محمد الفايز
07-07-2009, 06:19
البحث في أصل الحياة origin of life أحد فروع علم الأحياء لكنه يندرج أيضا ضمن اهتمامات العديد من البشر لعلاقته بموضوع شائك هو الحياة بكل ارتباطات مفهومها مع الدين و مع الفلسفة و كافة المعتقدات . و هذا ما يجعل البحث في هذه المنطقة شائكا و عرضة دوما للتشكيك بأنه موجه بعقائد الباحث و إيديولوجيته . ناهيك عن التصادم الذي يحدث أحيانا مع مفاهيم أخلاقية و قيمية عامة في المجتمع .
يهتم هذا العلم فعليا بدراسة الشروط الضرورية لنشأة الحياة ، و الآليات التي يمكن بها تحول ما ليس بحي إلى حي لكن هذه الاليات لا تزال غير مؤكدة حتى الآن . و مع ذلك ، توجد العديد من النظريات العلمية لتفسير ظهور الحياة كما نعرفها اليوم ، الذي يعتقد أنه يعود تاريخها إلى حوالى 3،5 إلى 3،8 مليارات سنة.
تاريخ الأفكار حول أصل الحياة
منذ أيام أرسطو في القرن الرابع قبل الميلاد ، كان الاعتقاد السائد و الشائع في أوروبا أن الحياة تنشأ فجأة و تلقائيا من ضمن مادة غير حية بألية دعوها : التخلق اللاحيوي abiogenesis . إلا أن تجارب لويس باستور في القرن الثامن عشر وضعت شكوكا قوية حول هذه النظرة 1174
فقد أثبت باستور ان الوسط العقيم لا يمكن إلا أن يبقى عقيما أي أنه لن تظهر به أي شكل من أشكال الحياة ما لم تدخله إحدى المكونات الحية . كانت نظريته تقول أيضا أن الكائنات الحية المعقدة لا تأتي إلا من أشكال معقدة للحياة و بالتالي كانت أفكاره أساسا للتخلق الحيوي Biogenesis الذي يشكل أساس مقولة "كل الحياة تأتي من البيضة" omne vivum ex ovo .
لاحقا سيضع داروين نظريته في التطور و التي ستحدد آليات يمكن بها نشوء حياة معقدة بدءا من كائنات حية أبسط ، لكن داروين يسكت تماما عن الشرارة الأولى للحياة على الأرض.
نظريات علمية اهتمت بأصل الحياة
كان التصور الأول لأصل الحياة يتخذ شكل الخرافة أو الأسطورة أو النظريات التى لا دليل عليها. بمرور الوقت ـ وخاصة بعد تجربة القارورة لباستيور ـ إستطاع الإنسان أن يفكر تفكيرا علميا حرا في المسألة. يتلخص بحث الإنسان لأصل الحياة في نظريتين:
أ ـ نظرية الأصل الكونى للحياة: وتفترض النظرية أنه عندما تحسنت الظروف على الأرض بعد انفصالها من الشمس جاءت الحياة إلى الأرض في صورة جراثيم أو بذور انتقلت إليها من جسم سماوى بعيد أو كوكب آخر. ولا يعتبر هذا التفسير حلا للمشكلة؛ إذ أنه ينقل المشكلة إلى مكان آخر مجهول (لأن نفس المشكلة ستقابلنا لتفسير نشأة الحياة على هذا الجرم السماوى البعيد)..
ب ـ نظرية الأصل الأرضى للحياة: تفترض هذه النظرية أن منشأ المادة الحية لأول مرة كان نتيجة لتفاعل بين بعض الموادالأرضية، وفي مياه البحار، وتحت ظروف خاصة جدا،.. أدى ذلك إلى تكوين البروتين (المكون الأساسى للمادة الحية البروتوبلازم protoplasm . نشأت الحياة في الماء أولا، ثم انتقلت إلى اليابسة
ظهور الحياة
حدد جون ماينارد سميث John Maynard Smith و إيورز سزاثماري Eors Szathmary ثمانية خطوات رئيسية في الجينات لكي يحدث التطور ، ثلاثة منها جعل منا نشك بأن الحياة ظهرت على الأرض .
قيام الحمض النووي RNA World بإنشاء عملية لتخليق البروتين الموجه للتعليمات المشابهة لتخليق البروتين الحديث protein synthesis .
في وقتاً ما ، كل هذه المركبات الكيميائية الحيوية تغلف (تكبسل) بواسطة غشاء (بالرغم من أن التوقيت الدقيق للكبسلة تبقى موضع نزاع بين العلماء)
تنقل خاصية الحمض النووي RNA لتخزين المعلومات إلى الحمض النووي DNA بطريقة ما بحيث يكون استرجاع المعلومات أسهل .
