बायोसिग्नेचर

एक बायोसिग्नेचर (कभी-कभी रासायनिक जीवाश्म या आणविक जीवाश्म कहा जाता है) कोई भी पदार्थ है - जैसे कि एक तत्व, आइसोटोप, या अणु - या घटना जो पिछले या वर्तमान जीवन का वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान करती है। जीवन की मापने योग्य विशेषताओं में इसकी जटिल भौतिक या रासायनिक संरचनाएं और थर्मोडायनामिक मुक्त ऊर्जा का उपयोग और बायोमास और सेलुलर अपशिष्ट उत्पाद का उत्पादन सम्मलित है। एक बायोसिग्नेचर पृथ्वी के बाहर रहने वाले जीवों के लिए साक्ष्य प्रदान कर सकता है और उनके अद्वितीय उप-उत्पादों की खोज करके प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से पता लगाया जा सकता है।

प्रकार
सामान्य तौर पर, बायोसिग्नेचर को दस व्यापक श्रेणियों में बांटा जा सकता है:
 * 1) आइसोटोप पैटर्न: आइसोटोपिक सबूत या पैटर्न जिन्हें जैविक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
 * 2) रसायन विज्ञान: रासायनिक विशेषताएं जिन्हें जैविक गतिविधि की आवश्यकता होती है।
 * 3) जैविक पदार्थ: जैविक प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित कार्बनिक पदार्थ।
 * 4) खनिज: खनिज या बायोमिनरल-चरण जिनकी संरचना और/या आकृति विज्ञान जैविक गतिविधि (जैसे, मैग्नेटाइट) को इंगित करते हैं।
 * 5) माइक्रोस्कोपिक संरचनाएं और बनावट: जैविक रूप से निर्मित सीमेंट, माइक्रोटेक्सचर, सूक्ष्म जीवाश्म विज्ञान और फिल्में।
 * 6) मैक्रोस्कोपिक भौतिक संरचनाएं और बनावट: संरचनाएं जो माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र, बायोफिल्म ्स (जैसे, स्ट्रोमेटोलाइट्स), या बड़े जीवों के जीवाश्मों को इंगित करती हैं।
 * 7) अस्थायी परिवर्तनशीलता: वायुमंडलीय गैसों के समय में भिन्नता, परावर्तन, या मैक्रोस्कोपिक उपस्थिति जो जीवन की उपस्थिति का संकेत देती है।
 * 8) सतह परावर्तन विशेषताएं: जैविक पिगमेंट के कारण बड़े पैमाने पर परावर्तक विशेषताएं, जिनका दूर से पता लगाया जा सकता है।
 * 9) वायुमंडलीय गैसें: चयापचय और/या जलीय प्रक्रियाओं द्वारा निर्मित गैसें, जो ग्रह-व्यापी पैमाने पर सम्मलित हो सकती हैं।
 * 10) टेक्नोसिग्नेचर्स: हस्ताक्षर जो तकनीकी रूप से उन्नत सभ्यता का संकेत देते हैं।

व्यवहार्यता
यह निर्धारित करना कि एक संभावित बायोसिग्नेचर जांच के लायक है या नहीं, यह एक मूलभूत रूप से जटिल प्रक्रिया है। वैज्ञानिकों को यह निष्कर्ष निकालने से पहले किसी भी और हर संभव वैकल्पिक व्याख्या पर विचार करना चाहिए कि कोई चीज एक वास्तविक बायोसिग्नेचर है। इसमें सूक्ष्म विवरणों की जांच करना सम्मलित है जो अन्य ग्रहों को अद्वितीय बनाते हैं और यह समझने में सक्षम होते हैं कि ग्रह पर सम्मलित  अपेक्षित गैर-जैविक प्रक्रियाओं से विचलन कब होता है। जीवन वाले ग्रह के मामले में, यह संभव है कि ये अंतर बहुत कम हो सकते हैं या बिल्कुल भी सम्मलित  नहीं हो सकते हैं, जिससे बायोसिग्नेचर की खोज में कठिनाई हो सकती है। वर्षों के वैज्ञानिक अध्ययनों ने तीन मानदंडों पर परिणत किया है कि एक संभावित बायोसिग्नेचर को आगे के शोध के लिए व्यवहार्य माने जाने के लिए मिलना चाहिए: विश्वसनीयता, उत्तरजीविता और पता लगाने की क्षमता।

विश्वसनीयता
एक बायोसिग्नेचर अन्य सभी प्रक्रियाओं पर हावी होने में सक्षम होना चाहिए जो समान भौतिक, वर्णक्रमीय और रासायनिक विशेषताओं का उत्पादन कर सकते हैं। संभावित बायोसिग्नेचर की जांच करते समय, वैज्ञानिकों को विचाराधीन बायोसिग्नेचर के अन्य सभी संभावित मूल पर विचार करने के लिए सावधान रहना चाहिए। जीवन के कई रूप हैं जो भू-रासायनिक प्रतिक्रियाओं की नकल करने के लिए जाने जाते हैं। वास्तव में, जीवोत्पत्ति  के सिद्धांतों में से एक में अणु सम्मलित  हैं जो यह पता लगाते हैं कि उनके द्वारा जारी की जा रही ऊर्जा का दोहन करने के लिए भू-रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कैसे उत्प्रेरित किया जाए। ये कुछ शुरुआती ज्ञात चयापचय हैं ( मेथानोजेनेसिस  देखें)। इस तरह के मामले में, वैज्ञानिक भू-रासायनिक चक्र में एक असमानता की खोज कर सकते हैं, जो एक प्रतिक्रिया की तुलना में अधिक या कम होने की ओर इशारा करेगा। इस तरह के असंतुलन की व्याख्या जीवन के संकेत के रूप में की जा सकती है।

