الأرض
تعجّ بالحياة
لكن لميليارات سنين خلت
كوكبنا كان كرة من صخر مذاب
هل كانت بداية الكون قد نشأة من فقاعات ضبابية كيميائية على شكل بركة بدائية
أو أن بذور الحياة قد اصطدمت هنا آتية من فضاء خارجي
الآن,أخيرا قد يكون العلم على طرف حل هذا الغموض
كيف أتينا إلى هنا ؟
الفضاء , الوقت , الحياة نفسها
أسرار الكون موجودة في الثقب الدودي
ترجمة : وائل الشامي
الحياة مليئة بالألغاز
لكن اللغز الأكثر إلحاحا" هو الحياة تفسها
آمن اليونانيون القدماء بأن الآلهة قدّ شكلت الإنسان من الطين
الإسكندينافيين أخبروا عن وجود قارتين عظيمتين
أحدهما مصنوع من النار و الآخر من الجليد
عند التقائهما , طار الشرر
والكائنات الحية البدائية كانت قد ولدت
العلماء مازالوا يحاولون حل هذه الأحجيات القديمة
كيف أن معادلات كيميائية بسيطة قد تحولة بشكل من الأشكال إلى جزيئ حيّ
جزيئات في النهاية تطورت ل تصنعني و تصنعك
لكن الأجوبة ستصبح أخيرا" في متناولنا
و بشكل مفاجئ أكثر مما تخيلنا
عندما كنت طفلا , اعتدت أن ألهو بمكبرة
محاولا" إشعال النار
هل كنت مولعا" بالتخريب
لا أعتقد ذلك
كنت أحاول أن أرى ما أستطيع عمله بواسطة قوة الشمس
كان هناك شيء سحري بالنسبة لي حول تلك الومضة
هل هذا ما حدث في الأرض لميليارات السنين الخلت
هل تلك الومضة حولت الجزيئ غير الحيّ إلى شيئ يستطيع النمو , التكاثر و أن يتطور؟
شيئ نستطيع أن نعرفه بالحياة ؟
إنها متاهة لدرجة أن العلم قد اجتمع لحلها
لدينا نظرية جيدة عن تطور الحياة
ولكن ليس لدينا نظرية متفق عليها حول نشأة الحياة
لا نعرف كيف أن خليط من الكيميائيات غير الحية حولت نفسها لشيئ حيّ
هذا سؤال جيد
لأنه في الواقع لا أحد حوّل بتجربة ما الغير حيّ إلى الحيّ
لانعلم بالضبط ما نحتاجه
إنه سؤال لربما لن يجد اجابة
لكن العلماء اللذين يجرؤون سبر لحظة الخليقة
يقودوننا نحو رحلة مذهلة
إلى وجهة غير متوقعة
لحل لغز نشأتنا
علينا أن نعيد التكوين
نعود بالزمان و المكان
.........عندما كانت أول الأشياء الحية قد أصبحت
نظامنا الشمسي لأكثر من 4 بلايين سنة مضت
كان مكانا مختلفا" عن نظامنا الشمسي الذي نعرفه
الشمس كانت نجم صغير أبرد مما هو عليه اليوم
الأرض كانت أسخن
كانت قد تصلبت للتو من كرة صخرية مذابة
المذنبات و الشهب الكبيرة كانت تدور و تندفع حولها
صدماتها النارية كانت متكررة و غالبا" مدمرة
-إنها مرحلة من تاريخ جيولوجيا-علم طبقات الأرض
تدعى الهادين " عصر الجحيم "
عالم الجيولوحيا -ستيفن موسيس- من جامعة كولارادو
يسافر بالزمن إلى عصر الجحيم الهادين
محاولا إكتشاف أدلة على وجود الحياة في ذاك الوقت
من المثير تصور ما يمكنك أن تراه _
عندما تكون واقفا على سطح الهادين
حوالي 4 بليون سنة من قبل
حينها القمر سيملئ السماء
لأنه سيكون حينها أقرب إلى الأرض
ولكن السماء نفسها ستبدو مختلفة
لذا عوضا" عن السماء الزرقاء الجميلة
لا بدّ و أنها كانت حمراء
و ذائبة بفعل المذنبات و الشهب
المحيطات ستغدو مختلفة أيضا" في الهادين
لن تكون صافية زرقاء لكن خضراء داكنة
مملوئة بمعادن الحديد
ستغدو ككوكب غريب بالنسبة لنا
غير قادرة على أن تبقى حية
لكن -ستيفن- مقتنع بوجود ملاذ طبيعي فيها
مثل مناخات البيئة القاسية بالنسبة لأيامنا هذه
حيث الكائنات الحية تجد طريقة للنجاة
نحن نعلم بالنظر إلى كوكبنا اليوم
سواءا" في أجف الصحاري , أبرد الأنهار الجليدية
أو أعمق المحيطات , أطول الجبال
الحياة موجودة
اذا" لما علينا أن نتوقع غير ذلك عند بدايات الأرض
عالم الإحاثة يبحث عن أدلة في أشكال الحياة القديمة المجمدة في الصخور
هنالك مستحاثات من مخلوقات البحر و النباتات بالعودة لنصف بليون سنة
لكن كلما كانت الحياة المجهرية البدائية قد وجدة قبل ذلك كلما كانت صعبة التقصي
و العثور على صخور تعود إلى -الهادين-عصر الجحيم
شيئ قريب من المستحيل
تقريبا" كلّ الأرض البدائية الآن قد إختفت
مدفونة تحت تدفق الحمم و المحيطات
لكن طبقات سطحية قليلة و نادرة من 4 بليون سنة قد بقيت
ستيفن قد تعقب واحدة منها
في بيئة متحركة في قلب غرينلاند
من الحكمة القول بأنه لايمكن أن يكون هنالك حياة في أول نصف بليون سنة من _ تاريخ الأرض