أقترح جون ديزموند برنال John Desmond Bernal ثلاثة خطوات و هي :
ظهور المونيمرات العضوية .
تتحول إلى بوليمرات عضوية .
تتطور من الجزيئات إلى خلايا.
في الواقع لا يوجد نموذج "موحد" لوصف أصل الحياة ، إلا أن النموذج الأكثر شيوعاً و قبولاً و التي تعتمد على الفرضيات (تكهنات و فلسفات)العلمية هي :
بعض الشروط المناسبة التي أتت في ما قبل الحياة prebiotic ، أدت إلى تكون جزيئات عضوية بسيطة و التي هي أساس الحياة .
تشكلت ليبيدات الفوسفات phospholipids تلقائياً ، و التي هي التركيبة الأساسية للأغشية الخلوية .
لآليات التي تنتج فيها الحمض النووي RNA (الحمض النووي الريبوزي) ، قادرة على إنتاج إنزيمات للحمض النووي RNA في ظروف خاصة جداً لاتتكرر (هنا دليل على ضعف الفرضية فهى تضع شرط و تضع ندرة حدوثه) . و كانت هذه أول شكل من أشكال الجينات ، و التي تتكون بسببها فيما بعد الخلايا الأولية protocellules .(أنظر فرضية RNA العالم)
إن أنزيمات RNA تقوم تدريجياً بالإستعاضة عن البروتين و الإنزيمات ، وذلك بفضل ظهور الريبوزايمات ribozymes (وهي RNA ذو فعالية أنزيمية) و هي قادرة على تخليق البروتين .
يحل الحمض النووي DNA محل الحمض النووي RNA مدعمةً بالجينات و في الوقت نفسه تكمل البروتين الرايبوزايمات ، مكونةً الرايبوسوم ribosome . بظهور هذه التراكيب ، بدء التنظيم الحالي للكائنات الحية .
الخطوتين 2 و 3 يمكن أن تكونا العكس ، حيث أن كلاهما يمكن أن يحدثا بعد التناسخ الذاتي للحمض النووي RNA
نموذج لمقطع من جزيئات الدنا 1175
تجربة ميلر-يوري
يوري وميلر عالمان أمكنهما إجراء تجرية عام 1953 لتحضير أحماض أمينية بسيطة باستخدام المكونات التى يعتقد أنها كانت تكون القشرة الأرضية قديماوهى: (الماء، الميثان، الأمونيا، الهيدروجين) ، و أقيمت هذه التجربة في جامعة شيكاغو
كما أن الجزيئات العضوية الأخرى التي حصلوا عليها هي اللبنات الأساسية للحياة ، بما فيها اليوريا ، و الفورمالدهيد ، و سيانيد الهيدروجين ، و القواعد و الأحماض الأمينية . و بعض هذه المركبات الناتجة وجدت بنسبة أكبر من 2% .
الأحماض الأمينية المتكونة كانت تشبه تلك الأحماض التى تكون سلاسل بروتين البروتوبلازم إلا أنها كانت أبسط كثيرا
الشيء الأهم أنه طبعا كانت خالية من الحياة أو النشاط البيولوجى، ولم يعط العالمان أو غيرهما تفسيرا مقنعا لأحداث النشاط البيولوجى لأول مرة..!
تعد التجربة دليلا على النشأة الأرضية للحياة.. ولكنها ـ كباقى التجارب ـ لا تشرح آلية ذلك تجرية يورى وميلر1176
الدين وأصل الحياة
تؤمن جميع الأديان بنظرية الخلق .
المسلمون يؤمنون أن الإنسان خلق من تراب.. وأن الماء هو أصل كل شيء حى. بحسب ما جاء في القرآن: "وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ" (إبراهيم: 30) ولذلك فإن للأحياءأصلا أرضيا (يوافق ذلك نظرية الأصل الأرضى ).
غير أن الاختلاف يكون في أصل الروح التى تعطى البروتوبلازم حيويته وقدرته على القيام بسائر الأنشطة البيولوجية إذ هى في عقيدة المسلمين من أسرار الله، فالخلق من صفات الله. قال القرآن "يَا أَيُّهَا النَّاسُ ضُرِبَ مَثَلٌ فَاسْتَمِعُوا لَهُ إِنَّ الَّذِينَ تَدْعُونَ مِنْ دُونِ اللَّهِ لَنْ يَخْلُقُوا ذُبَابًا وَلَوِ اجْتَمَعُوا لَهُ وَإِنْ يَسْلُبْهُمُ الذُّبَابُ شَيْئًا لَا يَسْتَنْقِذُوهُ مِنْهُ ضَعُفَ الطَّالِبُ وَالْمَطْلُوبُ" (الحج: 73)
وتتفق الشرائع السماوية الثلاثة: في ذات المعنى.. لذا فقد اعتًبر التفسير المادى المجرد في أصل الخلق داعيا إلى الإلحاد.
