أصل الحياة origin of life
هي واحدة من المشاكل الكبيرة التي لم تحل في العلم. نحن على يقين شبه تام بأن
الحياة الميكروبية microbial life رسخت اقدامها على
الأرض منذ حوالي ثلاثة ونصف بليون سنة، على الرغم من أنه لا أحد يستطيع أن يقول
بالتأكيد كيف أو أين نشأت الحياة. في الواقع، هناك العديد من الفرضيات hypotheses.
حول كل هذا هو معروف أن شكل شائع من أشكال الحياة البدائية أدى إلى الخلايا
البكتيرية والآركية. ولكن حتى هذا غير مؤكد. على افتراض أن الحياة نشأت هنا على
الأرض Earth، هل نشأت هذه الحياة مرة واحدة أو كان هناك فرصة "للحياة"
ان تنشأ أكثر من مرة —
وفي شكل مختلف؟
بول ديفيس Paul Davies
هو عالم الفيزياء النظرية theoretical physicist
وعالم الأحياء الفلكي astrobiologist
ومدير BEYOND: مركز المفاهيم الأساسية في العلوم بجامعة ولاية أريزونا. واحد من
"الأسئلة الكبرى" التي بحثها هو وآخرون هو ما إذا كانت الحياة "الغريبة
alien" مختبئة أمام أنوفنا. فرضيته هو أنه ربما الحياة شكلت عدة
مرات على كوكب الأرض ولا تزال موجودة هنا اليوم في ما يسمى " المحيط الحيوي الظلي
shadow biosphere" (المحيط
الحيوي: هو ذلك الجزء من الأرض – بما في ذلك الهواء والتربة والماء – حيث توجد
الحياة). لتعقب هذه الفكرة المثيرة للجدل، بدأ العلماء بالبحث عالياً واسفلاً
(حرفياً في الهواء وعميقاً في قشرة الأرض من بين أماكن أخرى) عن أدلة على أشكال
الحياة "الغريبة" – كائنات حية
والتي كنتيجة "نشأة ثانية" قد تختلف جذرياً عن جميع أشكال الحياة
الميكروبية المعروفة لأنها نشأت بشكل مستقل. على الأرجح، تلك الكائنات الحية ستكون
شبيهة بالميكروبات. يعتقد ديفيس أن ما قد يجعلها مختلفة هو كيمياء مميزة وبديلة. تستخدم
الميكروبات وجميع أشكال الحياة المعروفة أساسا نفس الكيمياء الخلوية cellular
chemistry – تكون شديدة التنوع – وتعمل بشفرة وراثية genetic code
متطابقة تقريبا. ربما أشكال الحياة غير المكتشفة هذه تبدو مثل خلايا البكتيريا أو
الأركيا، ولكن الكيمياء الحيوية biochemistry الخاصة بها قد تفردها
لوحدها على أنها "غريبة".
تتضمن بعض العلامات
المحتملة للكشف عن حياة الظل هذه:
أ- البروتينات proteins
– ربما هناك أشكال حياة تصنع البروتينات من أكثر من، أو بالإضافة
إلى، العشرين حمض أميني amino acids التي تستخدم
عادة ككتل بناء لجميع أشكال الحياة المعروفة؛
ب- الجزيئات
الحيوية biomolecules – تقترح الابحاث أن
الزرنيخ arsenic، على الرغم من أنه سام للحياة كما نعرفه ولكنه يوجد في فتحات
المحيطات ocean vents والينابيع الساخنة hot springs، يمكن له محاكاة
سلوك الفوسفور phosphorus، وبالتالي يمكن أن يحل محل الفوسفور في بناء الجزيئات الحيوية
الهامة بما في ذلك DNA والأغشية membranes؛
ج- السليكون silicon
– اقترح العديد من العلماء، وكتب كتاب الخيال العلمي قصص حول،
استخدام السيليكون بدلاً من الكربون باعتباره الاساس للجزيئات البيولوجية.
عرف علماء
الأحياء الدقيقة microbiologists جزء ضئيل من
الكائنات التي تشكل الكون الميكروبي microbial
universe هنا على الأرض. لأننا نعرف القليل جداً عن تنوع هذه الميكروبات،
هل من الممكن وجود أشكال "غريبة" أخرى لم تكتشف بعد؟ الأهم من ذلك، هذا هو
ما يدور حوله العلم – مجال الدراسة الذي يستند على أدلة تحاول وصف وفهم طبيعة
الكون كلياً أو جزئياً، أينما كان ذلك يأخذنا.
الأحياء الدقيقة
موجودة في معظم، إن لم يكن كل، البيئات على الأرض، وربما "توقيعات signatures"
من أشكال "غريبة" أخرى هي موجودة هناك أيضا. بعض الميكروبات يمكن ان
تعيش في درجات الحرارة المرتفعة للينابيع الحارة، الجريان السطحي الحمضي أو القلوي
من منجم، والظروف مفرطة الملوحة hypersaline conditions
في بعض البحيرات. في هذه الحالات، كما هو الحال في جميع البيئات التي توجد فيها
الميكروبات، يعتمد بقائها على قيد الحياة على الكيمياء الخلوية، التفاعلات
الكيميائية بين الذرات atoms والجزيئات molecules
التي توفر الأيض metabolism الفريد الموجود في الخلايا الميكروبية.
المبادئ الأساسية للكيمياء chemistry تسمح أيضا لعلماء الأحياء الدقيقة لفهم كيف تصنع
مسببات الأمراض pathogens حياة في الجسم البشري وكيف
يستجيب الجسم.
على سبيل المثال، دراسة
الكيمياء الميكروبية microbial chemistry يعني تحديد:
أ-
كيف تسبب الميكروبات
الأمراض.
ب- كيف
يحاول الجهاز المناعي immune system مكافحة حالات العدوى infections.
ج- كيف
يمكن للمضادات الحيوية antibiotics واللقاحات vaccines القضاء
على أو الوقاية من حالات العدوى.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق