حیات مصنوعی ، مانند همنوع هاي خاكي خود دارای شناسه هاي زيستي است
حیات مصنوعی ، مانند همنوع هاي خاكي خود دارای شناسه هاي زيستي است
دانشمندان كامپيوتر معتقدند شناسه های زيستي مشترک هم در حيات خاكي و هم زندگي ديجيتالي، مي توانند براي آشكار كردن ساختارهاي فراخاكي كمك كند.
در اوایل سال 1960 دانشمندی به نام Lovelock (مشاور در NASA ) راههای تحلیل جو فرازمینی را بررسی كرد. نتیجه مهمی که او از این کار گرفت این بود که حيات اثري دائمي بر روي ساختار شيميايي هر سياره دارد. وي معتقد بود ، طی میلیاردها سال ، فرآیندهای حیاتی باعث توليد ترکیبی از از مواد شیمیایی مي شود که بسیار متفاوت از آن چیزی است که در یک تعادل شیمیایی معمولی وجود دارد.
وی پا را از این هم فراتر گذاشت و ادعا کرد که اتمسفر و حیات مانند سيستم خودكار منظمي عامل وجود يكديگرند که باید آن دو را همانند یک موجود زنده تصور کرد (فرضیه Gaia ). او میگوید که به محض دیدن نتایج تجزيه و تحليل مواد شيميايي موجود در اتمسفر مريخ كه تقريباً به طور كامل از دي اكسيدكربن و نيترو‍‍ژن تشكيل شده است، پی برد که در سياره حيات وجود ندارد.
از آن به بعد جستجو برای شناسه های زیستی مسئله مهم زیست شناسی اخترها شد. برای مثال می دانیم حیات بر روی زمین مقدار زیادی اکسیژن و مقدار کمی متان تولید میکند. یا اسیدهای کربوکسیلیک یافته شده در انواع شهاب سنگ ها برخلاف نوع زمینی آنها تمایل به داشتن تعداد اتمهای کربن زوج دارند.
مشکل اینجاست که ما تنها یک نمونه از حیات را برای مطالعه داریم. پس شناسه های زیستی در زمين براي تشخيص گونه هاي فرا زمینی حيات نقش کمک زیادی نیستند.
ایوان دورن (Evan Dorn) در موسسه تکنولوژی کالیفرنیا و همکارانش به تازگی راه حلی را پیشنهاد کردند. نظر آنها این است که به جای اینکه صرفاً به حیات بپردازیم، ویژگی های قابل اندازه گیری تکامل را بررسی کنیم. آنها می گویند :چنین ویژگی باید در هر سیستم دارای تکاملی وجود داشته باشد. اهمیت این موضوع از آنجا است که دانشمندان سیستم هایی ساخته اند که تکامل در آنها اتفاق می افتد، مانند حیات مصنوعی با استفاده از کد کامپیوتری بر روی تراشه های سیلیکنی.
برای درک مسئله دورن و همکارانش نمونه های مختلف توزیع بیومولکولی از جمله اسیدهای آمینه و اسیدهای کربوکسیلیک را بررسی کردند. آنها گِل زمینی را که دارای حیات است را بااسیدهای آمینه سنتز شده و فاقد حیات مقایسه کردند. آنها حتی ترکیب شهاب سنگ ها را نیز بررسی کردند. نتایج بدست آمده بسیار جالب است. آنها فهمیدند که توزیع زیست-مولکول ها در غیاب حیات، به طور كلي بيانگر پایداری ترموديناميكي ساختار آنها است. بنابراین برای مثال اسیدهای آمینه ساده به مراتب بیشتر از اسیدهای آمینه پیچیده یافت میشوند. در صورتی که نمونه های حاوی حیات از این الگو پیروی نمی کنند. زیست-مولکول های پیچیده نقش مهمی را در فرآیندهای زیستي ایفا می کنند، و به این دلیل بیش از آنی مشاهده میشود که ترمودینامیک پیش بینی میکند.
همان چیزی که اختر زیست شناسها انتظار دارند.
آنها سپس سیستمی دارای حیات مصنوعی را شبیه سازی کردند و نامش را آویدا (Avida) گذاشتند. دراین دنیای مصنوعی آجرهای بنیادی حیات، عناصری از کدهای کامپیوتری اند که دستورات ساده ای را انجام می دهند. با اتصال چند دستور العمل باهم، یک مولکول پیچیده خواهیم داشت. اگر این مولکول یک کد با قابلیت کپی کردن داشته باشد ، می توانند خودش را تکثیر کند.
مهندسان کامپیوتر از بیرون عوامل محیطی مانند نرخ جهش را کنترل مي كنند. آنها همچنان با وارد كردن جرياني ثابت از كد ها بقای آنها را بعد از تکامل حذف میکنند. سپس دورن و همکارانش توزیع کدها دردنیای آویدین (Avidian) را قبل و بعد از تکامل با هم مقایسه کردند. معلوم شد كه حیات آویدینی مشابه نوع زمینی حیات بر توزیع عناصر اثر میگذارد.
موجودات تکامل یافته ی آوینی دارای بیت های مشابه ای هستند که بسیار بیشتر از آنچه در ورودی های خام هستند مشاهده میشوند.
به این گونه دورن و همکارانش نظریه ای به نام "توزيع فراواني شناسه زيستي تک-پار" برای تمام اشكال زيستي ارائه کردند. اين بالقوه میتواند نتيجه بسيار هيجان انگيزی باشد. اينكه يك شناسه زيستي تكامل وجود دارد كه مي تواند براي آشكار كردن هر نوعي از حيات تكامل يافته استفاده شود که میتوان آنرا شناسه ی تکامل (evosignature) نامید.
ولی برای اینکه این شناسه قابل اعتماد باشد، آنها باید اول به این سوال اساسی پاسخ دهند که آیا این شناسه به طور منحصر بفرد میتواند نشانه ای از حیات باشد یا فرایندها ی دیگری نیز قادر به ایجاد چنین الگویی هستند. این تازه ساده تر از مشکل اساسی تر تعریف حیات است.