उत्तरजीविता
एक बायोसिग्नेचर लंबे समय तक टिकने में सक्षम होना चाहिए ताकि एक जांच, दूरबीन या मानव इसका पता लगाने में सक्षम हो सके। एक जैविक जीव द्वारा ऊर्जा के लिए उपापचयी प्रतिक्रियाओं के उपयोग का एक परिणाम उपापचयी अपशिष्ट का उत्पादन है। इसके अलावा, एक जीव की संरचना को एक जीवाश्म के रूप में संरक्षित किया जा सकता है और हम जानते हैं कि पृथ्वी पर कुछ जीवाश्म प्रारंभिक ज्ञात जीवन रूप हैं | जो 3.5 अरब वर्ष पुराने हैं। ये उपोत्पाद उत्कृष्ट बायोसिग्नेचर बना सकते हैं क्योंकि वे जीवन के लिए प्रत्यक्ष प्रमाण प्रदान करते हैं। हालांकि, एक व्यवहार्य बायोसिग्नेचर होने के लिए, एक उप-उत्पाद बाद में बरकरार रहना चाहिए ताकि वैज्ञानिक इसे खोज सकें।

पता लगाने की क्षमता
बायोसिग्नेचर के लिए वैज्ञानिक जांच के संदर्भ में प्रासंगिक होने के लिए, यह वर्तमान में उपलब्ध तकनीक के साथ पता लगाने योग्य होना चाहिए। यह एक स्पष्ट कथन प्रतीत होता है, हालाँकि ऐसे कई परिदृश्य हैं जिनमें जीवन एक ग्रह पर सम्मलित हो सकता है, फिर भी मानव-निर्मित सीमाओं के कारण पता नहीं चल पाता है।

झूठी सकारात्मक
हर संभव बायोसिग्नेचर अपने स्वयं के अनूठे झूठी सकारात्मक और झूठी नकारात्मक तंत्र, या गैर-जैविक प्रक्रियाओं से जुड़ा होता है जो बायोसिग्नेचर की पहचान योग्य विशेषता की नकल कर सकते हैं। इसका एक महत्वपूर्ण उदाहरण ऑक्सीजन को बायोसिग्नेचर के रूप में उपयोग करना है। पृथ्वी पर, अधिकांश जीवन ऑक्सीजन के आसपास केंद्रित है। यह प्रकाश संश्लेषण का एक उप-उत्पाद है और इसे बाद में जीवन के अन्य रूपों द्वारा सांस लेने के लिए उपयोग किया जाता है। वर्णक्रमीय रेखा  में ऑक्सीजन भी आसानी से पता लगाया जा सकता है, जिसमें अपेक्षाकृत व्यापक तरंग दैर्ध्य रेंज में कई बैंड होते हैं, इसलिए यह एक बहुत अच्छा बायोसिग्नेचर बनाता है। हालांकि, किसी ग्रह के वायुमंडल में अकेले ऑक्सीजन का पता लगाना बायोसिग्नेचर की पुष्टि करने के लिए पर्याप्त नहीं है क्योंकि इससे जुड़े झूठे-सकारात्मक तंत्र हैं। एक संभावना यह है कि अगर गैर-संघनित गैसों की कम सूची है या यदि यह बहुत अधिक पानी खो देता है तो ऑक्सीजन अजैविक रूप से Photodissociation के माध्यम से निर्माण कर सकता है।  किसी बायोसिग्नेचर को उसके संभावित झूठे-सकारात्मक तंत्र से अलग करना व्यवहार्यता के लिए परीक्षण के सबसे जटिल भागों में से एक है क्योंकि यह अजैविक-जैविक विकृति को तोड़ने के लिए मानव सरलता पर निर्भर करता है, अगर प्रकृति अनुमति देती है।

गलत नकारात्मक
झूठे सकारात्मक के विपरीत, झूठे सकारात्मक और झूठे नकारात्मक बायोसिग्नेचर एक ऐसे परिदृश्य में उत्पन्न होते हैं जहां जीवन किसी अन्य ग्रह पर सम्मलित हो सकता है, लेकिन उस ग्रह पर कुछ प्रक्रियाएं होती हैं जो संभावित बायोसिग्नेचर को पता नहीं लगा पाती हैं। यह भविष्य की दूरबीनों की तैयारी में एक सतत समस्या और अनुसंधान का क्षेत्र है जो बाह्य ग्रहों के वायुमंडल को देखने में सक्षम होगा।

मानवीय सीमाएं
ऐसे कई तरीके हैं जिनसे मनुष्य संभावित बायोसिग्नेचर की व्यवहार्यता को सीमित कर सकते हैं। कुछ झूठे-सकारात्मक तंत्रों की जांच करते समय एक टेलीस्कोप का संकल्प महत्वपूर्ण हो जाता है, और कई सम्मलित ा दूरबीनों में इनमें से कुछ की जांच करने के लिए आवश्यक संकल्प पर निरीक्षण करने की क्षमता नहीं होती है। इसके अलावा, अलग-अलग रुचियों वाले वैज्ञानिकों के विशाल सहयोग से जांच और दूरबीनों पर काम किया जाता है। नतीजतन, नई जांच और दूरबीनों में विभिन्न प्रकार के उपकरण होते हैं जो हर किसी के अद्वितीय इनपुट से समझौता करते हैं। एक अलग प्रकार के वैज्ञानिक के लिए बायोसिग्नेचर से संबंधित न होने वाली किसी चीज का पता लगाने में सक्षम होने के लिए, बायोसिग्नेचर की खोज करने के लिए एक उपकरण की क्षमता में बलिदान करना पड़ सकता है।