عوضا" عن ذلك ما وجدناه من خلال البحث الدقيق
هو أنه ليس فقط هناك سجل من فترة الزمن تلك
لكن السجلات توحي الى انه هناك حياة صالحة للسكن
الصخور التي وجدها -ستيفن-من غرينلاند _
قد أتت من محيط كان قد تشكل منذ 3.8 بليون سنة مضت
كانت قد رشت بنقاط سوداء
كانت عبارة عن كتل من الكاربون القديم
وكان هناك شيئ غير عادي فيهم
.........الكربون يأتي بشكلين
C 12 شكل يدعى الكربون 12
و شكل ثاني أكثر ندرة يدعى كربون 13 C 13 أو الكربون الثقيل
ترسيب الكربون العادي يحتوي على معدل دقيق من كربون 12 إلى كربون 13
لكن ليس في هذه الكتل
الحياة تفعل شيئا" مثير
إنها في الحقيقة تميز الكربون 13
لذا بيولوجية المادة تخصب بزيادة للكربون 12
في أقدم صخور العالم المعروفة
هو شيئ واضح
هنالك نظائر الكربون الدالة على بداية الحياة
ستيفن لا يستطيع القول فيما اذا الشكل البدائي للحياة
قد ترك هذه الدلالة كإشارة
لكنها حتما" استطاعت أن تصمد في ظروف صعبة
الكوكب كان يضرب بإستمرار بصخور من الفضاء
معظم العلماء يعتقدون بأن أجزاء كبيرة من الأرض قد ذابة نتيجة هذه الصدمات
جففت محيطاتها من الغليان
و جدبة الأرض كلها
مع ذلك فإن ستيفن متأكد
بأنه في مكان ما على هذه الأرض
كانت هناك حياة
ستيفن قد طور محاكات حاسوب ليثبت أن على كوكبنا بقايا حياة
حتى خلال حملة التفجير المكثفة هذه فقد تحملت ذلك في الهادين 4 بليون سنة خلت
كل واحدة من هذه السلسلة هنا هي كويكب أو مذنب منفرد
تأتي إلى الأرض
في وقت متأخر من التفجيرات العنيفة
نجد أن الإصطدام قد أذاب البحيرات هنا مبدئيا" بحيرات من الحمم
بعض هذه البحيرات مساحتها كقارة أفريقيى
لكن المناطق الزرقاء هنا
والتي تمثل درجات حرارة باردة
هي مناطق حيث فيها سائل الماء لايزال مستقر
حتى خلال فترة التفجيرات القوية
منذ بداية المجموعة الشمسية
الأرض كانت لتبقى مكان صالح للعيش
الأحياء الدقيقة داخل الأرض
أو داخل المحيط
كتلك التي تجتمع اليوم بالقرب من الشقوق البركانية
سيكون لديها أفضل الفرص للنجاة
ما تفعله هذه التفجيرات هو أنها تفضل كائنات
تستطيع إيجاد ملاذ لتجتاز هذه العاصفة من حطام الفضاء
حتى تنتهي مرحلة التفجيرات
و تبقي البقية لإنشاء مستعمرات
نحن نعتقد أن هذا ما حدث على الأرض
منذ ما يقارب 3.8 بليون سنة خلت عندما توقفت التفجيرات
إكتشاف ستيفن ربما حدد الوقت و المكان لبداية الحياة
"لكن هذا لا يخبرنا عن كيفية بداية الحياة واقعيا
لفعل ذلك , على العلماء إعادة خلق الحياة في مختبراتهم
و محاولة إيجاد أول شرارة سحرية للحياة
كوكب الأرض منذ 4.5 بليون سنة
لو خطونا على سطحها
فإن الحمم البركانية ستذيبنا فب الحال
سيقتلنا إستنشاق نفس واحد من جوها
كيف للحياة أن تنشكل
في هذا الجحيم الفقاعي السام
في عام 1953
كيميائيان مقدامان حاولا الجواب عن هذا السؤال
ستانلي ميلر - و هاوارد يوري - صمموا تجربة
لمحاكاة كوكبنا بعد ولادته
النتائج ستكون رائدة
الأجهزة كانت محفوظة بمعد سكريبس في سانت تياغو
عند طالبهم السابق الدكتور جيفري بادا
من اللمحة الأولى
تبدو كتشكيلة من القوارير و الأنابيب
لكنها قد صممت بعناية ل
أولا" لدينا القارورة
اللتي ستمثل المحيط المتبخر
هذا موصول بقارورة وتمثل الغلاف الجوي
وفي هذا الغلاف الجوي تستطيع رؤية الإلكترودات
و تستطيع تطبيق شحنة إلكترونية لهذا الإلكترود
لمحاكاة الرعد
و الناتج سيكثف إلى خارج الغلاف الجوي
بواسطة هذا المكثف
سيخرج بواسطة هذا الأنبوب
بعد ذلك يرجع إلى قارورة المياه
ربما يكون قد أُلهم بكتاب سفر التكوين_
ميلر و يوري قد تركوا تجربتهم عند الشكل البدائي للحياة
مستمرة لسبعة أيام
بعدها و كما نعلم , القارورة اللتي مثلت المحيط
قد بدأت تتحول ببطئ للون بني غامق
معبئة , فيما يبدو راسب طيني سام
إنها تجربة خادعة_
إن لم تكن منتبها" فستفجرها
و زيادة على ذلك , فإن هذا المحلول سام للغاية
لإحتوائه على كميات كبيرة من هيدروجين السيانيد
لن تريد أن تجرب و تشرب هذا الشيئ
ستموت في ثواني
لكن هذه المادة اللزجة البنية تحتوي أيضا" على شيئ ملحوظ _
فوق المواد الكيميائية السامة هنالك الأحماض الأمينية