يهتم هذا العلم فعليا بدراسة الشروط الضرورية لنشأة الحياة ، و الآليات التي يمكن بها تحول ما ليس بحي إلى حي لكن هذه الاليات لا تزال غير مؤكدة حتى الآن . و مع ذلك ، توجد العديد من النظريات العلمية لتفسير ظهور الحياة كما نعرفها اليوم ، الذي يعتقد أنه يعود تاريخها إلى حوالى 3،5 إلى 3،8 مليارات سنة.
تاريخ الأفكار حول أصل الحياة
منذ أيام أرسطو في القرن الرابع قبل الميلاد ، كان الاعتقاد السائد و الشائع في أوروبا أن الحياة تنشأ فجأة و تلقائيا من ضمن مادة غير حية بألية دعوها : التخلق اللاحيوي abiogenesis . إلا أن تجارب لويس باستور في القرن الثامن عشر وضعت شكوكا قوية حول هذه النظرة 1174
فقد أثبت باستور ان الوسط العقيم لا يمكن إلا أن يبقى عقيما أي أنه لن تظهر به أي شكل من أشكال الحياة ما لم تدخله إحدى المكونات الحية . كانت نظريته تقول أيضا أن الكائنات الحية المعقدة لا تأتي إلا من أشكال معقدة للحياة و بالتالي كانت أفكاره أساسا للتخلق الحيوي Biogenesis الذي يشكل أساس مقولة "كل الحياة تأتي من البيضة" omne vivum ex ovo .
لاحقا سيضع داروين نظريته في التطور و التي ستحدد آليات يمكن بها نشوء حياة معقدة بدءا من كائنات حية أبسط ، لكن داروين يسكت تماما عن الشرارة الأولى للحياة على الأرض.
نظريات علمية اهتمت بأصل الحياة
كان التصور الأول لأصل الحياة يتخذ شكل الخرافة أو الأسطورة أو النظريات التى لا دليل عليها. بمرور الوقت ـ وخاصة بعد تجربة القارورة لباستيور ـ إستطاع الإنسان أن يفكر تفكيرا علميا حرا في المسألة. يتلخص بحث الإنسان لأصل الحياة في نظريتين:
أ ـ نظرية الأصل الكونى للحياة: وتفترض النظرية أنه عندما تحسنت الظروف على الأرض بعد انفصالها من الشمس جاءت الحياة إلى الأرض في صورة جراثيم أو بذور انتقلت إليها من جسم سماوى بعيد أو كوكب آخر. ولا يعتبر هذا التفسير حلا للمشكلة؛ إذ أنه ينقل المشكلة إلى مكان آخر مجهول (لأن نفس المشكلة ستقابلنا لتفسير نشأة الحياة على هذا الجرم السماوى البعيد)..
ب ـ نظرية الأصل الأرضى للحياة: تفترض هذه النظرية أن منشأ المادة الحية لأول مرة كان نتيجة لتفاعل بين بعض الموادالأرضية، وفي مياه البحار، وتحت ظروف خاصة جدا،.. أدى ذلك إلى تكوين البروتين (المكون الأساسى للمادة الحية البروتوبلازم protoplasm . نشأت الحياة في الماء أولا، ثم انتقلت إلى اليابسة
ظهور الحياة
حدد جون ماينارد سميث John Maynard Smith و إيورز سزاثماري Eors Szathmary ثمانية خطوات رئيسية في الجينات لكي يحدث التطور ، ثلاثة منها جعل منا نشك بأن الحياة ظهرت على الأرض .
قيام الحمض النووي RNA World بإنشاء عملية لتخليق البروتين الموجه للتعليمات المشابهة لتخليق البروتين الحديث protein synthesis .
في وقتاً ما ، كل هذه المركبات الكيميائية الحيوية تغلف (تكبسل) بواسطة غشاء (بالرغم من أن التوقيت الدقيق للكبسلة تبقى موضع نزاع بين العلماء)
تنقل خاصية الحمض النووي RNA لتخزين المعلومات إلى الحمض النووي DNA بطريقة ما بحيث يكون استرجاع المعلومات أسهل .
أقترح جون ديزموند برنال John Desmond Bernal ثلاثة خطوات و هي :
ظهور المونيمرات العضوية .
تتحول إلى بوليمرات عضوية .
تتطور من الجزيئات إلى خلايا.
