محققان اخیراً شواهدی پیدا کرده‌اند که نشان می‌دهد انفجار یک ابرنواختر در حدود ۲.۵ میلیون سال پیش ممکن است باعث تغییراتی در تکامل ویروس‌ها در آفریقا شده باشد. این یافته‌ها نه‌فقط به درک تأثیر پدیده‌های کیهانی بر زیست‌شناسی زمین کمک می‌کند، بلکه می‌تواند دیدگاه‌های جدیدی درباره نقش تابش‌های کیهانی در فرگشت حیات ارائه دهد.
به گزارش Astrobiology، این مطالعه که پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز انجام داده‌اند، نشان می‌دهد تابش‌های کیهانی این انفجار ستاره‌ای می‌توانسته به DNA موجودات زنده آسیب بزند و باعث جهش‌هایی شود که منجر به افزایش تنوع ویروس‌های آلوده‌کننده ماهیان در دریاچه تانگانیکا شده است.
دریاچه تانگانیکا که در امتداد گسل آفریقای شرقی، میان کوه‌ها قرار دارد، با طولی بیش از ۶۴۰ کیلومتر، عمیق‌ترین دریاچه قاره آفریقا محسوب می‌شود. این دریاچه ۱۶ درصد آب شیرین قابل‌دسترس جهان را در خود جای داده است.
بین ۲ تا ۳ میلیون سال پیش، تعداد گونه‌های ویروسی که ماهیان این دریاچه را آلوده می‌کردند، به‌طرز چشمگیری افزایش یافت. اکنون پژوهشگران در مطالعه‌ای جدیدی که در مجله Astrophysical Journal Letters منتشر شده، این فرضیه را مطرح کرده‌اند که شاید این جهش ویروسی به انفجار ستاره‌ای دوردست مرتبط باشد.
ظاهراً پرتوهای کیهانی ناشی از ابرنواختر روند تکامل ویروس‌ها در آفریقا را تغییر داده است!
در این پژوهش که به سرپرستی «کیتلین نوجیری»، فارغ‌التحصیل دانشگاه کالیفرنیا، انجام شده، پژوهشگران از ایزوتوپ‌های آهن برای شناسایی ابرنواختر ۲ میلیون و ۵۰۰ هزار ساله استفاده کردند. این پژوهش با همکاری «انریکو رامیرز-رویز»، استاد نجوم و اخترفیزیک، و «نوئمی گلوبوس»، پژوهشگر پسادکتری، انجام شده است.
محققان این انفجار ستاره‌ای را به افزایش ناگهانی میزان تابش‌های کیهانی که در همان بازه زمانی به زمین برخورد کرده‌اند، مرتبط می‌دانند. به گفته محققان، شدت این تابش‌ها به حدی بوده که می‌توانسته موجب تخریب DNA موجودات زنده شود و شاید همین عامل باعث جهش و تنوع گونه‌های ویروسی در دریاچه تانگانیکا شده باشد. نوجیری دراین‌باره می‌گوید:
«بسیار جالب است که ببینیم پدیده‌هایی که در فاصله‌های بسیار دور رخ می‌دهند، چگونه می‌توانند بر زندگی ما یا قابلیت زیست‌پذیری سیاره تأثیر بگذارند.»
از انفجار ابرنواختری در اعماق فضا تا بستر دریاچه
این پژوهش با بررسی بستر دریاچه تانگانیکا آغاز شد. آنجا نوعی آهن رادیواکتیو که در اثر انفجار ستارگان تولید می‌شود، یافت شد. محققان با بررسی میزان واپاشی این عنصر که با نام آهن ۶۰ شناخته می‌شود، توانستند سن آن را تعیین کنند.