هي الحوامل الأساسية للبروتينات
و الأشياء الحية مبنية من البروتينات
هي اللتي تصنع العظام و الشعر و الجلد
كان حدث رئيسي _
إلى الآن
حاول البشر صنع مركبات للكائنات
مشابهلة للغلاف الجوي البدائي ولكنهم كانوا دائما" يفشلون
لكنها كانت فقط خطوة صغيرة بإتجاه الحياة
في كلّ هذه العينات التي بقت من تجارب -ميلر و - يوري
جيفري بادا لم يكن قادرا" على تحديد
الأحماض الأمينية وجمعهم مع بعضهم البعض لصنع البروتينات
ما تصنعه هو جزيئ بسيط _
شيئ ندعوه أحاديات الجزيئ
الحياة كما نعرفها مصنوعة من بوليمرات وهي أكثر من جزيئ
جزيئيات معقدة مصنوعة من جزيئ واحد
و التحدي يبقى قائما" في كيفية تركيب هذه الجزيئات البسيطة
إلى مركبات معقدة لديها وظائفها الحيوية
هذه وقفة حاسمة تجاه الحياة _
ربما لا تأتي من فقاعات من قارورة المختبر
جين بلاك - متأكدة من ذلك
لأنها تعتقد بأن الحياة بحاجة لشيئ آخر
لتبدأ على الحياة , و هذا الشيئ يأتي من السماء
بسرعة 20000 ميل بالساعة
نعلم بأنه في بداية تاريخ نظامنا الشمسي _
المذنبات كانت ترتطم بالأرض
ربما كانت هذه وسيلة النقل للمواد الأساسية لبداية الأرض
الـمـذنـبـات
بحجم كتل الجبال من الجليد و الغبار تدور حول الشمس
في عام 1999
وكلالة الفضاء الدولية -ناسا-أرسلت مركبة فضائية تدعى -النجم الغباري ستاردست
لحساب قطعة من مذنب ويرسلها للأرض
عندما حلل العلماء المادة
إكتشفوا أنها تحتوي على الأحماض الأمينية
الحوامل الأساسية للبروتينات
النسيج الأساسي للحياة
أحد الأسئلة الملحة _
فيما اذا الركبات العضوية كانت قد أتت عن طريق مذنب مرتطمة" بالأرض
قد نجت من المناخ القاسي من نتاج تسليم المذنبات لهذه المواد للأرض
لذا فقد عكفنا على تجربة ذلك في الختبر
جين بلاك تعمل لدى _ SETI
- البحوث للجزيئات اللا أرضية -
لكنها ليست مهتمة بالبحوث اللا أرضية بقدر اهتمامها بالجزيئات
لذا فقد طورت محاكاة حاسوبية
لرؤية ما الذي سيحدث عند الإصطدام
المذنبات اللتي تضرب الأؤض وجها" لوجه ليست واعدة
"الإصطدام تقريبا" أحرقها تماما
في هذا الفيلم الألوان الزرقاء هي الباردة
و كلما تتجه نحو اللون الأحمر تصبح أسخن فأسخن
لذا نعتقد بأن الإصطدام الطبيعي
تحدث فيه الظروف الأقصى
تستطيع أن ترى بأنه لا وجود للون الأزرق
لدا فمن الضروري بأن المواد كلها قد تطيرت أو تبخرت
لكن حينما يومض المذنب بالإنفجار
إنها لا تتحول إلى رماد
إنها تذوب مشكلتا" مخزونات بكميات ضخمة من الماء و الأحماض الأمينية
على كوكبنا البدائي
هذه المرة نجرب عند 15 درجة بزاوية من خط الأفق _
أنظروا للأزرق المطابق لسائل الماء
تستطيع أن ترى إختفاء الكثير من المياه
لكنها تبقى محتفظة بمكان ما بنسبة 20% واللتي ستتحول لمياه
لكن هذه المحاكاة تتعقب درجة حرارة المذنب فقط
عندما يرتطم بالأرض
لرؤية ما الذي سيحدث للأحماض الأمينية
تحتاج جين لإستخدام قوة النار
هذا ما قد تحتاج إليه -
صورة من مسدس أو ما شابه
هذا هو مختير -موجة الصدمة- في كالتيش _
إنه مسدس بطول 65 قدم قادر على القذف بسرعة تفوق ال160000 ميل بالساعة
وهذه هي رصاصة جين
لنتصور بأن هذه الرصاصة هي المذنب
إنها علبة حديدية بداخلها سائل
يحتوي على المياه و الأحماض الأمينية الذائبة
وفي هذه التجربة سنتختبر إستجابة هذا المحتوى مع الأرض
في الواقع هذا مسدس يتألف من مرحلتين
و في نهايته نستخدم البارود لضغط الغاز
البارود يشتعل
و يضغط الهواء المطبق على المقذوف
ويرسلها إلى ماسورة المسدس
بسرعة ما يقارب 2000 إلى 3000 ميل بالساعة
هذه استجابة لصدمة مائلة مابين المذنب و الأرض
لمحاكاة هذا الوميض البيدكوكبي الانفجاري _
تدير جينفر ابرة المسدس من سرعتها القصوة
و تصلّي لنجاة العلبة و ما تحتويه
درجة الحرارة في هذا التصادم ستكون بالآلاف
هذه ظروف قاسية
300فولت , جاهز _
تشمّون هذه , هذه رائحة البارود
هذه الكبسولة أرسلت إلى هذا الخزان الكبير
الذي يدعى خزان الإستخلاص
وزنه حوالي 2 طن
فهو كاتم للتصادم
و حقيقتا" بنهاية التجربة و إن جرت الأمور كما يجب
ستكون هذه الالكبسولة مثلما كانت في بداية التجربة
الآن جين تفتح الكبسولة _