जियोमाइक्रोबायोलॉजी
पृथ्वी पर प्राचीन रिकॉर्ड यह देखने का अवसर प्रदान करता है कि माइक्रोबियल जीवन द्वारा कौन से भू-रासायनिक हस्ताक्षर उत्पन्न किए जाते हैं और ये हस्ताक्षर भूगर्भिक समय पर कैसे संरक्षित किए जाते हैं। कुछ संबंधित विषयों जैसे भू-रसायन, भू-जीव विज्ञान, और भू-सूक्ष्म जीव विज्ञान अक्सर यह निर्धारित करने के लिए जैव-हस्ताक्षर का उपयोग करते हैं कि जीवित जीव एक नमूने में सम्मलित हैं या नहीं। इन संभावित बायोसिग्नेचर्स में सम्मलित  हैं: (ए)  microfossils  और स्ट्रोमेटोलाइट्स; (बी) आणविक संरचनाएं (बायोमार्कर) और कार्बनिक पदार्थों में कार्बन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के आइसोटोप; (सी) खनिजों के एकाधिक सल्फर और ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात; और (डी) रेडॉक्स संवेदनशील धातुओं (जैसे, फे, मो, सीआर, और दुर्लभ पृथ्वी तत्व) के बहुतायत संबंध और समस्थानिक रचनाएं। उदाहरण के लिए, एक नमूने में मापा गया विशेष वसायुक्त अम्ल यह संकेत दे सकता है कि उस वातावरण में किस प्रकार के [[जीवाणु]] और आर्किया रहते हैं। एक अन्य उदाहरण 23 से अधिक परमाणुओं वाली लंबी-श्रृंखला वसायुक्त शराब हैं जो प्लवक बैक्टीरिया द्वारा निर्मित होते हैं। जब इस अर्थ में प्रयोग किया जाता है, तो भू-रसायनविद अक्सर बायोमार्कर शब्द पसंद करते हैं। एक अन्य उदाहरण मिट्टी या तलछट में 20-36 कार्बन परमाणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन, अल्कोहल और फैटी एसिड के रूप में सीधी-श्रृंखला वाले [[लिपिड]] की उपस्थिति है। पीट का जमाव उच्च पौधों के उपरिकेंद्र मोम से उत्पन्न होने का संकेत है।

जीवन प्रक्रियाएं न्यूक्लिक एसिड, लिपिड, प्रोटीन, एमिनो एसिड, केरोजेन जैसी सामग्री और चट्टानों और तलछटों में पता लगाने योग्य विभिन्न रूपात्मक विशेषताओं जैसे बायोसिग्नेचर की एक श्रृंखला का उत्पादन कर सकती हैं। रोगाणुओं अक्सर भू-रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे रॉक रिकॉर्ड में विशेषताएं बायोसिग्नेचर का संकेत देती हैं। उदाहरण के लिए, कार्बोनेट चट्टानों में बैक्टीरियल माइक्रोमीटर के आकार के छिद्र संचरित प्रकाश के तहत समावेशन के समान होते हैं, लेकिन अलग-अलग आकार, आकार और पैटर्न (घुमावदार या वृक्ष के समान) होते हैं और सामान्य द्रव समावेशन से भिन्न रूप से वितरित होते हैं। एक संभावित बायोसिग्नेचर एक ऐसी घटना है जो जीवन द्वारा उत्पन्न हो सकती है, लेकिन जिसके लिए वैकल्पिक अजैविक घटक उत्पत्ति भी संभव हो सकती है।

आकृति विज्ञान
एक अन्य संभावित बायोसिग्नेचर मॉर्फोलॉजी (जीव विज्ञान) हो सकता है क्योंकि कुछ वस्तुओं के आकार और आकार संभावित रूप से पिछले या वर्तमान जीवन की उपस्थिति का संकेत दे सकते हैं। उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह के उल्कापिंड ALH84001 में सूक्ष्म मैग्नेटाइट क्रिस्टल उस नमूने में कई संभावित बायोसिग्नेचर की सबसे लंबी बहस में से एक हैं। मार्टियन ALH84001 में अध्ययन किए गए संभावित जैवखनिजीकरण में पुटेटिव माइक्रोबियल जीवाश्म, छोटे चट्टान जैसी संरचनाएं सम्मलित  हैं, जिनका आकार एक संभावित बायोसिग्नेचर था क्योंकि यह ज्ञात बैक्टीरिया जैसा दिखता था। अधिकांश वैज्ञानिकों ने अंततः निष्कर्ष निकाला कि ये जीवाश्म कोशिका (जीव विज्ञान) बनने के लिए बहुत छोटे थे। एक आम सहमति जो इन चर्चाओं से उभरी है, और अब इसे एक महत्वपूर्ण आवश्यकता के रूप में देखा जाता है, इस तरह के असाधारण दावों का समर्थन करने वाले किसी भी रूपात्मक डेटा के अतिरिक्त साक्ष्य की और पंक्तियों की मांग है। वर्तमान में, वैज्ञानिक सहमति यह है कि आदिम जीवन का पता लगाने के लिए एक उपकरण के रूप में केवल आकृति विज्ञान का स्पष्ट रूप से उपयोग नहीं किया जा सकता है।  आकृति विज्ञान की व्याख्या कुख्यात रूप से व्यक्तिपरक है, और अकेले इसके उपयोग से व्याख्या की कई त्रुटियां हुई हैं।