نتایج نشان داد این آهن در ۲ دوره زمانی متفاوت شکل گرفته است: برخی اتم‌های آن حدود ۲ میلیون و ۵۰۰ هزار سال پیش و برخی دیگر ۶ میلیون و ۵۰۰ هزار سال پیش به وجود آمده‌اند. در ادامه، محققان مسیرهای گذشته اجرام آسمانی را ردیابی کردند تا منبع این آهن را مشخص کنند.
ردیابی منشأ آهن ۶.۵ میلیون‌ساله در بستر دریاچه تانگانیکا
منظومه شمسی ما اکنون در منطقه‌ای نسبتاً خالی از ماده به نام «حباب محلی» قرار دارد. زمین حدود ۶ میلیون و ۵۰۰ هزار سال پیش وارد این حباب شد و از میان غبارهای ستاره‌ای موجود در مرز آن عبور کرد؛ همین موضوع باعث شد آهن-۶۰ قدیمی‌تر روی زمین پراکنده شود.
سپس بین ۲ تا ۳ میلیون سال پیش، یکی از ستارگان همسایه منفجر شد و گروه دوم آهن رادیواکتیو (۲ میلیون و ۵۰۰ هزارساله) را به زمین رساند. نوجیری توضیح می‌دهد:
«آهن-۶۰ در نقش نشانگر به ما کمک می‌کند زمان وقوع این ابرنواخترها را مشخص کنیم. معتقدیم بین ۲ تا ۳ میلیون سال پیش، ابرنواختر در نزدیکی زمین رخ داده است.»
پرتوهای کیهانی انفجار ابرنواختری و جهش‌های ژنتیکی
هنگامی که نوجیری و همکارانش این ابرنواختر را شبیه‌سازی کردند، دریافتند پرتوهای کیهانی ناشی از آن برای حدود ۱۰۰ هزار سال پس از انفجار به زمین برخورد کرده‌اند. این مدل افزایش ناگهانی میزان تابش کیهانی را که در همان دوره زمانی در زمین ثبت شده بود، به‌خوبی توضیح می‌داد؛ موضوعی که سال‌ها دانشمندان را متحیر کرده بود!
براساس این پژوهش، پرتوهای کیهانی این ابرنواختر احتمالاً چنان شدید بوده‌اند که می‌توانسته‌اند رشته‌های DNA را از هم جدا کنند. نوجیری می‌گوید:
«مطالعات دیگر نشان داده‌اند تابش‌های کیهانی می‌توانند به DNA آسیب برسانند. این موضوع می‌تواند در قالب عاملی تسریع‌کننده در تغییرات تکاملی و جهش‌های ژنتیکی در سلول‌ها عمل کند.»
به گفته نوجیری، آنها هنگامی به این قضیه برخوردند که تنوع ویروسی در یکی از دریاچه‌های دره کافتی آفریقا را بررسی کرده بود: «نمی‌توانیم با اطمینان بگوییم این ۲ پدیده به هم مرتبط‌اند اما بازه زمانی آنها مشابه است. این موضوع که همان دوره، تنوع ویروس‌ها افزایش یافته، برای ما جالب بود.»
اگرچه این مطالعه شواهدی از ارتباط احتمالی بین انفجارهای ستاره‌ای، افزایش تابش‌های کیهانی و جهش‌های ژنتیکی در ویروس‌های دریاچه تانگانیکا ارائه می‌دهد اما همچنان پرسش‌های بسیاری باقی مانده. پژوهشگران قصد دارند با بررسی دقیق‌تر داده‌های ژئوشیمیایی و مدل‌سازی‌های پیشرفته‌تر، نقش این پرتوها در تغییرات زیستی را بهتر درک کنند.
همچنین مطالعات آینده می‌توانند تأثیرات مشابهی در سایر بازه‌های زمانی و محیط‌های زیستی بررسی کنند تا ارتباط پدیده‌های کیهانی و تکامل حیات را روشن‌تر کنند.
منبع: https://digiato.com/astronomy/cosmic-radiation-from-a-supernova-altered-virus-evolution-in-africa-study-proposes