لتكشف عن محتوياتها المحطمة و تكتشف ما الذي حدث لخليط المذنبات هذا من المواد الكيميائية
هنا مثال عن إثنان من الأحماض الأمينية مختلفان
الغلايسين : وهو أبسط الأحماض الأمينية
و البرولين
وهنا المحلول البدائي تستطيع أن ترى إثنان فقط
وهنا تحليل عن المحلول بعدها
أكثرها وفرة هي المنتج الحاصل
وهو حاصل الإتحاد من محلولي الأحماض الأينية الأوليين
لذا فقد كنا متحمسين جدا
لأن التفاعل الحاصل كان في الواقع يشكل جزيئات جيولوجية كبيرة مناسبة
إقترحة تجربة جين بأن ضربات المذنبات للأرض كانت خطوة لنشوء الحياة _
ساعدت المذنبات الأحماض الأمينية لتجتمع مع بعض
ربما حتى لتشكيل بروتينات أولية
في الواقع نحن نسخّر قوة الإصطدام لبناء جزيئيات كبيرة مناسبة -
لذا يمكن أن يكون هذا بمثابة بناء يقود لبداية الحياة
إعتدنا أن نفكر بأن كوكبنا حفرة من جحيم من 4 بلايين سنة _
حيث أي شرارة للحياة ستحرق على الفور متحولة لرماد
الآن بتنا نعرف بأن كيميائيات الحياة كانت داخل المذنبات
تمطر كوكبنا
و لم تصطدم و تحترق
بل نمت بقوة
ولكن مقومات الحياة الأخرى لازالت مفقودة
و أكثر هذه المقومات بحاجة لمعرفتها هي DNA الحمض النووي
الجزيئ الذي يحتوي الهوية الجينية
و الآن أخيرا", هناك رجل إخترق الشفرة لأصل الحمض النووي لنفسها
لقد إستغرقت الحياة مدة 4 بلايين سنة لتتطور إلى أحياء معقدة كمثلي أنا و أنت _
نحن في طرف شجرة الحياة الطويلة المتفرعة
في أعمق جذورها توجد الميكروبات
أجسامها عبارة عن خلية وحيدة
وكل ميكروب فيها يشبه اللتي في أجسامنا
مهما إختلفت فهويتها تتكون من شفعين من الحمض النووي
كل كائن حيّ نعرفه ينتمي بطريقة ما إلى هذه الشجرة
ولكن لماذا تنمو شجرة الحياة هذه ؟
لحل هذا الغموض , نحن بحاجة لإيجاد البذور
لا يعلم العلماء الكثير عن هذه البذور
لكنهم متأكدين من شيئ واحد
كل كائن حيّ على الأرض يشترك ب ميزة واحدة شائعة
طبقة خارجية صلبة تفصلها عن العالم الخارجي
لكل خلية هنالك جدار
"لابد من وجودها بأول بذور الحياة أيضا
نعتقد بأننا نحتاج إلى هذا النوع من جدار الخلايا الأولي _
للإبقاء على الجزيئات الجينية محصورة داخلها
"لاتستطيع إبقاء كل شيئ متبعثرا
يتوجب عليك أن تحصل عليها مجزأة
جاك زوستاك- في مدرسة هارفلرد الطبية-
في تحقيق لحل واحد من أكبر غموض الحياة
كيف أن أشكال الحياة البدائية أصبح لها جدران
لتعرّفني أنا من الذي لست أنا
بعض من جدار الخلايا الحديثة حقيقتا" قاسي-
إنها مستقرة إنها حواجز ممتازة
تسمح للخلايا بالتحكم بكل شيئ يدخل و يخرج
"لكن هذا يتطلب الكثير من الإتقان, و آلات متطورة جدا
و اللتي لم تكن موجودة بالنسبة للخلايا البدائية
لذا فهذه الجدران يجب أن تكون مختلفة
لكن ما الذي يجعل هذه الجدران البدائية المحيطة بالخلايا تشبه _
وجد -جاك- إيحاء" لذلك
في الفقاعات الصابونية
إذا" , فهذا دقيق-
إنها حقا" توضح الفكرة
بأنه هناك فضاء مغلف
"كان هذا جيدا" جدا
الفقاعات الصابونية المصنوعة من أجزاء تدعى الأحماض الدهنية
الكيميائيات البدائية
اللتي يظنها جاك بأنها قد جائت إلى الأرض البدائية
داخل مسخن حراري
الأنواع الحيحة من المعادن اللتي أمكنها تحفيز تركيبة الأحماض الأمينية
من الأشياء البسيطة كأحادي أكسيد الكربون,الميثان,الماء
نوع معين من طريقة دقيقة بإمكانها أن تحدث هي في نظام مسخن حراري
و بعد ذلك تستطيع الظهور للسطح
لذا قام -جاك-بتهييئ أعادة خلق هذا المسخن الكيميائي بمختبره _
و أخيرا" خلق الأحماض الأمينية
إنه الآن يخلطهم بالكيميائيات البدائية
المصنوعة من الماء,ملح,و الأحماض الأمينية
و بدأ يراقب التحول الملحوظ
إذا",تشكل الجدران صفائح, وهي نوعا" ما متموجة
و الحواف فيها نوع من الطاقة العالية
ما يحدث هو إقترابها من بعضها البعض
فتصنع بذلك شكل دائري
إذا" , هي أشكال مغلقة ,تشبه فقاعات الصابون
هذه النقاط الصغيرة في الواقع هي فقاعات مجوفة
في أقل من الألف من البوصة
في الحقيقة هذا مايشبه الخلايا الأولى الحية
منذ 4 بلايين سنة
ربما قد يكون-جاك- أعاد خلق هذه البذور للحياة
تحت مجهرهه
لكنها إمكانية لتطور الحياة
إلا إذا ما نجحت الخلايا في مهمتها الحاسمة