रासायनिक
कोई भी यौगिक यह साबित नहीं करेगा कि जीवन एक बार अस्तित्व में था। बल्कि, यह चयन की प्रक्रिया को दर्शाने वाले किसी भी कार्बनिक यौगिक में सम्मलित विशिष्ट पैटर्न होंगे। उदाहरण के लिए, अवक्रमित कोशिकाओं द्वारा छोड़े गए झिल्लीदार लिपिड केंद्रित होंगे, एक सीमित आकार की सीमा होगी, और कार्बन की एक समान संख्या सम्मलित  होगी। इसी तरह, जीवन केवल बाएं हाथ के अमीनो एसिड का उपयोग करता है। हालाँकि, बायोसिग्नेचर को रासायनिक नहीं होना चाहिए, और एक विशिष्ट चुंबकीय बायोसिग्नेचर द्वारा भी सुझाया जा सकता है। मंगल ग्रह पर, सतह के ऑक्सीडेंट और यूवी विकिरण ने सतह पर या उसके पास कार्बनिक अणुओं को बदल दिया होगा या नष्ट कर दिया होगा। एक मुद्दा जो इस तरह की खोज में अस्पष्टता जोड़ सकता है, वह तथ्य यह है कि पूरे मंगल ग्रह के इतिहास में, अबाजीनिक जैविक-समृद्ध चोंड्राइट ने निस्संदेह मंगल ग्रह की सतह पर बारिश की है। उसी समय, आयनकारी विकिरण के संपर्क में आने के साथ-साथ मंगल ग्रह की मिट्टी में मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट उल्कापिंडों या जीवों से आणविक हस्ताक्षर को बदल या नष्ट कर सकता है। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण मिट्टी और वाष्पीकरण जैसे दफन क्रिस्टलीय खनिजों की सांद्रता की तलाश करना होगा, जो कार्बनिक पदार्थ को आयनकारी विकिरण और मजबूत ऑक्सीडेंट के विनाशकारी प्रभावों से बचा सकता है। मार्टियन बायोसिग्नेचर की खोज बन गई है इस खोज के कारण अधिक आशाजनक है कि सतह और निकट-सतह जलीय वातावरण उसी समय मंगल पर सम्मलित थे जब जैविक कार्बनिक पदार्थ पृथ्वी पर प्राचीन जलीय अवसादों में संरक्षित किए जा रहे थे।

वायुमंडलीय
एक्सोप्लैनेट्स के वायुमंडलीय गुणों का विशेष महत्व है, क्योंकि वायुमंडल निकट भविष्य के लिए सबसे अधिक संभावित वेधशालाएं प्रदान करते हैं, जिनमें वास क्षमता संकेतक और बायोसिग्नेचर सम्मलित हैं। अरबों वर्षों में, एक ग्रह पर जीवन की प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप रसायनों का मिश्रण होता है, जो सामान्य रासायनिक संतुलन में बनने वाली किसी भी चीज़ के विपरीत होता है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी पर जीवन द्वारा बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन और थोड़ी मात्रा में मीथेन उत्पन्न होती है।

एक एक्सोप्लैनेट का रंग-या परावर्तक स्पेक्ट्रम-का उपयोग उन पिगमेंट के प्रभाव के कारण बायोसिग्नेचर के रूप में भी किया जा सकता है जो मूल रूप से विशिष्ट जैविक हैं जैसे कि फोटोट्रोफ और प्रकाश संश्लेषक जीवन रूपों के पिगमेंट। हमारे सौर मंडल के बाहर देखी गई दुनिया की तुलना में दूर से देखने पर वैज्ञानिक इसके उदाहरण के रूप में पृथ्वी का उपयोग करते हैं (हल्का नीला डॉट देखें)। जीवन रूपों पर पराबैंगनी विकिरण दृश्य तरंग दैर्ध्य में बायोफ्लोरेसेंस को भी प्रेरित कर सकता है जिसे विकास के तहत अंतरिक्ष वेधशालाओं की नई पीढ़ी द्वारा पता लगाया जा सकता है।

कुछ वैज्ञानिकों ने अलौकिक वातावरण में हाइड्रोजन और मीथेन का पता लगाने के तरीकों की सूचना दी है। रहने योग्य संकेतकों और बायोसिग्नेचर्स की ग्रहीय और पर्यावरणीय संदर्भ में व्याख्या की जानी चाहिए। उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन और मीथेन की एक साथ उपस्थिति जीवन द्वारा उत्पन्न अत्यधिक थर्मोकेमिकल असमानता का संकेत दे सकती है। शीर्ष 14,000 प्रस्तावित वायुमंडलीय बायोसिग्नेचर में से दो डाइमिथाइल सल्फाइड और क्लोरोमेथेन हैं. एक वैकल्पिक बायोसिग्नेचर मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का संयोजन है।

शुक्र के वातावरण में फॉस्फीन का पता लगाना वीनस पर जीवन है संभावित बायोसिग्नेचर के रूप में संभावित बायोमार्कर।

