การเคลื่อนที่เป็นหนึ่งในสัญญาณที่ชัดเจนที่สุดของสิ่งมีชีวิต นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเบอร์ลิน (TU Berlin) ได้ค้นพบว่าจุลินทรีย์บางชนิดมีปฏิกิริยาเฉพาะกับสารเคมีและเคลื่อนที่เข้าหาสารเคมีนั้นอย่างแข็งขัน ซึ่งเป็นหลักการที่อาจช่วยตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นในอนาคต การค้นพบของพวกเขาอาจเปลี่ยนแปลงภารกิจอวกาศอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากวิธีการใหม่นี้ไม่เพียงแต่เรียบง่าย แต่ยังรวดเร็วและคุ้มค่าอีกด้วย
ทีมวิจัยที่นำโดย ดร. แม็กซ์ รีเคเลส จากกลุ่มวิจัยด้านดาราชีววิทยา มหาวิทยาลัยเทคนิคเบอร์ลิน ได้แสดงให้เห็นว่า การเคลื่อนที่อย่างมีเป้าหมายของจุลินทรีย์สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพได้ นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบจุลินทรีย์สามชนิดที่แตกต่างกัน ได้แก่ แบคทีเรียสองชนิดและอาร์เคีย หนึ่ง ชนิด และพบว่าพวกมันทั้งหมดเคลื่อนที่ไปยังกรดอะมิโนแอล-เซอรีน การเคลื่อนที่นี้เรียกว่า เคโมแท็กซิส ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางเคมีและช่วยให้จุลินทรีย์ค้นหาแหล่งอาหารได้
“ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์อาจเป็นวิธีการที่มีคุณค่าในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น” แม็กซ์ รีเคเลส อธิบาย “โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารมีชีวเคมีคล้ายกับบนโลก แอล-ซีรีนอาจทำหน้าที่เป็นสารดึงดูด” ซึ่งหมายความว่าการทดสอบง่ายๆ ที่อาศัยการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์สามารถให้หลักฐานของสิ่งมีชีวิตได้โดยไม่จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ทางเคมีที่ซับซ้อน
จุลินทรีย์ที่แข็งแกร่งเป็นแบบจำลองสำหรับชีวิตนอกโลก
จุลินทรีย์ที่ศึกษาได้รับการคัดเลือกมาเป็นพิเศษเนื่องจากมีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง แบคทีเรียที่มีความสามารถในการเคลื่อนที่สูง แบคทีเรีย Bacillus subtilis สามารถอยู่รอดในอุณหภูมิที่สูงถึง 100°C ในรูปแบบสปอร์ได้ Pseudoalteromonas haloplanktis แยกได้จากแหล่งน้ำแอนตาร์กติกและเจริญเติบโตได้ดีที่อุณหภูมิตั้งแต่ -2,5 ถึง 29 องศาเซลเซียส อาร์เคียออน Haloferax volcanii จัดอยู่ในกลุ่มแบคทีเรียที่คล้ายกับแบคทีเรีย แต่มีพันธุกรรมที่แตกต่างจากแบคทีเรียชนิดอื่น อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มสูง เช่น ทะเลเดดซี
“แบคทีเรียและอาร์เคียเป็นสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก แต่พวกมันเคลื่อนที่ในรูปแบบที่แตกต่างกันและมีวิวัฒนาการของระบบการเคลื่อนที่อย่างอิสระ” รีเคเลสอธิบาย “ด้วยการทดสอบทั้งสองกลุ่มนี้ เราสามารถทำให้วิธีการตรวจจับสิ่งมีชีวิตในภารกิจอวกาศมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น” นักวิจัยใช้กรดอะมิโน L-serine เพื่อทำให้จุลินทรีย์เคลื่อนที่ การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่า L-serine เป็นตัวกระตุ้นทางเคมีสำหรับสิ่งมีชีวิตหลายชนิดจากทุกสาขาของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ยังคาดว่า L-serine จะมีอยู่บนดาวอังคารด้วย หากสิ่งมีชีวิตที่นั่นมีชีวเคมีคล้ายกับบนโลก ก็เป็นไปได้ว่า L-serine อาจดึงดูดจุลินทรีย์ที่มีศักยภาพบนดาวอังคารได้
ทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีการทดสอบแบบง่าย ๆ โดยใช้ห้องสองส่วนที่มีเมมเบรน โดยวางจุลินทรีย์ไว้ด้านหนึ่ง และใส่ L-serine ไว้อีกด้านหนึ่ง หากจุลินทรีย์มีชีวิตและเคลื่อนไหวได้ พวกมันจะว่ายผ่านเมมเบรนไปยังแหล่งอาหาร “วิธีนี้ง่าย คุ้มค่า และไม่ต้องใช้วิธีการติดตามที่ซับซ้อน” รีเคเลสกล่าว
ความโดดเด่นของวิธีการนี้อยู่ที่ความเรียบง่าย แทนที่จะต้องพกพาอุปกรณ์วัดที่ซับซ้อน การทดลองประเภทนี้สามารถทำได้โดยตรงบนยานสำรวจอวกาศหรือยานสำรวจดาวอังคาร จากนั้นนักวิจัยจะสามารถใช้ภาพถ่ายระบบห้องทดลองเพียงภาพเดียว เพื่อตรวจสอบว่าจุลินทรีย์ที่มีศักยภาพบนดาวเคราะห์ต่างดาวตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางเคมีหรือไม่ โดยไม่ต้องตรวจจับร่องรอยทางเคมีที่ซับซ้อน วิธีการนี้มีศักยภาพที่จะสนับสนุนภารกิจอวกาศได้อย่างมีนัยสำคัญ “หากเราพัฒนาวิธีการนี้ต่อไป มันจะเป็นการเพิ่มคุณค่าให้กับเทคนิคที่มีอยู่เดิมสำหรับการตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น” รีเคเลสอธิบาย ขั้นตอนต่อไปประกอบด้วยการทำให้เทคโนโลยีมีขนาดเล็กลงและการทดสอบภายใต้สภาพอวกาศจำลอง
ข้อดีอีกประการหนึ่งของวิธีนี้คือใช้พลังงานน้อยและแทบไม่ต้องอาศัยการแทรกแซงจากมนุษย์ ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับภารกิจอวกาศที่มีทรัพยากรจำกัด หากวิธีนี้ประสบความสำเร็จในการทดสอบเพิ่มเติม ก็อาจนำไปใช้ในภารกิจสำรวจดาวอังคารในอนาคตได้
สิ่งพิมพ์ต้นฉบับ
ชายแดน | การประยุกต์ใช้พฤติกรรมเคมีแทกติกเพื่อการตรวจจับสิ่งมีชีวิต
อ่านยัง
ไขปริศนา: จุลินทรีย์โบราณสามารถหายใจได้อย่างไรโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน | Pugnalom
จุลินทรีย์บนหญ้าทะเล: การศึกษา GEOMAR แสดงให้เห็นศักยภาพในการเป็นยาปฏิชีวนะสูง | Pugnalom
