Bagaimana ahli astrobiologi dapat menemui kehidupan di luar bumi? Dalam kehidupan seharian, kita biasanya tidak mempunyai masalah untuk memberitahu bahawa anjing atau bunga ros adalah makhluk hidup dan batu tidak. Dalam adegan iklim filem 'Europa Report' kita dapat melihat sekilas bahawa makhluk berbilang tentakel yang ditemui berenang di lautan bulan Musytari Europa itu hidup, rumit, dan mungkin cerdas.
Tetapi melainkan sesuatu yang berenang, berjalan, merangkak, atau slithers melewati kamera kapal angkasa yang menonton, ahli astrobiologi menghadapi pekerjaan yang lebih sukar. Mereka perlu membuat ujian yang akan memungkinkan mereka menyimpulkan kehadiran kehidupan mikroba asing dari data kapal angkasa. Mereka perlu dapat mengenali jejak fosil kehidupan asing yang lalu. Mereka perlu dapat menentukan sama ada atmosfer planet-planet yang jauh mengelilingi bintang-bintang lain mengandungi jejak kisah kehidupan yang tidak dikenali. Mereka memerlukan cara untuk menyimpulkan kehadiran kehidupan dari pengetahuan tentang sifatnya. Definisi hidup akan memberitahu mereka apa sifat-sifat itu, dan bagaimana mencarinya. Ini adalah siri pertama dari dua bahagian yang meneroka bagaimana konsep kehidupan kita mempengaruhi pencarian kehidupan di luar bumi.
Apa yang membezakan makhluk hidup? Selama berabad-abad, ahli falsafah dan saintis telah mencari jawapan. Ahli falsafah Aristoteles (384-322 SM) menumpukan banyak usaha untuk membedah binatang dan mengkaji makhluk hidup. Dia sepatutnya mempunyai keupayaan khas yang membezakannya daripada perkara-perkara yang tidak hidup. Diilhamkan oleh penemuan mekanikal pada zamannya, ahli falsafah Renaissance Rene Descartes (1596-1650) percaya bahawa makhluk hidup seperti mesin jam, keupayaan khas mereka berasal dari cara bahagian mereka disusun.
Pada tahun 1944, ahli fizik Erwin Schrödinger (1887-1961) menulis Apa itu hidup? Di dalamnya, dia mengemukakan bahawa fenomena asas kehidupan, termasuk bagaimana ibu bapa menyampaikan sifat mereka kepada keturunannya, dapat dipahami dengan mempelajari fizik dan kimia makhluk hidup. Buku Schrödinger adalah inspirasi kepada sains biologi molekul.
Organisma hidup terbuat dari molekul rumit besar dengan tulang belakang atom karbon yang dihubungkan. Ahli biologi molekul dapat menjelaskan banyak fungsi kehidupan dari segi molekul organik ini dan tindak balas kimia yang mereka lalui ketika dilarutkan dalam air cair. Pada tahun 1955 James Watson dan Francis Crick menemui struktur asid deoksiribonukleik (DNA) dan menunjukkan bagaimana ia boleh menjadi gudang maklumat keturunan yang diturunkan dari ibu bapa kepada keturunan.
Walaupun semua kajian dan teori ini telah meningkatkan pemahaman kita tentang kehidupan, namun kajian ini tidak menghasilkan definisi kehidupan yang memuaskan; definisi yang akan membolehkan kita membezakan perkara yang hidup dari perkara yang tidak boleh dipercayai. Pada tahun 2012, ahli falsafah Edouard Mahery berpendapat bahawa membuat satu definisi hidup adalah mustahil dan tidak berguna. Ahli astrobiologi dapat memanfaatkan seboleh-bolehnya dengan definisi yang bersifat separa, dan yang mempunyai pengecualian. Pencarian mereka bergantung kepada pengetahuan kita mengenai ciri-ciri kehidupan tertentu di Bumi; satu-satunya kehidupan yang kita tahu sekarang.
Di Bumi, makhluk hidup berbeza dalam komposisi kimianya. Selain karbon, unsur hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan sulfur sangat penting bagi molekul organik besar yang membentuk kehidupan terestrial. Air adalah pelarut yang diperlukan. Oleh kerana kita tidak tahu pasti apa lagi yang mungkin dilakukan, pencarian kehidupan luar bumi biasanya menganggap komposisi kimianya akan serupa dengan kehidupan di Bumi.
Dengan menggunakan anggapan itu, ahli astrobiologi memberikan keutamaan tinggi untuk mencari air di cakerawala yang lain. Bukti kapal angkasa telah membuktikan bahawa Mars pernah mempunyai badan air cair di permukaannya. Menentukan sejarah dan sejauh mana air ini adalah tujuan utama penjelajahan Marikh. Ahli astrologi teruja dengan bukti lautan bawah permukaan air di bulan Jupiter Europa, bulan Saturnus Enceladus, dan mungkin di bulan-bulan lain atau planet kerdil. Tetapi walaupun kehadiran air cair menyiratkan keadaan yang sesuai untuk kehidupan seperti Bumi, itu tidak membuktikan bahawa kehidupan tersebut wujud atau pernah wujud.