मंगल ग्रह पर मीथेन
मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की उपस्थिति चल रहे अनुसंधान का एक क्षेत्र है और एक अत्यधिक विवादास्पद विषय है। प्रकाश रसायन द्वारा वातावरण में नष्ट होने की इसकी प्रवृत्ति के कारण, किसी ग्रह पर अतिरिक्त मीथेन की उपस्थिति एक संकेत हो सकती है कि एक सक्रिय स्रोत होना चाहिए। जीवन पृथ्वी पर मीथेन का सबसे मजबूत स्रोत होने के साथ, किसी अन्य ग्रह पर मीथेन बहुतायत में असमानता का अवलोकन करना एक व्यवहार्य बायोसिग्नेचर हो सकता है। 2004 के बाद से, मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की कई तरह की खोज की गई है, जो मंगल की सतह पर ऑनबोर्ड ऑर्बिटर्स और ग्राउंड-आधारित लैंडर्स के साथ-साथ पृथ्वी-आधारित दूरबीनों द्वारा की गई है।     इन मिशनों ने कहीं भी 'पृष्ठभूमि स्तर' के बीच 0.24 और 0.65 भागों प्रति बिलियन के बीच मात्रा (पीपीबीवी) के बीच मूल्यों की सूचना दी। 45 ± 10 पीपीबीवी तक

हालांकि,ईएसए-रोस्कोस्मोस एक्सोमार्स ट्रेस गैस ऑर्बिटर बोर्ड पर एसीएस और नोमैड उपकरणों का उपयोग करने वाले हालिया माप दोनों मंगल गोलार्द्धों पर अक्षांश और देशांतर की एक सीमा पर किसी भी मीथेन का पता लगाने में विफल रहे हैं। ये अत्यधिक संवेदनशील उपकरण 0.05 पी.पी.बी.वी पर समग्र मीथेन बहुतायत पर एक ऊपरी सीमा लगाने में सक्षम थे। यह गैर-पता लगाना एक बड़ा विरोधाभास है जो पहले कम संवेदनशील उपकरणों के साथ देखा गया था और मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की उपस्थिति पर चल रही बहस में एक मजबूत तर्क बना रहेगा।

इसके अतिरिक्त, वर्तमान फोटोकैमिकल मॉडल मंगल ग्रह के वातावरण में मीथेन की उपस्थिति और अंतरिक्ष और समय में इसकी रिपोर्ट की गई तीव्र विविधताओं की व्याख्या नहीं कर सकते हैं। अभी न तो इसके तीव्र रूप और न ही लुप्त होने की व्याख्या की जा सकती है। संदर्भ>मार्स ट्रेस गैस मिशन (10 सितंबर, 2009) मीथेन के लिए बायोजेनिक उत्पत्ति का पता लगाने के लिए, एक मास स्पेक्ट्रोमीटर की मेजबानी करने वाले भविष्य की जांच या लैंडर की आवश्यकता होगी, क्योंकि मीथेन में कार्बन-12 से कार्बन-14 के समस्थानिक अनुपात अलग हो सकते हैं बायोजेनिक और गैर-बायोजेनिक उत्पत्ति के बीच, इसी तरह पृथ्वी पर बायोजेनिक मीथेन को पहचानने के लिए δ13C मानक के उपयोग के लिए। रेफरी नाम = नासा> रिमोट सेंसिंग ट्यूटोरियल, धारा 19-13ए  - तीसरी सहस्राब्दी के के माध्यम से मंगल मिशन, निकोलस एम. शॉर्ट सीनियर, एट अल., नासा

वायुमंडलीय असमानता
वातावरण में गैस प्रजातियों की प्रचुरता में असमानता की व्याख्या बायोसिग्नेचर के रूप में की जा सकती है। पृथ्वी पर, जीवन ने वातावरण को इस तरह से बदल दिया है कि किसी भी अन्य प्रक्रिया को दोहराने की संभावना नहीं होगी। इसलिए, संतुलन से प्रस्थान बायोसिग्नेचर के लिए प्रमाण है। उदाहरण के लिए, पृथ्वी के वायुमंडल में मीथेन की बहुतायत निरंतर मीथेन प्रवाह के कारण संतुलन मूल्य से ऊपर परिमाण का क्रम है जो सतह पर जीवन का उत्सर्जन करता है। मेजबान तारे के आधार पर, किसी अन्य ग्रह पर मीथेन प्रचुरता में एक असमानता एक बायोसिग्नेचर का संकेत दे सकती है।

अज्ञेय बायोसिग्नेचर
क्योंकि ज्ञात जीवन का एकमात्र रूप यह है कि पृथ्वी पर, बायोसिग्नेचर की खोज उन उत्पादों से अत्यधिक प्रभावित होती है जो जीवन पृथ्वी पर पैदा करता है। चूँकि, जीवन जो पृथ्वी पर जीवन से भिन्न है, अभी भी बायोसिग्नेचर का उत्पादन कर सकता है जो मनुष्यों द्वारा पता लगाया जा सकता है, भले ही उनके विशिष्ट जीव विज्ञान के बारे में कुछ भी ज्ञात न हो। बायोसिग्नेचर के इस रूप को अज्ञेय बायोसिग्नेचर कहा जाता है क्योंकि यह जीवन के उस रूप से स्वतंत्र होता है जो इसे उत्पन्न करता है। यह व्यापक रूप से सहमत है कि सभी जीवन- चाहे वह पृथ्वी पर जीवन से कितना ही अलग क्यों न हो- को फलने-फूलने के लिए ऊर्जा के स्रोत की आवश्यकता होती है। इसमें कुछ प्रकार की रासायनिक असमानता सम्मलित होनी चाहिए, जिसका चयापचय के लिए शोषण किया जा सकता है।  भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं जीवन से स्वतंत्र हैं, और यदि वैज्ञानिक किसी अन्य ग्रह पर भूविज्ञान को पर्याप्त रूप से सीमित करने में सक्षम हैं, तो वे जानते हैं कि उस ग्रह के लिए विशेष भूगर्भीय संतुलन क्या होना चाहिए। भूगर्भीय संतुलन से विचलन को वायुमंडलीय असमानता और अज्ञेय बायोसिग्नेचर दोनों के रूप में व्याख्या किया जा सकता है।

