الأرض تعجّ بالحياة
ترجمه NadER
لكن لميليارات سنين خلت
كان كوكبنا مجرد كرة من الصخور المنصهرة
.. هل نشأ أبناء الأرض
من فقاعات ضبابية كيميائية على شكل بركة بدائية ؟
أم أن بذور الحياة قد اصطدمت هنا آتية من الفضاء الخارجي ؟
الآن ، أخيراً .. قد يكون العلم على أعتاب
حل هذا الغموض الأكثر .. عصياً على الحل
كيف أتينا إلى هنا ؟
الفضاء , الوقت , الحياة نفسها
أسرار الكون موجودة في الثقب الدودى
الحياة مليئة بالألغاز
لكن الغموض الأكثر إلحاحاً هو الحياة نفسها
آمن اليونانيون القدماء بأن الآلهة قدّ شكلت الإنسان من الطين
الفايكنج الإسكندينافيين تكلموا عن وجود قارتين عظيمتين
أحداهما مصنوعة من النار والآخرى من الجليد
عند التقائهما , تطاير الشرر
فولدت الكائنات الحية الأولى
ومازال العلماء يحاولون .. حل هذا اللغز القديم
كيف أن المواد الكيميائية البسيطه
بطريقة ما تحولت إلى جزيئات حيه
الجزيئات التي في نهاية المطاف تطورت لتكون أنا وأنت
ولكن الإجابات قد تكون بعد طول إنتظار في متناول اليد
وأكثر إثارة للدهشة مما قد يتصوره أحد
عندما كنت طفلاً أعتدت أن ألهو بعدسة مكبرة
محاولاً إشعال النار فى الأشياء
هل كنت مولعاً بالتخريب ؟
لا أعتقد ذلك
كنت أشاهد ما يمكن أن أصنعه بواسطة قوة الشمس
كان هناك شيء سحري بالنسبه لي مع تلك الشرارة
هل هذا ما حدث على الأرض قبل مليارات السنين ؟
هل شرارة حولت مادة غير حية
إلى شيء يمكن أن .. ينمو، يتكاثر، ويتطور
شيئاً نستطيع أن نعرفه بأنه حىّ ؟
إنه لغز
كافح العلم من أجل جمع قطع اللغز معاً
لدينا نظرية جيدة جداً .. عن تطور الحياة
لكننا لا نملك نظرية متفق عليها حول نشأة الحياة
نحن لا نعرف كيف أن مزيج من المواد الكيميائية غير الحية
يحول نفسه إلى شيء حي
هذا سؤال جيد جداً
لأنه واقعياً لا أحد حوّل .. بتجربة ما
الغير حيّ إلى حيّ
نحن لانعلم بالضبط ما نحتاج إليه
إنه سؤال قد لا نجد جواباً عليه أبداً
لكن العلماء الذين يحاولون بجساره التقصى عن لحظة الخلق
.. يقودوننا في رحلة رائعة
إلى جهة غير متوقعة
لحل لغز نشأتنا
.. علينا أن نعكس التطور
نعود إلى الوقت والمكان
.. حيث تكونت أول الأشياء الحية
نظامنا الشمسي قبل أكثر 4 مليارات سنة ..
