسا مؤخرًا باختبار وتحسين طريقة قياس MOMA من خلال تحليل النيازك المريخية. يتكون MOMA من مزيج من التحليل اللوني للغاز وقياس الطيف الكتلي وفرن تسخين صغير ونظام إثارة بالليزر. ويمكنه فصل وتحديد المركبات المتطايرة الصادرة عن طريق التسخين بعد حفر عينات الصخور على مركبة المريخ.
إن توصيف الحياة على المريخ ليس بالمهمة السهلة. يحتاج العلماء إلى التمييز بين ما إذا كانت الجزيئات العضوية القديمة قد تم إنتاجها بواسطة كائنات حية كانت موجودة من قبل أو ما إذا كانت نشأت من عمليات كيميائية طبيعية بحتة. ولتحقيق هذه الغاية، وجه فريق البحث اهتمامه إلى اثنين من الهيدروكربونات المستقرة - البريستان (C19H40) والفيتان (C20H42). على الأرض، يتم اشتقاق هذين الجزيئين على نطاق واسع من الكائنات الحية ويوجدان عادة في النفط. وتعتبر بمثابة "بصمات" جزيئية كلاسيكية للكشف عن الأنشطة البيولوجية القديمة.
"إذا كانت الحياة موجودة على المريخ، فمن المحتمل أن تكون جزيئات مثل بالمان والفيتان قد تم الحفاظ عليها حتى يومنا هذا كمؤشرات حيوية جزيئية رئيسية." وقال غيوم ليسينيور، أحد المؤلفين الأوائل للورقة البحثية والعالم في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي. والأهم من ذلك، أن هذا النوع من الجزيء له خصائص "كيرالية"، أي أن هناك تكوينين (متصاوغات ضوئية) هما صورتان متطابقتان لبعضهما البعض، تشبه العلاقة بين اليد اليسرى واليمنى - العناصر الهيكلية هي نفسها ولكن الترتيب المكاني مختلف.
يشير المتعاون أوفي مايرهنريش من جامعة كوت دازور إلى أن اللامركزية هي أداة قيمة بشكل خاص في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. في الأنظمة البيولوجية، عادة ما توجد الجزيئات اللامركزية بشكل حصري تقريبًا في أحد "الأشكال اللامركزية"، والتي يتم تحديدها عن طريق التكاثر البيولوجي وآليات التمثيل الغذائي؛ إذا تمت ملاحظة جزيء معين في عينة ذات انحياز انحياز فردي واضح، فمن المحتمل أن يكون مرتبطًا بالعمليات الحياتية. في المقابل، إذا تم إنتاج الجزيء بواسطة عملية غير كيميائية حيوية، فغالبًا ما تتعايش صورته المرآتية بنسب متساوية تقريبًا، وهو ما يسمى بالراسيمي.
يستخدم MOMA الموجود على المركبة الجوالة Rosalind Franklin Mars الفصل اللولبي لتحديد ما إذا كانت هذه الجزيئات لها آثار حياة. تم تجهيز الجزء اللوني للغاز بالجهاز بأنابيب شعرية مغلفة خصيصًا. عندما يمر الغاز المنبعث بعد تسخين العينة عبر هذه الأنابيب الشعرية، تتفاعل التكوينات اللولبية المختلفة مع الطلاء بدرجات مختلفة، وبالتالي تمر عبر الأنبوب بسرعات مختلفة قليلاً، مما يحقق فصل وتمايز المتقابلات الضوئية.
في أحدث التجارب، استخدم الباحثون نسخة طبق الأصل من الشعيرات الدموية MOMA لفصل الأشكال اللولبية المختلفة من البالميتان والفيتان بنجاح لأول مرة. نظرًا لأن الخواص الكيميائية لهذين الجزيئين مستقرة تمامًا ويصعب تحللها أو تحويلها، فإن فصل تكويناتها اللولبية في عينات معقدة يتطلب حساسية عالية للغاية للأدوات وظروف قياس دقيقة. "إن فصل مضادات البالميتان والفيتان يفرض متطلبات عالية على أداء الأجهزة، وتظهر تجاربنا أن MOMA قادر على القيام بهذه المهمة." قالت فاطمة يسيل ساهان، عضو فريق MOMA في معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي.