प्रतिजैविक हस्ताक्षर
जिस तरह किसी ग्रह के बारे में बायोसिग्नेचर का पता लगाना एक अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण खोज होगी, उसी तरह इस बात का प्रमाण मिलना कि जीवन सम्मलित नहीं है, ग्रह के बारे में भी एक महत्वपूर्ण खोज हो सकती है। ऊर्जा में उपलब्ध संसाधनों को मेटाबोलाइज़ करने के लिए जीवन  रिडॉक्स  असंतुलन पर निर्भर करता है। प्रमाण है कि एक ग्रह पर कुछ भी रेडॉक्स असंतुलन के कारण उपलब्ध मुफ्त दोपहर के भोजन का लाभ नहीं उठा रहा है, इसे एंटीबायोसिग्नचर कहा जाता है।

मंगल ग्रह का वातावरण
मंगल ग्रह के वातावरण में प्रकाश रसायन से उत्पादित CO और H की प्रचुरता है2, जो अणुओं को कम कर रहे हैं। मंगल का वातावरण अन्यथा ज्यादातर ऑक्सीकरण कर रहा है, जिससे अप्रयुक्त ऊर्जा का एक स्रोत बन जाता है जिसका जीवन दोहन कर सकता है यदि यह एक या इन दोनों को कम करने वाले अणुओं के साथ संगत चयापचय का उपयोग करता है। क्योंकि इन अणुओं को देखा जा सकता है, वैज्ञानिक इसे एक प्रतिजैविक हस्ताक्षर के प्रमाण के रूप में उपयोग करते हैं। वैज्ञानिकों ने इस अवधारणा का उपयोग मंगल ग्रह पर जीवन के खिलाफ एक तर्क के रूप में किया है।

सौर मंडल के अंदर मिशन
खगोल की स्थापना इस आधार पर की गई है कि अंतरिक्ष में पाए जाने वाले बायोसिग्नेचर्स को अलौकिक जीवन के रूप में पहचाना जाएगा। एक बायोसिग्नेचर की उपयोगिता न केवल इसे बनाने वाले जीवन की संभावना से निर्धारित होती है बल्कि इसे बनाने वाली गैर-जैविक (अजैविक) प्रक्रियाओं की असंभवता से भी निर्धारित होती है। यह निष्कर्ष निकालने के लिए कि एक अलौकिक जीवन रूप (अतीत या वर्तमान) के साक्ष्य की खोज की गई है, यह सिद्ध करने की आवश्यकता है कि एक संभावित बायोसिग्नेचर जीवन की गतिविधियों या अवशेषों द्वारा निर्मित किया गया था। जैसा कि अधिकांश वैज्ञानिक खोजों के साथ होता है, बायोसिग्नेचर की खोज के लिए साक्ष्य निर्माण की आवश्यकता होगी जब तक कि कोई अन्य स्पष्टीकरण सम्मलित  न हो।

बायोसिग्नेचर के संभावित उदाहरणों में जटिल कार्बनिक यौगिक या संरचनाएँ सम्मलित हैं जिनका निर्माण जीवन के अभाव में वस्तुतः अप्राप्य है:


 * 1) कोशिकीय और बाह्य कोशिकीय आकृति विज्ञान
 * 2) चट्टानों में जैव अणु
 * 3) जैव-कार्बनिक आणविक संरचनाएं
 * 4) चिरायता
 * 5) बायोजेनिक सिलिका
 * 6) खनिजों और कार्बनिक यौगिकों में बायोजेनिक आइसोटोप पैटर्न
 * 7) वायुमंडलीय गैसें
 * 8) प्रकाश संश्लेषक वर्णक

मंगल ग्रह के लिए वाइकिंग मिशन
1970 के दशक में मंगल ग्रह के लिए वाइकिंग लैंडर ने पहला प्रयोग किया जो स्पष्ट रूप से किसी अन्य ग्रह पर बायोसिग्नेचर देखने के लिए डिज़ाइन किया गया था। दो वाइकिंग कार्यक्रमों में से प्रत्येक में तीन वाइकिंग जैविक प्रयोग | जीवन-पहचान प्रयोग थे जो चयापचय के संकेतों की खोज में थे; चूंकि, परिणाम अनिर्णायक घोषित किए गए थे।

मंगल विज्ञान प्रयोगशाला
मंगल विज्ञान प्रयोगशाला मिशन का क्यूरियोसिटी रोवर अपने क्यूरियोसिटी रोवर के साथ वर्तमान में मंगल ग्रह के पर्यावरण के संभावित अतीत और वर्तमान ग्रहों की रहने की क्षमता का आकलन कर रहा है और मंगल की सतह पर बायोसिग्नेचर का पता लगाने का प्रयास कर रहा है। एमएसएल इंस्ट्रूमेंट पेलोड पैकेज को ध्यान में रखते हुए, बायोसिग्नेचर के निम्न वर्ग एमएसएल डिटेक्शन विंडो के भीतर हैं: जीव आकृति विज्ञान (कोशिकाएं, शरीर के जीवाश्म, कास्ट), बायोफैब्रिक्स (माइक्रोबियल मैट सहित), डायग्नोस्टिक ऑर्गेनिक मॉलिक्यूल्स, आइसोटोपिक सिग्नेचर, बायोमिनरलाइजेशन और बायोएल्टरेशन के सबूत। रसायन विज्ञान और बायोजेनिक गैसों में स्थानिक पैटर्न। क्यूरियोसिटी रोवर तलछटी निक्षेपों में संरक्षित 'जीवाश्म' कार्बनिक पदार्थों का पता लगाने की संभावना को अधिकतम करने के लिए  पता लगना ्स को लक्षित करता है।