كان مكاناً مختلفاً تماماً عن نظامنا الشمسي الذي نعرفه
كانت الشمس نجماً شاباً أكثر برودة مما هى عليه اليوم
كانت الأرض أكثر سخونة بكثير
كانت قد تصلبت للتو من كرة منصهرة من صخر ساخن
المذنبات والنيازك الكبيرة كانت تدور و تندفع حولها
كانت الصدمات الناريه متكررة وغالباً ما تكون مدمرة
وهى فترة من التاريخ الجيولوجي للأرض
"تسمى الـ "هاديان عصر الجحيم
"عالم الجيولوحيا "ستيفن موزسيس من جامعة كولورادو
يسافر في الزمن الى الوراء "إلى حقبة الـ"هاديان
محاولا إكتشاف دليل على وجود الحياة هناك
ومن المثير تصور ما قد تراه
يقف على سطح الأرض "فى حقبة الـ"هاديان
قبل نحو 4 مليارات سنة
القمر سوف يملئ السماء
لأنه كان أقرب كثيراً إلى الأرض في ذلك الوقت
لكن السماء نفسها تبدو مختلفة
لذلك بدلاً من سماء زرقاء جميلة
لا بدّ وأنها كانت حمراء
وتقصف من قبل النيازك والمذنبات
المحيطات أيضاً قد تبدو مختلفه
"في الـ"هاديان
لن تكون زرقاء صافية لكن خضراء داكنة
مليئة بالمعادن الحديديه
بالنسبة لنا ، سيبدو مثل كوكب غريب
غير قادر على الحفاظ على الحياة
لكن ستيفن مقتنع
أنه يمكن أن تأوى حياة بدائية
تماماً مثل البيئات الأكثر قسوه اليوم
حيث تجد الكائنات الحية المجهرية وسيلة من أجل البقاء
نحن نعلم بالنظر إلى كوكبنا اليوم
سواءً في أكثر الصحاري جفافاً أو فى أبرد الأنهار الجليدية
فى أعمق المحيطات أو أعلى الجبال
الحياة موجودة
لماذا ينبغي لنا أن نتوقع غير ذلك فى بدايات الأرض ؟
علماء الحفريات بحثوا عن أدلة
من أشكال الحياة القديمة في الصخور
هناك حفريات لمخلوقات ونباتات بحرية
تعود لنصف مليار سنة
ولكن لحياة مجهرية وأكثر بدائية
والتي كانت موجودة قبل ذلك
فإن أكشافها اصعب من ذلك بكثير
وإيجاد الصخور التي تعود إلى بالفعل حقبة الهاديان
هو أقرب إلى المستحيل
تقريباً كل يمت للأرض البدائيه قد إختفى
دفن تحت تدفقات الحمم والمحيطات
ولكن عدد قليل من نتوءات نادرة من الصخور تبلغ من العمر 4 مليارات سنه
لا تزال قائمة
تعقب ستيفن واحداً
في منطقة نائية في قلب جرينلاند
المقوله التقليدية بأنه لايمكن أن يكون هناك سجل
للنصف مليار سنه الأولى من تاريخ الأرض
بدلاً من ذلك ، ما وجدناه من خلال .. البحث الدقيق هو
أنه ليس هناك فقط سجل .. من هذه الفترة الزمنية
لكن السجل يكشف لنا عن عالم قابل للسكنى بشكل ملحوظ
الصخور وجدها ستيفن في جرينلاند
جاءت من محيط كان قد تشكل قبل 3.8 مليار سنة
وقد تخللتها سلسلة من النقط السوداء
كانت عبارة عن كتل من الكربون القديم
وكان هناك شيء غير عادي تماماً فيها
.. الكربون يأتي على صورتين
الكربون العادى ، ويسمى الكربون 12
وشكل نادر جداً يسمى الكربون 13
أو الكربون الثقيل
الترسيب الجيولوجى العادى للكربون
يحتوي على نسبة دقيقة من الكربون 12 إلى الكربون 13
ولكن ليس فى هذه الكتل
الحياة تفعل شيئاً مثير للإهتمام
إنها تميز الكربون 13
لذا فإن المواد البيولوجية تثرى بشكل عميق
