أجرى فريق من الباحثين في معهد كارنيجي للعلوم، وجامعة بيردو، وجامعة جون هوبكنز، دراسة حديثة أدت إلى تطوير اختبار يمكنه تقييم المواد بسرعة ليساعد في البحث عن الحياة في الكواكب الأخرى.
ورغم أن العينات التي تم اختبارها حتى الآن كانت من الأرض فقط، إلا أن الأمل يكمن في أن يتم استخدام هذا الاختبار لفرز العينات التي تم الحصول عليها من بعثة روفر الفضائية للمريخ «كيوريوسيتي».
يستخدم الاختبار مزيجًا من الكروماتوغرافيا الغازية للتحليل الحراري وطيف الكتلة لأيونات الأثر الإلكتروني، والمعروف بـ Pyr-GC-EI-MS.
يسمح اقتران هذه الطرق للعلماء بتحليل نماذج صغيرة (وزنها حوالي 100 ميكروغرام) لمعرفة التركيبات الكيميائية التي تتألف منها العينة، بغض النظر عن أوزان تلك المركبات الجزيئية.
هذا يجعل الاختبار «متعدد الاستخدامات»، حيث يمكن استخدامه على عينات حيوية (مشتقة من الحياة) أو غير حيوية (غير متعلقة بالحياة).
تتغذى نتائج طيف الكتلة الإلكتروني تقليدياً في قاعدة بيانات، حيث يتم مطابقتها مع المركبات المعروفة. لكن عندما يكون الهدف هو البحث عن الحياة في الكواكب الأخرى، فإن المركبات المعروفة لها فائدة محدودة، بعد كل شيء، قد يشمل الأحياء الفضائية مركبات لم نراها هنا على الأرض.
وبناءً على هذا المنطق، لا يبحث اختبار الباحثين عن جزيئات معينة؛ بل يسعى لاكتشاف الاختلافات الدقيقة في توزيع وتنوع الجزيئات ومركباتها.
الفكرة هي أن الأنماط – وليس الجزيئات التي تتألف منها – الموجودة في العينات الحيوية الأرضية قد تكون مشابهة لتلك الموجودة في الكواكب الأخرى.
تحتاج عملية تحديد هذه الأنماط ومقارنتها إلى عمل واسع ومكثف، مما يجعلها وظيفة مثالية للذكاء الاصطناعي.
استخدم الباحثون Pyr-GC-EI-MS لتحليل 134 عينة معروفة تحتوي على الكربون، من الأسنان، والفحم، والقشرة المائية، والصخور الزيتية إلى النيازك الكربونية والكيماويات الصناعية النقية.
ثم تم تدريب نموذج التعلم الآلي لرسم الأنماط الجزيئية الموجودة في كل عينة.
اقرأ: برنامج أرتميس من ناسا يستكشف إمكانية بناء منازل على القمر
لاختبار النموذج، قدم الباحثون عينات جديدة. تمكن النموذج من التمييز بين العينات الحيوية وغير الحيوية بدقة تصل إلى 90% وبدأ حتى في تصنيف العينات الحيوية إلى فئات «حية» و «أحفورية».
وفي دراستهم المنشورة في مجلة إجراءات الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، كتب الباحثون «الأنظمة البيولوجية في العوالم الأخرى قد لا تنتج مجموعات متطابقة، أو حتى متشابهة على نطاق واسع، من المركبات العضوية التي نجدها في البيولوجيا الأرضية الحديثة».
وأضافوا: «إننا نقترح أن الأنظمة الكيميائية الفضائية الغريبة التي قد تختلف كثيرًا عن الكيمياء الحيوية للأرض ستظهر توزيعات تردد جزيئية مميزة تختلف عن تلك الناتجة عن العمليات الاصطناعية الغير حيوية… ونقترح أن هذه الأنواع من الاختلافات بين مجموعات الجزيئات الحيوية وغير الحيوية يمكن اكتشافها وقياسها باستخدام تقنياتنا».
وقد تم بالفعل تكييف النموذج للمهمات الفضائية، على أمل أن يساعد يوماً ما في البحث عن دلائل على الحياة الفضائية.