في الواقع لا يوجد نموذج "موحد" لوصف أصل الحياة ، إلا أن النموذج الأكثر شيوعاً و قبولاً و التي تعتمد على الفرضيات (تكهنات و فلسفات)العلمية هي :
بعض الشروط المناسبة التي أتت في ما قبل الحياة prebiotic ، أدت إلى تكون جزيئات عضوية بسيطة و التي هي أساس الحياة .
تشكلت ليبيدات الفوسفات phospholipids تلقائياً ، و التي هي التركيبة الأساسية للأغشية الخلوية .
لآليات التي تنتج فيها الحمض النووي RNA (الحمض النووي الريبوزي) ، قادرة على إنتاج إنزيمات للحمض النووي RNA في ظروف خاصة جداً لاتتكرر (هنا دليل على ضعف الفرضية فهى تضع شرط و تضع ندرة حدوثه) . و كانت هذه أول شكل من أشكال الجينات ، و التي تتكون بسببها فيما بعد الخلايا الأولية protocellules .(أنظر فرضية RNA العالم)
إن أنزيمات RNA تقوم تدريجياً بالإستعاضة عن البروتين و الإنزيمات ، وذلك بفضل ظهور الريبوزايمات ribozymes (وهي RNA ذو فعالية أنزيمية) و هي قادرة على تخليق البروتين .
يحل الحمض النووي DNA محل الحمض النووي RNA مدعمةً بالجينات و في الوقت نفسه تكمل البروتين الرايبوزايمات ، مكونةً الرايبوسوم ribosome . بظهور هذه التراكيب ، بدء التنظيم الحالي للكائنات الحية .
الخطوتين 2 و 3 يمكن أن تكونا العكس ، حيث أن كلاهما يمكن أن يحدثا بعد التناسخ الذاتي للحمض النووي RNA
نموذج لمقطع من جزيئات الدنا 1175
تجربة ميلر-يوري
يوري وميلر عالمان أمكنهما إجراء تجرية عام 1953 لتحضير أحماض أمينية بسيطة باستخدام المكونات التى يعتقد أنها كانت تكون القشرة الأرضية قديماوهى: (الماء، الميثان، الأمونيا، الهيدروجين) ، و أقيمت هذه التجربة في جامعة شيكاغو
كما أن الجزيئات العضوية الأخرى التي حصلوا عليها هي اللبنات الأساسية للحياة ، بما فيها اليوريا ، و الفورمالدهيد ، و سيانيد الهيدروجين ، و القواعد و الأحماض الأمينية . و بعض هذه المركبات الناتجة وجدت بنسبة أكبر من 2% .
الأحماض الأمينية المتكونة كانت تشبه تلك الأحماض التى تكون سلاسل بروتين البروتوبلازم إلا أنها كانت أبسط كثيرا
الشيء الأهم أنه طبعا كانت خالية من الحياة أو النشاط البيولوجى، ولم يعط العالمان أو غيرهما تفسيرا مقنعا لأحداث النشاط البيولوجى لأول مرة..!
تعد التجربة دليلا على النشأة الأرضية للحياة.. ولكنها ـ كباقى التجارب ـ لا تشرح آلية ذلك تجرية يورى وميلر1176
الدين وأصل الحياة
تؤمن جميع الأديان بنظرية الخلق .
المسلمون يؤمنون أن الإنسان خلق من تراب.. وأن الماء هو أصل كل شيء حى. بحسب ما جاء في القرآن: "وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ" (إبراهيم: 30) ولذلك فإن للأحياءأصلا أرضيا (يوافق ذلك نظرية الأصل الأرضى ).
غير أن الاختلاف يكون في أصل الروح التى تعطى البروتوبلازم حيويته وقدرته على القيام بسائر الأنشطة البيولوجية إذ هى في عقيدة المسلمين من أسرار الله، فالخلق من صفات الله. قال القرآن "يَا أَيُّهَا النَّاسُ ضُرِبَ مَثَلٌ فَاسْتَمِعُوا لَهُ إِنَّ الَّذِينَ تَدْعُونَ مِنْ دُونِ اللَّهِ لَنْ يَخْلُقُوا ذُبَابًا وَلَوِ اجْتَمَعُوا لَهُ وَإِنْ يَسْلُبْهُمُ الذُّبَابُ شَيْئًا لَا يَسْتَنْقِذُوهُ مِنْهُ ضَعُفَ الطَّالِبُ وَالْمَطْلُوبُ" (الحج: 73)
وتتفق الشرائع السماوية الثلاثة: في ذات المعنى.. لذا فقد اعتًبر التفسير المادى المجرد في أصل الخلق داعيا إلى الإلحاد.