Bahan kimia organik diperlukan untuk kehidupan seperti Bumi, tetapi, seperti air, kehadirannya tidak membuktikan bahawa kehidupan ada, kerana bahan organik juga dapat dibentuk oleh proses bukan biologi. Pada tahun 1976, dua pendarat Viking NASA adalah kapal angkasa pertama yang berjaya mendarat sepenuhnya di Marikh. Mereka membawa alat; disebut spektrometer massa kromatograf gas, yang menguji tanah untuk molekul organik.
Walaupun tanpa hidup, para saintis diharapkan dapat menemui beberapa bahan organik di tanah Martian. Bahan organik yang dibentuk oleh proses bukan biologi terdapat dalam meteorit karbonat, dan beberapa meteorit ini semestinya jatuh di Marikh. Mereka terkejut tidak menemui apa-apa. Pada masa itu, kegagalan mencari molekul organik dianggap sebagai tamparan besar bagi kemungkinan hidup di Marikh.
Pada tahun 2008, pendarat NASA Phoenix menemui penjelasan mengapa Viking tidak mengesan molekul organik. Sekiranya didapati bahawa tanah Martian mengandungi perklorat. Mengandungi oksigen dan klorin, perklorat adalah agen pengoksidaan yang dapat memecah bahan organik. Walaupun perklorat dan molekul organik dapat hidup berdampingan di tanah Martian, para saintis memutuskan bahawa pemanasan tanah untuk analisis Viking akan menyebabkan perklorat memusnahkan bahan organik yang ada di dalamnya. Bagaimanapun, tanah Mars mungkin mengandungi bahan organik.
Pada taklimat berita pada bulan Disember 2014, NASA mengumumkan bahawa instrumen yang dibawa di atas kapal Curiosity Mars telah berjaya mengesan molekul organik sederhana di Marikh untuk pertama kalinya. Para penyelidik percaya bahawa molekul yang dikesan mungkin merupakan produk pemecahan molekul organik yang lebih kompleks yang dipecah oleh perklorat semasa proses analisis.
Pembentukan kimia kehidupan darat juga telah memandu pencarian jejak kehidupan di meteorit Martian. Pada tahun 1996, pasukan penyiasat yang diketuai oleh David McKay dari Pusat Angkasa Johnson di Houston melaporkan bukti bahawa meteorit Martian yang ditemui di Alan Hills di Antartika pada tahun 1984 mengandungi bukti kimia dan fizikal mengenai kehidupan orang Mars yang lalu.
Sejak itu terdapat tuntutan serupa mengenai meteorit Martian yang lain. Tetapi, penjelasan bukan biologi untuk banyak penemuan telah diusulkan, dan keseluruhan subjek tetap terlibat dalam kontroversi. Meteorites sejauh ini tidak menghasilkan bukti yang diperlukan untuk membuktikan kewujudan kehidupan di luar bumi dengan keraguan yang munasabah.
Mengikuti Aristoteles, kebanyakan saintis lebih suka menentukan kehidupan dari segi kapasitinya daripada komposisinya. Pada ansuran kedua, kita akan meneroka bagaimana pemahaman kita tentang keupayaan hidup telah mempengaruhi pencarian kehidupan di luar bumi.
Rujukan dan bacaan selanjutnya:
N. Atkinson (2009) Perchlorates and Water Make for Potensial Habitable Environment on Mars, Space Magazine.
S. A. Benner (2010), Mendefinisikan kehidupan, Astrobiologi, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), Mengapa saya berhenti bimbang tentang definisi hidup ... dan mengapa anda juga harus, Sintesis, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), Mempertahankan definisi kehidupan, Astrobiologi, 15 (1) diposkan dalam talian sebelum penerbitan.
T. Reyes (2014) NASA's Curiosity Rover mengesan Methane, Organics on Mars, Space Magazine.
S. Tirard, M. Morange, dan A. Lazcano, (2010), Definisi kehidupan: Sejarah ringkas usaha ilmiah yang sukar difahami, Astrobiologi, 10(10):1003-1009.
Adakah pendarat Viking Mars menemui asas kehidupan? Potongan yang hilang memberi inspirasi kepada teka-teki baru. Penyelidikan Pilihan Harian Sains 5 September 2010
NASA rover menemukan kimia organik aktif dan kuno di Marikh, makmal Jet Propulsion, Institut Teknologi California, Berita, 16 Disember 2014.
Europa: Bahan untuk Kehidupan?, Pentadbiran Aeronautik dan Angkasa Negara.