لابد و أن تكون قادرة على النمو و الإنقسام
مثلما تنمو البذور لتزهر الأزهار
كيف لليسروع أن تصبح فراشة
"و كيف يصبح الرضيع بالغا
فقاعات الصابون تنمو وتنقسم
كنفخة الهواء
لذا يقوم -جاك- بهزهزة الحويصلات
و رأى شيئا" لايصدق بحدث
سيبدأ الجدار بالنمو بشكل عفوي _
مانراه تحت المجهر هو
"هو نموها يطريقة مميزة جدا
الحويصلة الداخلية كلها تصبح ذات أنبوب طويل مرن
جدران هذه الدهون الأمينية تحقق واحد من أهم عمليات التطور
الإنقسام الذاتي
"و يبدو أنها تقوم بذلك أوتوماتيكيا
بالنسبة إلى جاك , هذه إشارة واضحة
إلى أنه بدأ يقترب من فهم معجزة بدء الحياة
إذن دورة النمو و الإنقسام تشبه إلى حد كبير نمو و إنقسام الخلايا البدائية
ربما قد وجد -جاك- الصيغة لشكل الخلية في الحياة المبكرة_
ولكي لتوكن حيّة , تحتاج هذه الخلايا لمقوّم حيوي
_ الجينات _
الجينات هي المُعرّفة للجزيئ
واللتي تستطيع نقل الخلية إلى نسختها
شرح من عندي قبل أن تنقسم الخلية إلى خليتين، جديدتين متطابقتين ، يجب أن ينتسخ الحمض النووي لذلك سيكون هناك مجموعة كاملة من الجينات في نقل كل من الخلايا الجديدة : الخلاصة يستخدم الحمض النووي لصنع الحمض النووي الريبي و الحمض النووي الريبي يصنع البوتينات DNA ==> RNA ==> proteins
كلّ أشكال الحياة الجديدة تفعل ذلك بأشكال لولبية مضاعفة من الحمض النووي
إنه الجزيء كيميائي الأعقد الذي نعرفه
مصنوع من أطنان البلايين من الذرات
يتحكم الحمض النووي بجميع التفاصيل لكل شيئ حيّ
من لون أعيننا
لشكل الكل الأوراق و الأشجار
حتى بطريقة سباحة أبسط أنواع البكتيريا
وفي كلّ مرة تنقسم فيها الخلية
تضع نسخة من الحمض النووي الخاصة بها
في كلا الخليتين من الجيل الجديد
في جامعة مانشستر في إنكلترى
-الكيميائي-جون سوثرلاند
إنه يحاول إكتشاف كيف تشكل الحمض النووي
المفتاح لإكتشاف كيف تشكلنا نحن
بالنسبة لي , النقطة الهامة هنا هي الإنتقال بين علم الكيمياء و الأحياء
كان من المفترض دائما" بأنه عليك أن تحصل على معلومات الجزيئ
بالحقيقة لا تستطيع أن تعيش إن لم يكن لديك مورثات
لذا يتوجب عيك أن تجد شيئا" لترث منه
المعلومات المخزنة في الجزيئ
الجزيئ المعقد كل الحمض النووي-
من غير الممكن أن يتشكل لوحده
في الحوض البدائية
و لكن هنالك رؤية أبسط لها
جزيئ منشفع منفرد من المعلومات
RNA يدعى الحمض الريبي
العلماء اللذين يدرسون أصل الحياة
لطالما أعتبروا بأن الحمض الريبي يتشكل من الحمض النووي
حامل بسيط لشفرات جينات الحياة
وهكذا فإن إسم اللعبة( لو أحببت) هي صنع الحمض الريبي من مواد كيميائية بسيطة "جدا
بإستخدام الكيمياء العضوية البسيطة
تحت الظروف اللتي ربما سادة على بداية الأرض
الحمض الريبي هو هو خيط جزيئي ضخم _
مصنوع من أربع حوامل أساسية مختلفة
الترتيب الذي ينظم هذه الحوامل يشكل الشيفرة الجينية
عندما تنظر للحمض الريبي كعالم تكون في حالة من الذهول حقيقتا
لمجرد كون هذا الجزيئ رائع
إنه معقد
إنه حقا" تركيبة جميلة
ولابد لك من أن تتعجب كيف أن الأرض قد أنشأت هذا المركب
كيف أن الكيمياء على الأرض قد أنتجته
الحمض الريبي يبدو بسيطا _
"لكن النظر يمكن أن يكون خادعا
كل كتلة بناء منها مصنوع من جزئين
جزيء سكري وقاعدة نواة
الكيميائيون وجدوا بأنهم يستطيعون صنع القواعد النووية _
وعندما أدركوا بأن بمقدورهم صنع السكر
ظنّوا بأنهم يستطيعون دمجهم مع بعض
وهكذا فقد حاولوا لسنين عدة
لكن المشكلة كانت كيميائيا" بأنك لا تستطيع دمجهم مع بعض
لسنوات- حاول العلماء و فشلوا
لإثارة بعض من الحمض الريبي
لوضع السكر مع العنصر الأساسي في وعاء
"لكن -جون- أدرك بأن (التركيبة البدائية) كانت فقيرة جدا
المطبخ الموجود آنذاك كان فيه أكثر من الموقد
كان فيها فرن , مبخرة , و الثلاجة
إنها تشبه البركة , الموضوعة هناك لفترة-
و بعدها ترتفع درجة الحرارة و تبدأ البركة في التبخر
و الفضلات المتبقية بعد تبخر البركة تسّخن لفترة من الزمن
و تمطر بعد ذلك
و بعدما تمطر , تظهر الشمس
إذن فهي سلسلة من الأحداث , بدلا" من بدلا من مجموعة واحدة ثابتة من الظروف المناخية
إذن -جون- و فريقه أعادوا بدء التسلسل للرطوبة و الجفاف و الحرارة , والتبريد