एक्सोमार्स ऑर्बिटर
2016 एक्सोमार्स ट्रेस गैस ऑर्बिटर (टीजीओ) एक मंगल दूरसंचार ऑर्बिटर और वायुमंडलीय गैस विश्लेषक मिशन है। इसने शिआपरेली ईडीएम लैंडर को डिलीवर किया और फिर मंगल के वातावरण मीथेन और अन्य गैसों के स्रोतों को मैप करने के लिए अपनी विज्ञान कक्षा में बसना शुरू किया, और ऐसा करने में, रोज़ालिंड फ्रैंकलिन (रोवर) को लॉन्च करने के लिए लैंडिंग साइट का चयन करने में मदद मिलेगी। 2022 में। रोजालिंड फ्रैंकलिन रोवर मिशन का प्राथमिक उद्देश्य गहराई तक नमूने एकत्र करने में सक्षम ड्रिल का उपयोग करके सतह और उपसतह पर बायोसिग्नेचर की खोज है। 2 m, सतह को नहलाने वाले विनाशकारी विकिरण से दूर।

मंगल 2020 रोवर
मार्स 2020 रोवर, जिसे 2020 में लॉन्च किया गया था, का उद्देश्य मंगल ग्रह पर एक खगोल विज्ञान प्रासंगिक प्राचीन वातावरण की जांच करना है, मंगल की सतह के भूविज्ञान और इतिहास की जांच करना, जिसमें इसके पिछले ग्रहों की रहने की क्षमता का आकलन, मंगल पर पिछले जीवन की संभावना और संभावित सम्मलित हैं। सुलभ भूवैज्ञानिक सामग्रियों के भीतर बायोसिग्नेचर के संरक्षण के लिए।  इसके अलावा, यह भविष्य में पृथ्वी पर संभावित परिवहन के लिए सबसे दिलचस्प नमूनों को कैश करेगा।

टाइटन ड्रैगनफ्लाई
नासा के ड्रैगनफ्लाई (अंतरिक्ष यान) लैंडर/विमान अवधारणा को 2025 में लॉन्च करने का प्रस्ताव है और टाइटन (चंद्रमा) की जैविक समृद्ध सतह और वातावरण पर बायोसिग्नेचर के साक्ष्य की खोज करेगा, साथ ही इसके संभावित प्रीबायोटिक प्राथमिक सूप का अध्ययन करेगा। टाइटन शनि का सबसे बड़ा चंद्रमा है और व्यापक रूप से माना जाता है कि इसमें एक बड़ा उपसतह महासागर है जिसमें एक नमकीन पानी होता है। इसके अलावा, वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि टाइटन में प्रीबायोटिक (रसायन विज्ञान) रसायन विज्ञान को बढ़ावा देने के लिए आवश्यक शर्तें हो सकती हैं, जिससे यह बायोसिग्नेचर खोज के लिए एक प्रमुख उम्मीदवार बन सकता है।

यूरोपा क्लिपर
नासा के यूरोपा क्लिपर जांच को बृहस्पति के सबसे छोटे गैलीलियन चंद्रमाओं, यूरोपा (चंद्रमा) के लिए फ्लाईबी मिशन के रूप में डिजाइन किया गया है। 2024 में लॉन्च करने के लिए सेट, यह जांच यूरोपा पर रहने की क्षमता की जांच करेगी। यूरोपा सौर मंडल में बायोसिग्नेचर खोज के लिए सबसे अच्छे उम्मीदवारों में से एक है क्योंकि वैज्ञानिक सहमति है कि यह पृथ्वी पर दो से तीन गुना पानी की मात्रा के साथ एक उपसतह महासागर को बनाए रखता है। इस उपसतह महासागर के साक्ष्य में सम्मलित हैं:

यूरोपा क्लिपर जांच उपसतह महासागर और मोटी बर्फीली परत के अस्तित्व और संरचना की पुष्टि करने में मदद करने के लिए उपकरण ले जाएगी। इसके अलावा, यह उन विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए सतह का मानचित्रण करेगा जो एक उपसतह महासागर के कारण विवर्तनिक गतिविधि की ओर इशारा कर सकती हैं।
 * मल्लाह 1 (1979): यूरोपा की पहली क्लोज-अप तस्वीरें ली गई हैं। वैज्ञानिकों का प्रस्ताव है कि सतह पर टेक्टोनिक जैसे निशान एक उपसतह महासागर के कारण हो सकते हैं।
 * गैलीलियो (अंतरिक्ष यान) (1997): इस जांच पर सवार चुंबकत्वमापी  ने यूरोपा के पास चुंबकीय क्षेत्र में एक सूक्ष्म परिवर्तन का पता लगाया। इसे बाद में यूरोपा पर एक संवाहक परत में करंट के सम्मलित होने के कारण अपेक्षित चुंबकीय क्षेत्र में व्यवधान के रूप में व्याख्या की गई। इस संवाहक परत की संरचना नमकीन उपसतह महासागर के अनुरूप है।
 * हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी (2012): यूरोपा की एक तस्वीर ली गई थी, जिसमें सतह से जल वाष्प के एक पंख के निकलने का सबूत दिखाया गया था।

