Bagaimana para ahli astrobiologi dapat menemukan kehidupan di luar bumi? Dalam kehidupan sehari-hari, kita biasanya tidak memiliki masalah mengatakan bahwa seekor anjing atau rumpun pohon mawar adalah makhluk hidup dan batu tidak. Dalam adegan iklim film 'Europa Report', kita dapat melihat sekilas bahwa makhluk multi-tentakel yang ditemukan berenang di lautan bulan Jupiter, Europa, hidup, rumit, dan sangat mungkin cerdas.
Tetapi kecuali sesuatu berenang, berjalan, merangkak, atau meluncur melewati kamera pesawat ruang angkasa yang menonton, para astrobiolog menghadapi pekerjaan yang jauh lebih sulit. Mereka perlu menyusun tes yang akan memungkinkan mereka untuk menyimpulkan keberadaan kehidupan mikroba asing dari data pesawat ruang angkasa. Mereka harus mampu mengenali jejak fosil kehidupan alien masa lalu. Mereka harus dapat menentukan apakah atmosfer planet-planet yang jauh yang mengelilingi bintang-bintang lain mengandung jejak-jejak kehidupan yang tidak dikenal. Mereka membutuhkan cara untuk menyimpulkan keberadaan kehidupan dari pengetahuan tentang sifat-sifatnya. Definisi kehidupan akan memberi tahu mereka apa sifat-sifat itu, dan bagaimana mencarinya. Ini adalah seri pertama dari dua bagian yang mengeksplorasi bagaimana konsep kehidupan kita memengaruhi pencarian kehidupan di luar bumi.
Apa yang membedakan makhluk hidup? Selama berabad-abad, para filsuf dan ilmuwan telah mencari jawaban. Filsuf Aristoteles (384-322 SM) mencurahkan banyak upaya untuk membedah hewan dan mempelajari makhluk hidup. Dia mengira bahwa mereka memiliki kapasitas khusus yang membedakan mereka dari hal-hal yang tidak hidup. Terinspirasi oleh penemuan-penemuan mekanis pada zamannya, filsuf Renaissance Rene Descartes (1596-1650) percaya bahwa makhluk hidup seperti mesin jam, kapasitas khusus mereka berasal dari cara bagian-bagian mereka diatur.
Pada 1944, fisikawan Erwin Schrödinger (1887-1961) menulis Apa itu hidup? Di dalamnya, ia mengusulkan bahwa fenomena fundamental kehidupan, termasuk bahkan bagaimana orang tua mewariskan sifat mereka kepada keturunan mereka, dapat dipahami dengan mempelajari fisika dan kimia makhluk hidup. Buku Schrödinger adalah inspirasi bagi ilmu biologi molekuler.
Organisme hidup terbuat dari molekul rumit besar dengan tulang punggung atom karbon yang terhubung. Ahli biologi molekuler mampu menjelaskan banyak fungsi kehidupan dalam hal molekul organik ini dan reaksi kimia yang mereka alami ketika dilarutkan dalam air cair. Pada tahun 1955 James Watson dan Francis Crick menemukan struktur asam deoksiribonukleat (DNA) dan menunjukkan bagaimana itu bisa menjadi gudang informasi herediter yang diturunkan dari orang tua ke anak.
Sementara semua penelitian dan teori ini telah sangat meningkatkan pemahaman kita tentang kehidupan, itu belum menghasilkan definisi kehidupan yang memuaskan; definisi yang akan memungkinkan kita untuk secara andal membedakan hal-hal yang hidup dari hal-hal yang tidak. Pada 2012, filsuf Edouard Mahery berpendapat bahwa menciptakan satu definisi kehidupan itu mustahil dan tidak ada gunanya. Ahli astrobiologi bekerja sebaik mungkin dengan definisi yang parsial, dan yang memiliki pengecualian. Pencarian mereka dikondisikan oleh pengetahuan kita tentang fitur khusus kehidupan di Bumi; satu-satunya kehidupan yang saat ini kita kenal.
Di sini di Bumi, makhluk hidup berbeda dalam komposisi kimianya. Selain karbon, unsur-unsur hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang sangat penting bagi molekul organik besar yang membentuk kehidupan terestrial. Air adalah pelarut yang diperlukan. Karena kami tidak tahu pasti apa lagi yang mungkin, pencarian kehidupan di luar bumi biasanya mengasumsikan komposisi kimianya akan serupa dengan kehidupan di Bumi.
Memanfaatkan asumsi itu, ahli astrobiologi menetapkan prioritas tinggi untuk mencari air pada benda langit lainnya. Bukti pesawat ruang angkasa telah membuktikan bahwa Mars pernah memiliki tubuh air cair di permukaannya. Menentukan sejarah dan luasnya air ini adalah tujuan utama eksplorasi Mars. Ahli astrobiologi senang dengan bukti lautan bawah permukaan air di Europa bulan Jupiter, bulan Saturnus Enceladus, dan mungkin di bulan-bulan lain atau planet kerdil. Tetapi sementara keberadaan air cair menyiratkan kondisi yang sesuai untuk kehidupan mirip Bumi, itu tidak membuktikan bahwa kehidupan seperti itu ada atau pernah ada.