اللتي حصلت في بداية الأرض
و بشكل لايصدق ولأول مرة
أنجز هؤلاء الكيميائين مالم ينجزه أحدٌ من قبلهم
لقد صنعوا إثنان من أصل أربعة حوامل أساسية من الحمض الريبي
يجب علينا الآن إيجاد طريقة لصنع الإثنان الآخران _
و أعتقد بأننا قريبين جدا" لفعل ذلك
وبعد ذلك سنجمعهم في خيط واحد
لنصنع جزيء من حمض ريبي متبلمر
و في الحقيقة قد وجدنا مؤخرا" بعض الطرق
واللتي نعتقد بأننا قد نجمعهم بخيط واحد مع بعض
قد يكون -جون- خلف أثر الجينات الأولى
ولكن ليس هناك ضمانة , بأنه لن يتعثر أمام نتيجة المختبر
الآن , بعض العلماء (الرافضين للفكرة) , قد أخذوا طريقا" آخر
للوصول إلى أصل الحياة
يعتقدون بأن أشكال الحياة الأكثر بدائية
ربما مازالة حيّة , و مختبئة تحت أقدامنا مباشرة
كلّ الحياة التي نعرفها اليوم
حتى أبسط الميكروبات,تتشاطر نفس البيولوجيا
جميعنا من نفس شجرة الحياة
و لكننا نعرف بيولوجيتنا المعقدة التي لا تصدق , لا تستطيع الظهور في أول أشكال الحياة على الأرض
ماذا كانت تشبه الحياة قبل الحياة التي نعرفها ؟
إيجاد تلك الحياة ربما يساعدنا لنفهم كيف أتينى إلى هنا
و ربما تكون الإجابة أمامنا
جميع أشكال الحياة لحد الآن قد بدأت كما الحياة نفسها
ولكن لم يكن واضحا" بالنسبة لي
بأنه لا يمكن أن يكون هنالك أكثر من شكل واحد للحياة على الكوكب في نفس الوقت
أعتقد أنه من المرجح بأننا تقاسمنا هذا الكوكب
"مع أنواع من مخلوقات غريبة حقا مخلوقات غريبة ليس بالضرورة أن تكون آتية من الفضاء
بل لأنها تنتمي إلى شجرة حياة مختلفة
منك أنت أو منّي أنا
بشكل ملحوظ كفاية
أتضح بأن لا أحد قد فكّر للنظر إلى الحياة على الأرض كما لا نعرفها
بول ديفيز هو واحد من علماء اللكونيات السباقيين
"كان الأول بإعترافه بأنه ليس بيولوجيا
ولكنه ليس خائفا" من المغامرة في مضمارهم
و يسأل أسئلة لم تخطر ببال أحد
لا نعلم كيف أن خليطا" من الكيميائيات غير الحيّة _
قد أصبحت حيّة
نحن لا نعلم حتى فيما اذا كانت هذه من سلسلة الأحداث نفسها
أو حتى إن لم تكن من نفس السلسلة من الاحداث
ولكن لنفترض بأنها من نفس السلسلة
فإنها لا يمكن أن تحصل لعدة مرات
هنا في الأرض
ألمح -بول- إلى إمكانية نمو الكائن الغريب هنا
إلى "ظلّ المحيط الحيوي"
المحيط الحيوي : هو ذلك الجزئ من العالم الذي يمكن للحياة أن توجد فيه
و لديه خطة لكيفية كشفه
نستطيع النظر إلى الأماكن في الأرض
"التي تكون فيها الظروف المناخية قاسية جدا
أماكن لا تكون الحياة قابلة فيها
لنرى إن كان هنالك مخلوق غريب من المتعضيات تعيش هناك
أحد زملاء الجامعة لبول -فيليسا ولف سيمون-
تبحث عن ظلّ المحيط الحيوي
بالحفر نحو الطين
إذن الحياة التي قد نجدها هنا , دعونا نقول , هذه الكمية من الوحل_
ربما يكون لدينا بلايين من الميكروبات المختلفة
مختلفة كإختلافي و إختلافك بالنسبة للبعوضة
في الحقيقة , نحن أكثر ارتباطا بالبعوض مما هي مع بعضها البعض
هذا هو الإختلاف في مابين الميكروبات هنا
قد عملت - فيليسا- في الاكادمية الوطنية لتقييم طبقات الأرض_ في كاليفورنيا
ولكنه برنامج تابع لوكالة الفضاء الدولية لعلوم السماء
الذي يدفع لها لدراسة الوحل
لذا إحدى هذه الأشياء التي أفعلها دائما" عندما أذهب لبيئة جديدة_
بغض النظر في أي مكان في العالم
آخذ عينات لتجهيز (winogradsky column)
هي أشبه ب (قدر) من تاريخ الأرض
قدر تنمو فيه جميع أنواع الميكروبات
نأخذ عينة الوحل
و نملئها لنقل بجرة زجاج
و نضعها
سترى بأنها بمرور الزمن ستظهر ألوان جميلة في ال (winogradsky column)
إن تعاقب الألوان يوحي بأن
أنواع مميزة من الميكروبات تقطن هنا
كل نوع من أنواع الميكروبات يحتاج إلى مواد معينة لكي يعيش
بعضها يتغذى على أشعة الشمس , البعض الآخر على الكربون
حشرات دخيلة أكثر , تتغذى على السلفر
لكن عينة وحل وحيدة أخذتها -فيليسا- عام 2009
كشفت عن وجود حشرات أغرب مماهي تخيلت
لقد أتت من مكان السمومية فيه عالية جدا" تقريبا" الأعلى سميّة في الأرض
بحيرة -مونو- في كاليفورنيا
"لا تسنطيع الحديث عن بحيرة-مونو- من دون ان تكون مكتئب قليلا
ستشعر بانك في كوكب آخر