एन्सेलेडस
चूंकि शनि के छठे सबसे बड़े चंद्रमा, एन्सेलाडस पर बायोसिग्नेचर खोजने की कोई योजना नहीं है, बायोसिग्नेचर की खोज की संभावनाएं कई मिशन अवधारणाओं को वारंट करने के लिए काफी रोमांचक हैं जो भविष्य में वित्त पोषित हो सकती हैं। बृहस्पति के चंद्रमा यूरोपा के समान, एन्सेलाडस पर भी एक उपसतह महासागर के सम्मलित होने के बहुत से प्रमाण हैं। कैसिनी-ह्यूजेंस मिशन द्वारा 2005 में पहली बार जल वाष्प के पंखों को देखा गया था  और बाद में नमक के साथ-साथ कार्बनिक यौगिकों को सम्मलित  करने के लिए निर्धारित किया गया।  2014 में, यह निष्कर्ष निकालने के लिए एन्सेलेडस पर ग्रेविमीट्रिक माप का उपयोग करके अधिक सबूत प्रस्तुत किए गए थे कि वास्तव में एक बर्फीली सतह के नीचे पानी का एक बड़ा जलाशय है।   मिशन डिजाइन अवधारणाओं में सम्मलित  हैं:

इन सभी अवधारणा मिशनों के समान विज्ञान लक्ष्य हैं: महासागर-विश्व एन्सेलैडस की खोज के लिए सामरिक मानचित्र के अनुरूप, एन्सेलाडस की आदत का आकलन करना और बायोसिग्नेचर की खोज करना।
 * एन्सेलेडस लाइफ फाइंडर (ईएलएफ)
 * एन्सेलाडस लाइफ सिग्नेचर्स एंड हैबिटेबिलिटी
 * एन्सेलाडस ऑर्गेनिक एनालाइजर
 * एन्सेलेडस एक्सप्लोरर (एन-एक्स)
 * एन्सेलाडस और टाइटन के खोजकर्ता (ई2टी)
 * एन्सेलाडस और टाइटन की यात्रा (जेईटी)
 * एन्सेलाडस के लिए जीवन जांच (जीवन)
 * एन्सेलाडस के महासागर की वास क्षमता का परीक्षण (एन्सेलाडस के महासागर की वास क्षमता का परीक्षण)

सौर मंडल के बाहर खोज करना
पृथ्वी से 4.2 प्रकाश-वर्ष (1.3 पारसेक, 40 ट्रिलियन किमी, या 25 ट्रिलियन मील) दूर, निकटतम संभावित रहने योग्य एक्सोप्लैनेट प्रॉक्सिमा सेंटौरी बी है, जिसे 2016 में खोजा गया था। इसका अर्थ है कि अगर कोई जहाज जूनो (अंतरिक्ष यान) अंतरिक्ष यान (250,000 किलोमीटर प्रति घंटे या 150,000 मील प्रति घंटे) के रूप में तेजी से यात्रा कर सकता है, तो वहां पहुंचने में 18,100 से अधिक वर्ष लगेंगे। वर्तमान में सौर मंडल के बाहर बायोसिग्नेचर की खोज के लिए मानव या जांच भेजने के लिए संभव नहीं है। सौर मंडल के बाहर बायोसिग्नेचर खोजने का एकमात्र तरीका टेलीस्कोप के साथ एक्सोप्लैनेट्स का अवलोकन करना है।

सौर मंडल के बाहर कोई विश्वसनीय या पुष्टिकृत बायोसिग्नेचर डिटेक्शन नहीं हुआ है। इसके अतिरिक्त, अगली पीढ़ी के टेलीस्कोप की संभावनाओं के कारण यह अनुसंधान का तेजी से बढ़ता हुआ क्षेत्र है। जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप, जिसे दिसंबर 2021 में लॉन्च किया गया था, बायोसिग्नेचर की खोज में एक आशाजनक अगला कदम होगा। यद्यपि इसकी तरंग दैर्ध्य रेंज और रिज़ॉल्यूशन कुछ अधिक महत्वपूर्ण वायुमंडलीय बायोसिग्नेचर गैस बैंड जैसे ऑक्सीजन के साथ संगत नहीं होगा, फिर भी यह ऑक्सीजन झूठी सकारात्मक तंत्र के लिए कुछ सबूतों का पता लगाने में सक्षम होगा।

ग्राउंड-बेस्ड 30-मीटर क्लास टेलिस्कोप ( तीस मीटर टेलीस्कोप और अत्यंत विशाल टेलीस्कोप ) की नई पीढ़ी में विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर एक्सोप्लैनेट वायुमंडल के उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्पेक्ट्रा लेने की क्षमता होगी। ये टेलिस्कोप फोटोलिसिस के माध्यम से ऑक्सीजन के अजैविक निर्माण जैसे कुछ अधिक कठिन झूठे सकारात्मक तंत्रों को अलग करने में सक्षम होंगे। इसके अलावा, उनका बड़ा संग्रह क्षेत्र उच्च कोणीय संकल्प को सक्षम करेगा, जिससे प्रत्यक्ष इमेजिंग अध्ययन अधिक संभव हो जाएगा।

यह भी देखें

 * बायोइंडिकेटर
 * मर्मोज़ (जीवनरूपों का दूरस्थ पता लगाना)
 * तपस्या
 * तकनीकी हस्ताक्षर