ومن أجل محاكاة عينات الصخور المريخية، اختار الفريق نيزك مورشيسون الشهير كموضوع للبحث. سقط هذا النيزك الكوندريت الكربوني في أستراليا عام 1969 وتكسر إلى أجزاء متعددة. يُعتقد أنه يحافظ على مواد "بدائية" للغاية من النظام الشمسي المبكر ويحتوي أيضًا على مجموعة متنوعة من الجزيئات العضوية. ويعتقد أن بعض المواد العضوية جاءت من تكوين النيزك نفسه، في حين أن بعضها الآخر قد يأتي من التلوث البيولوجي اللاحق في موقع التحطم، مثل المواد الحيوية في التربة والمياه السطحية.
وفقًا للتوقعات التقليدية، إذا تم إدخال البالميتان والفيتان إلى النيازك عن طريق التلوث البيولوجي السطحي، فيجب أن تكون تكويناتها اللولبية منحازة بشكل واضح نحو "يد" معينة، وهو ما يتوافق مع الوحدة اللولبية المشتركة في الأنظمة البيولوجية للأرض. ومع ذلك، تظهر نتائج القياس أنه في نيزك مورشيسون، تكون نسب التكوينات اللولبية للجزيئين متساوية تمامًا تقريبًا، مما يدل على حالة "السباق" النموذجية. وكانت هذه النتيجة غير متوافقة مع فرضية التلوث البيولوجي البسيطة، مما دفع فريق البحث إلى إعادة النظر في أصل هذه الجزيئات.
بعد التحليل المقارن، يعتقد الباحثون أن البالميتان والفيتان الموجودين في نيزك مورشيسون كانا على الأرجح "مُنتجين" بسبب التلوث الصناعي الحديث عندما مر النيزك عبر الغلاف الجوي للأرض. على وجه التحديد، عندما يطير النيزك عبر الغلاف الجوي بسرعة عالية ويسخن، يتلامس سطحه مع الهواء المحتوي على الهباء الجوي الناتج عن حرق النفط. يحتوي هذا الهباء الجوي الناتج عن الوقود الأحفوري على بالمان وفيتان التي تم "سباقها" من خلال درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي على المدى الطويل، وبالتالي تشكل بقايا عضوية مختلطة عرقيًا على سطح النيزك.
وقد دعم فريق البحث هذا الاستنتاج من خلال إجراء تجارب مقارنة على البالميتان والفيتان المحفوظين في الصخر الزيتي. الصخر الزيتي هو نوع من الصخور الرسوبية الغنية بالسلائف النفطية. يتم توليد النفط تدريجياً عبر ملايين السنين من ارتفاع درجة الحرارة والضغط في أعماق التكوين. ستؤدي هذه العملية إلى محو الانحياز اللولبي الذي قدمته الحياة في الأصل، مما يتسبب في ظهور الجزيئات في النهاية في حالة راسمية. وكما يوضح المؤلف المشارك مانويل راينهارت من جامعة غوتنغن، فإن الجزيئات التي تتطور على مدى فترة طويلة من الزمن في الصخر الزيتي والأنظمة النفطية ستفقد "التحكم" الفريد في الأنظمة البيولوجية، وهو ما يتوافق إلى حد كبير مع التوزيع العرقي الذي لوحظ في نيزك مورشيسون.
لا يثبت هذا العمل قدرة MOMA على فصل وقياس الجزيئات العضوية اللامركزية عالية الاستقرار فحسب، بل يوفر أيضًا تحذيرات مهمة للكشف المستقبلي عن الحياة على المريخ. أولا وقبل كل شيء، عندما يفسر العلماء المادة العضوية في النيازك وعينات المريخ، يجب عليهم أن يأخذوا في الاعتبار بشكل كامل "تأثير التبييض" للإشارات اللولبية الناجمة عن التلوث البيئي اللاحق والعمليات الجيولوجية طويلة المدى. ثانيًا، مع استمرار تراكم التلوث الناجم عن حرق النفط في الغلاف الجوي للأرض، قد تصبح المصادر والخصائص التناظرية للمواد العضوية السطحية في عينات النيزك التي تهبط على الغلاف الجوي للأرض أو تمر عبره في المستقبل معقدة بشكل متزايد، مما يطرح تحديات جديدة أمام تحديد إشارات الحياة.