"إنها تحتوي أيضا" مركبات مثيرة جدا
إهتمامي الشخصي بها كان بالكمية العالية في الزرنيخ بها
إنها تقريبا" أكثر ب40.000 مرة
E.P.Aلقد نصحوا بالزرنيخ بها من قبل ال
لذا منطقيا" بدا لي أنها من اللمكن أن تكون ملاذا" ممكنا" لإقتفاء أثر ظلّ المحيط الحيوي
لم تكن-فيليسا-محبطة _
عندما بحثت في وحل بحيرة مونو
في الحقيقة لم تجد الحشرات
اللتي أمكنها النجاة من جرعات الكميات العالية من الزرنيخ
وإهتمامها الجديد بهذا السمّ
لم يتسبب لها باطرائات مع زملائها الجامعيين فحسب
عدت للمنزل في أحد الأيام _
و أحضرت هذه الكتب ووضعتعتها على مكتبتي
"فقال لي زوجي"لما هذا الإهتمام بالزرنيخ
"فقلت "حسنا" أنا مهتمة بكيفية ذوبانها
أين ما وجدتها
فإنزعج زوجي قليلا" و قال
"ولكنك لا تدرسين الزرنيخ"
بعدها بدأة أتقهقه
"لأنني أدركة بأنه بدأ عصبيا
الزرنيخ هو سمّ فعّال لجميع المتعضيات_
لأنه يشابه إلى حد كبير عنصر الفوسفور
إنها تخدع خلايانا عن طريق تبديل عنصر بآخر
و بما أن الفوسفور يشكّل العمود الفقري للأحماض النووية
"فتأثيرها (الزرنيخ) يكون قاتلا
ولكن ليس بالنسبة للحشرات التي وجدتها فيليسا
مهما بلغ كبر الجرعة من الزرنيخ التي تعطيهم إياها
حتى أكثر بعدة مرات من المستويات العظمى الموجودة في بحيرة مونو
فقد ظلّت الميكروبات تنمو
إذن فهذه هي اليكروبات المستخدمة_
في ما يبدو المواد السامة
"علم الأحياء هذا يبدو مزدهرا
إنها تستطيع التغلب على هذا السمّ بمئات آلاف المرات
والذي سيكون هو درجة جيدة من الزرنيخ
بالنسبة لتعرض البشر لها
هل من الممكن أن تكون هذه الميكروبات جزء من ظلّ المحيط الحيوي
حياة المخلوق الغريب الذي ينمو هنا؟
هل يكون هذا علم أحياء مختلف عن علمنا ؟
لعلهم يستخدمون نوع مشابه من الأحماض النووية_
فيها فرق بسيط فقط
ربما أجزاء منها مختلفة , أو ربما يستخدمون نفس البروتينات
و لكن ربما يستخدمون أحماض أمينية مختلفة عنا
لو أن ذرات الزرنيخ
إستبدلت ذرات الفوسفور في هذا الميكروب بطريقة ما
عندئذٍ هذه الميكروبات لم تلأتي من شجرة الحياة الخاصة بنا
ربما لا تكون مختلفة عن الحياة التي نعرفها
"لكن يمكن أن تكون هذه الحشرات متحدرة من جينات منفصلة تماما
إذا" إذا وجدنا شيء
حتى ولو قام بشيء مختلف
هذا يعني أن هنا في الأرض
لم يكن هناك شجرة حياة واحدة
ولكن سيكون هناك عدة أشجار
"أستهلكت الإنسانية دهرا
بالتفكير حول عزلتنا
ستمنحنا مثالا" عن شيء آخر
"شكل آخر من الحياة كان ناجحا
لو وجدنا هذه المتعضيات _
سنستطيع القول حينها بأن الحياة على الأرض قد حصلت مرتين على الأقل
حياتان على أرض مثل هذا الكوكب
فمن الأكيد بأن الكون يعجّ بالحياة
سيكون شيئا" لا يصدق
بأن حياتان قد حصلتا بالأرض
ولم تحصل على أي كوكب آخر شبيه بالأرض
لو كانت حشرات -فيليسا- نتاج جينات ثانية , هنا في الأرض _
فالحياة من الممكن أن تكون نموذج من نتاج واسع
لن نكون وحيدين في الكون
لكن هذا سيقودنا إلى زيادة فضولنا في هكذا إحتمالات
"ربما لا تكون الحياة على الأرض هي من الأرض أصلا
بحث العلماء في إكتشاف أصل الحياة
قد كشف شيئا" غير متوقع
(ربما يكون هناك أكثر من (نشوء , تكون
ربما يكون كوكبنا الموطن ليس فقط لشجرة حياة واحدة بل إثنتين أو أكثر
كل شجرة منها تنمو من بذرة منفصلة
من أين أتت هذه البذور ؟
هذا السؤال يجبرنا على إعادة تقييم أصلنا
لأن الجواب يمكن أن يكون خارج هذه الحياة
-عالم الكواكب -بين وييس
لديه أجزاء من العالم الآخر في مختبره
إنها صخور قد سافرت من المريخ للأرض
وهو يعتقد بأن الميكروبات المريخية قد سافرت على بعض هذه الصخور المريخية
كلّ سنة تسقط على الأرض أطنان من الصخور المريخية _
و على مر تاريخ المجموعة الشمسية
قد إنتقلت أطنان من المواد
لذا فإن إحتمالية أن نكون نحن مريخيين , هي حقيقة
منذ 4 بلايين سنة _
عندما كانت الأرض تقصف بالأحجار النيزكية و المذنبات
كذلك كان المريخ
صدمات من هذه الشظايا
كانت تطير بإتجاه الأرض في المجموعة الشمسية
وجد العلماء صخرة مريخية
التي يعود تاريخها إلى تلك الأيام من العنف الحاصل بين الكواكب
تدعى ALH84001
هي الحجر النيزكي المريخي " شهاب يبلغ سطح الأرض من غير أن يتبدد "