في الكربون 12
في أقدم صخور العالم الرسوبية المعروفة
من الواضح جداً
هناك دلاله من نظائر الكربون
على الحياة المبكرة
ستيفن لا يستطيع القول ما هو الشكل البدائي للحياة
الذى ترك هذا الأثر كمؤشر
ولكن لا بد أنه كان قادراً على البقاء على قيد الحياة في بيئة قاسيه
كوكب ضُرب باستمرار بصخور فضائيه عملاقة
عالم حيث يعتقد معظم .. علماء الجيولوجيا
لا بد أن الطوفان من الصدمات قد أذاب أجزاء ضخمة من الأرض
جففت المحيطات من الغليان
وأخلت الكوكب بأسره من الحياه
مع ذلك فإن ستيفن موزسيس متأكد
أنه في مكان ما على هذه .. الأرض الجحيميه
كان هناك حياة
وقد طور ستيفن محاكاة على الكمبيوتر
لإثبات أن كوكبنا يمكن أن يكون قد بقي مضيافاً للحياة
حتى خلال حملة القصف المكثفة التي تعرض لها
فى حقبة الهاديان منذ 4 مليارات سنة مضت
كل من هذه الحلقات هنا
هو كويكب أو مذنب منفرد
تأتي إلى الأرض
في وقت القصف الثقيل المتأخر
نجد أن الإصطدام قد أذاب البحيرات هنا
أساساً بحيرات الحمم البركانية
بعض منها بحجم قارة أفريقيا
ولكن هذه المنطقة الزرقاء هنا
التي تمثل درجات حرارة باردة
هى مناطق حيث المياه السائله لا تزال مستقرة
حتى في فترة القصف المكثف
فى بداية النظام الشمسي
فإن الأرض بقيت مكاناً صالحاً للعيش
الميكروبات في أعماق الأرض
أو عميقاً في المحيط
كتلك التي تتجمع اليوم حول فوهات البراكين
سيكون لديها أفضل فرصة
للنجاة من هذه الضربات المدمرة
ما تفعله هذه التفجيرات .. هو أنها تفضل الكائنات
التي يمكن أن تجد ملاذاً
للنجاه من سيل الحطام الفضائي العاصف
حتى إنتهاء فترة القصف
وتُرك العالم كله لها لتستعمره
ونحن نعتقد أن هذا حدث على الأرض
قبل نحو 3.8 مليار سنة عندما توقف القصف
.. إكتشاف ستيفن
ربما حدد الوقت و المكان
لأصل الحياة
ولكنه لا يخبرنا شيئاً عن كيفية بداية الحياة فعلاً
من أجل القيام بذلك ، على العلماء إعادة خلق الأرض الأوليه
في مختبراتهم
ومحاولة لإلتقاط لمحة لهذه الشرارة السحرية الأولى
كوكب الأرض منذ أربعه ونصف مليار سنة
.. إذا خطونا على سطحه
فإن الحمم المنصهرة ستحيلنا إلى رماد على الفور
إستنشاق نفس واحد من جوها سيقتلنا
كيف يمكن للحياة أن تتشكل
في هذا الجحيم الفقاعي السام ؟
في عام 1953
اثنين من الكيميائيين الجسورين حاولا الإجابة على هذا السؤال
ستانلي ميلر وهارولد أوري صمموا تجربة
لمحاكاة كوكبنا بعد وقت قصير من ولادته
النتائج من شأنها أن تكون فتحاً
لقد تم الحفاظ على الأجهزة
في معهد سكريبس في سان دييجو
من قبل طالبهم السابق الدكتور جيفري بادا
للوهلة الأولى
يبدو وكأنه مجرد مجموعة متنوعة من قوارير ومواسير
لكنها قد صممت بعناية
أولاً ، لدينا قارورة
التي تمثل المحيط المتبخر
وهذه موصوله بقارورة
تمثل الغلاف الجوي
وفي هذا الجو ترى هذه الإلكترودات
و تستطيع أن تعرض هذه الإلكترودات بتيار كهربى
لمحاكاة الصواعق الجويه
وسوف يكثف الناتج خارج الغلاف الجوي المصتنع