Bahan kimia organik diperlukan untuk kehidupan mirip Bumi, tetapi, seperti untuk air, keberadaannya tidak membuktikan bahwa kehidupan ada, karena bahan organik juga dapat dibentuk oleh proses non-biologis. Pada tahun 1976, dua pendarat Viking milik NASA adalah pesawat ruang angkasa pertama yang berhasil mendarat sepenuhnya di Mars. Mereka membawa instrumen; disebut spektrometer massa-kromatografi gas, yang menguji tanah untuk molekul organik.
Bahkan tanpa kehidupan, para ilmuwan berharap menemukan beberapa bahan organik di tanah Mars. Bahan organik yang dibentuk oleh proses non-biologis ditemukan di meteorit yang mengandung karbon, dan beberapa meteorit ini seharusnya jatuh di Mars. Mereka terkejut menemukan apa pun. Pada saat itu, kegagalan untuk menemukan molekul organik dianggap sebagai pukulan besar bagi kemungkinan kehidupan di Mars.
Pada 2008, pendarat NASA NASA menemukan penjelasan mengapa Viking tidak mendeteksi molekul organik. Jika ditemukan bahwa tanah Mars mengandung perklorat. Mengandung oksigen dan klorin, perklorat adalah agen pengoksidasi yang dapat memecah bahan organik. Sementara perklorat dan molekul organik dapat hidup berdampingan di tanah Mars, para ilmuwan menentukan bahwa memanaskan tanah untuk analisis Viking akan menyebabkan perklorat menghancurkan bahan organik apa pun yang dikandungnya. Bagaimanapun, tanah Mars mungkin mengandung bahan organik.
Pada briefing berita pada bulan Desember 2014, NASA mengumumkan bahwa sebuah instrumen yang dibawa di atas penjelajah Curiosity Mars telah berhasil mendeteksi molekul organik sederhana di Mars untuk pertama kalinya. Para peneliti percaya ada kemungkinan bahwa molekul yang terdeteksi mungkin merupakan produk pemecahan molekul organik yang lebih kompleks yang dipecah oleh perklorat selama proses analisis.
Susunan kimiawi kehidupan darat juga memandu pencarian jejak kehidupan di meteorit Mars. Pada tahun 1996, tim penyelidik yang dipimpin oleh David McKay dari Johnson Space Center di Houston melaporkan bukti bahwa meteorit Mars yang ditemukan di Alan Hills di Antartika pada tahun 1984 berisi bukti kimiawi dan fisik dari kehidupan Mars masa lalu.
Sejak itu ada klaim serupa tentang meteorit Mars lainnya. Namun, penjelasan non-biologis untuk banyak temuan telah diajukan, dan seluruh subjek tetap terlibat dalam kontroversi. Meteorit sejauh ini belum menghasilkan bukti yang diperlukan untuk membuktikan keberadaan kehidupan di luar bumi tanpa keraguan.
Mengikuti Aristoteles, kebanyakan ilmuwan lebih suka mendefinisikan kehidupan dalam hal kapasitasnya daripada komposisinya. Dalam angsuran kedua, kita akan mengeksplorasi bagaimana pemahaman kita tentang kapasitas kehidupan telah mempengaruhi pencarian kehidupan di luar bumi.
Referensi dan bacaan lebih lanjut:
N. Atkinson (2009) Perklorat dan Air Membuat Potensi Habitable Environment di Mars, Space Magazine.
S. A. Benner (2010), Menentukan kehidupan, Astrobiologi, 10(10):1021-1030.
E. Machery (2012), Kenapa saya berhenti khawatir tentang definisi hidup ... dan mengapa Anda juga harus, Sintesis, 185:145-164.
L. J. Mix (2015), Membela definisi kehidupan, Astrobiologi, 15 (1) diposting online sebelum publikasi.
T. Reyes (2014) Curiosity Rover NASA mendeteksi Methane, Organics on Mars, Space Magazine.
S. Tirard, M. Morange, dan A. Lazcano, (2010), Definisi kehidupan: Sejarah singkat dari upaya ilmiah yang sulit dipahami, Astrobiologi, 10(10):1003-1009.
Apakah Viking Mars pendarat menemukan blok bangunan kehidupan? Bagian yang hilang menginspirasi tampilan baru pada puzzle. Science Featured Research Research 5 September 2010
Rover NASA menemukan kimia organik kuno dan aktif di Mars, Jet Propulsion laboratory, California Institute of Technology, News, 16 Desember 2014.
Europa: Bahan untuk Kehidupan?, Administrasi Penerbangan dan Antariksa Nasional.