ومن ثم يصطدم إلى خارج الكوكب
و تطوف حول الكون
و تهبط في الأرض منذ 11.000 سنة مضت
وقد وجدت في القطب الجنوبي من قبل علماء أمريكان سنة 1984
"هذه الصخرة مميزة جدا
سنة 1990 _
كان إكتشاف أشكال صغيرة تشبه الديدان في الصخرة
إلى إحتفال عالمي بها ALH84001 قدّ حوّل
الإدعائات حول بقايا هذه المتحجرات المريخية المكروبية كان مشكوكٌ فيها
لكن تحقيقات -بين- حول هذه الصخور النيزكية
مازالت تقدم دليلا" عن الحياة في المريخ
ولأن الصخر ممغنط
هل ترى هذه النقاط الصغيرة_ المعالم الصغيرة
هذه المغنطة قد نشأت في المريخ
في الواقع إنها ممغنطة منذ 4 بلايين سنة
هذا يعني بأنه كان هناك حقل مغناطيسي
حقل مغناطيسي كروي حول المريخ منذ 4 بلايين سنة
الحقل المغناطيسي الكروي يعمل كالشرنقة الحامية _
لقد أبقت الغلاف الجوي للأرض آمنا" منذ اليوم الأول
من دون الحقل المغناطيسي
لن يكون هناك حماية من الرياح الشمسية
تيار حاد من الجسيمات الدقيقة آتية من الشمس
وخلال مئات من ملايين السنين
"فإنها تستطيع تفجير الغلاف الجوي للكواكب تماما
المريخ الآن بلا حقل مغناطيسي و تقريبا" بلا غلاف جوي
تثبت ALH84001 المغنطة المطوقة لل
بأن منذ 4 بلايين سنة كان للمريخ كلاهما
حابس للروائح ALH84001 يوجد في نعتقد بأنها غازات للغلاف الجوي
في بدايات المريخ
تركيب هذه الغازات
لا ترمز لتركيب الغلاف الجوي للمريخ الآن
ولكنها ترمز إلى ما تعتقد بأنها كانت موجودة في الغلاف الجوي عند بداية المريخ
حتى يومنا هذا , هي جافة و باردة
وليست قابلة للحياة على سطحها
نعتقد بأن ببدايات أيامها كان فيها مناخ والذي كان يشبه مناخنا على الأرض الآن
علميا" كان من المفترض أن تكون أسخن و أرطب
و ربما كان هناك سوائل قائمة من المياه على سطحها
و غلافها الجوي كان أثخن
وربما كان مكانا" أفضل لنشوء الحياة
بما أن المريخ هو بنصف حجم الأرض _
كان من المفترض أن يبرد أكثر و هو كرة ذائبة من الحمم أسرع من الأرض
بكلمة أخرى , المريخ قد يكون إحتوى حياةً قبل الأرض
و آخر دراسات -بين- قد قرّبت هذا الإحتمال
في علم الأحياء للكوكبين
إكتشافاته بأن الميكروبات المريخية قد إستطاعت بالفعل النجاة من الرحلة الحارة و المتفجرة من على ظهر صخرة الكون هذه من المريخ للأرض
إذن ما تراه هو قطعة من النيزك _
في الواقع , في الجزء الخارجي منها , هنا في الجهة اليسار
هناك منطقة ذائبة صغيرة
و هذه المنطقة التي سخّنت لدرجات حرارة عالية
عندما عبرت الغلاف الجوي الأرضي
و لكن معظم النيازك بالكاد قد سخّنت
من خلال مرورها بالغلاف الجوي
عندما كان المريخ يبرد ببطء _
و هو يخسر المقدرة في دعم الحياة
ربما قفز آخر المريخيين إلى سفينة
لكوكبنا الأدفئ و الأرطب
قد تكون المتعضيات قد سافرت متطفلتا" على هذه المواد
وهنا حصل التبادل بين المريخ و الأرض
و حتى من المحتمل بأنها قد وضعت بذورها مكان ما حطت
وهناك كل الأسباب لتقول ذلك . أنت تعلم
لو كان هناك أصل للحياة في المريخ منذ بلايين السنين
لربما قامت بذلك في الارض عدة مرات
"لو كان -بين- محقا
فإن أفضل مكان للبحث عن حل للغز أصل الحياة في الأرض
ربما يكون على سطح كوكب هو الآن ميت
المستحاثات في بداية الحياة على المريخ
بالعودة في التاريخ لبلايين السنين ربما ما زالت هناك
ربما مسبار الفضاء القادم الذي سنرسله للمريخ
سيتعثر فيهم
و سيكون قادرا" على دراسة أسلافنا القديمين
ولكن هناك إحتمال أيضا" بأن أولى الكائنات الحية على الأرض
لازالت هنا تكمن في ظل المحيط الحيوي
أنا وأنت نحن آخر فصول القصة
و التي كانت تطفو لملايين السنين
كيف بدأت هذه القصة لازال هذا غير معروف
هل قامت المذنبات بوضع البذور المليئة بالمقومات الخام للحياة في الأرض ؟
هل كان المريخ هو أصل مكان ولادتنا ؟
قبل أن نقفز إلى كوكب جديد
أو هل نحن التجسيد الثاني أو الثالث للحياة في الأرض ؟
ربما تكون المخلوقات الغريبة تعيش بيننا
ربما نكون جميعا" مريخيين
في النهاية فإن اشياء الخيال العلمي قد تقودنا إلى الحقيقة الكونية
و تجيب على السؤال الأبدي
كيف أتينا إلى هنا ؟
أتمنى أن تكونوا قد إستفدتم مع تحياتي وائل الشامي