عبر هذا المكثف
يسير داخل هذا الأنبوب
ومن ثم يعود الى قارورة الماء
ربما تأثراً بكتاب سفر التكوين
ميلر ويوري تركوا تجربتهم عن أصل الحياة
مستمرة لسبعة أيام
بعد ذلك ، كما هو الحال الآن القارورة التى تمثل المحيط
بدأت ببطء فى التحول إلى اللون البني الداكن
ممتلئه ظاهرياً بوحل سام
إنها تجربة خادعه
يمكنك تفجيرها إذا لم تكن حذراً
وعلاوة على ذلك فإن هذا المحلول سام للغاية
أنه يحتوي على كميات كبيرة من سيانيد الهيدروجين
أنت لن ترغب في تجرب وتشرب هذا الشيء
ستكون ميتاً خلال ثانية
لكن هذا الماده اللزجه البنيه أيضاً تحتوي على شيء لافت للنظر
فيما بين المواد الكيميائية السامة هنالك الأحماض الأمينية
الأحماض الأمينية هي لبنات البناء الأساسية للبروتينات
الكائنات الحية مبنية من البروتينات
وهى التى تشكل العظام ، والشعر، والجلد
لقد كان انجازاً كبيراً
حتى وقتنا هذا
حاول البشر صنع مُركبات عضوية
تحاكي الغلاف الجوى في الزمن البدائى ولكنهم كانوا دائماً يفشلون
لكنها كان مجرد خطوة طفل تجاه الحياة
في جميع هذه العينات المحفوظة من تجارب ميلر ويوري
لم يكن جيفري بادا قادراً أبداً على تحديد
أحماض أمينية انضمت معاً لصنع البروتينات
ما تصنعه هو جزيئات بسيطة
ما نسميه أحاديات الجزيئ
الحياة كما نعرفها , تتكون من بوليمرات
جزيئات معقدة مصنوعة من أحاديات الجزيئ
ويظل التحدي قائماً
كيف يمكننا تجميع هذه الجزيئات البسيطة
إلى جزيئات معقدة لها وظيفة بيولوجية
تلك خطوة حاسمة تجاه الحياة
قد لا تأتي من فقاعات فى قارورة فى المختبر
جين بلاك" واثقة من ذلك"
لأنها تعتقد أن .. الحياة بحاجة لشيء آخر
لتبدأ على الأرض .. وأنها أتت من السماء
بسرعة 20,000 ميل بالساعة
نحن نعلم أن في أوائل تاريخ النظام الشمسي
كانت المذنبات ترتطم بالأرض
وربما كان هذا ما يمكن أن يكون وسيلة نقل
لتوصيل المواد الأوليه إلى الأرض في بداياتها
المذنبات
كتل بحجم الجبال من الجليد والغبار تدور حول الشمس
في عام 1999
أرسلت ناسا مركبة فضائية "تسمى "ستاردست
للحصول على قطعة من المذنب وإعادتها إلى الأرض
وعندما حلل العلماء الماده
اكتشفوا أنها تحتوي على أحماض أمينية
لبنات بناء البروتين
النسيج الأساسي للحياة
واحد من الأسئلة المعلقة الكبيرة
هو ما إذا كانت أو لم تكن المركبات العضوية
القادمة على مذنب ضرب الأرض بعنف
يمكنها النجاه في تلك .. الظروف القاسية
لتجربة التوصيل هذه
وهكذا شرعنا في اختبار هذا في المختبر
"جين بلاك" عملت فى "أس.أى.تى.آى" (SETI)
البحث عن كائنات ذكية خارج الأرض
لكنها ليست مهتمة بالكائنات الفضائيه بقدر إهتمامها بجزيئات تلك الكائنات
لذا فقد طورت محاكاة على الكمبيوتر
لرؤية ما الذي سيحدث عند الإصطدام
المذنبات التي ضربت سطح الأرض مباشرة ليست واعدة
الإصطدام غالباً أحرقها تماماً
في هذا الفيلم الألوان الزرقاء هي الباردة
وكلما أتجهت نحو الأحمر تصبح أسخن فأسخن
لذا فإننا نتوقع أن الإصطدام العادى
تحدث فيه الظروف الأقصى
يمكنك أن ترى أنه لا وجود للون الأزرق
لذلك من الطبيعى أن جميع المواد قد تتطايرات أو تبخرت
ولكن عندما يضرب المذنب بطريقه مائله
إنها لا تتحول إلى رماد
إنها تذوب وتدفن كميات هائلة من المياه والأحماض الأمينية
على كوكبنا البدائى
.. هذه المرة ، نجرب
بزاوية 15 درجة من الأفقي
.. شاهدوا اللون الأزرق
الذى يوافق الماء السائل
تستطيع أن ترى إختفاء الكثير من المياه
ولكن لا تزال تحتفظ %في مكان ما بـ 20
التى ستتحول إلى ماء سائل
ولكن هذه المحاكاة
فقط تتبع درجة حرارة المذنب
عندما يرتطم بالأرض
لرؤية ما الذي يحدث للأحماض الأمينية
تحتاج جين إلى وضع يديها على على بعض من القوة النارية الخطيرة
هنا حيث قد تجد ما تريده
صورة لبندقية أو ما شابه
"هذا هو مختبر "موجة الصدم (Caltech) في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
إنه فخر ومتعه
بندقية بطول 65 قدم قادرة على اطلاق القذائف
بسرعة تفوق الـ 16،000 ميلاً في الساعة
"وهذه هي رصاصة "جين
دعنا نتخيل أن هذه الرصاصة هي المذنب
إنها علبة معدنيه .. ممتلئه بحجم من سائل
يحتوي على الماء و أحماض أمينية ذائبة
وفي تجربتنا هذه
.. نريد إختبار مدى رد فعل هذه
فى حالة الإرتطام بالأرض
هذه في الواقع بندقية من مرحلتين
.. وفي نهايتها
نستخدم البارود لضغط الغاز
يتم أشعال البارود
والهواء المضغوط يضرب المقذوف
ويرسله منتقلاً داخل ماسورة البندقية
بسرعه حوالي 2،000 إلى 3،000 ميلاً في الساعة
هذا يتوافق مع .. تأثير الزاوية المائلة
ما بين المذنب والأرض الصخرية
لمحاكاة هذه الضربه المائله المتفجره والتى تقع بين الكواكب
قللت "جنيفر" من الحد الأقصى لسرعة إنطلاق المقذوف
وتضرعت لنجاة العلبه وما تحمله
درجات الحرارة في هذه التصادم
ستكون فعلياً آلاف الدرجات المئوية
لذلك حقاً هذه هي الظروف شديدة القسوه
ثلاث مائه فولت , جاهز
تشمّون ذلك ؟
, هذا هو البارود رائحة البارود
تم إرسال الكبسولة إلى هذا الخزان الأكبر
وهو ما يسمى خزان الإستخلاص
وهو يزن حوالي 2 طن
وذلك فهو فعلاً يحتوى الإصطدام
و حقيقة فى نهاية التجربة
وإذا جرى كل شئ بصوره طيبه
سيبدو الأمرالى حد كبير مماثل لما كان عندما بدأنا لأول مرة
الآن "جين" تفتح الكبسولة الرصاصة
لاسترداد محتوياتها المحطمة وإكتشاف ما حدث
لهذا المزيج من المواد الكيميائية العضوية الخاصه بالمذنب
وهنا مثال من اثنين مختلفين من الأحماض الأمينية
الجلايسين ، وهو أبسط الأحماض الأمينية
والبرولين ، وهو نوع آخر
وهنا المحلول الإبتدائي يمكنك أن ترى اثنين فقط
وهنا تحليل للمحلول بعدها
تبين أن المنتجات الثانوية الأكثر وفرة
.. جميعها تركيبات مكونه من
أول اثنين من الأحماض الأمينية
لذا كنا فعلا متحمسين جداً
لأن التفاعلات التي كانت تحدث
تشكل فى الواقع جزيئات أكبر ملائمه بيولوجياً
تجربة "جين" عالية القوه
تشير إلى أن المذنبات التى ضربت الأرض في وقت مبكر
ربما كانت خطوة أقرب لنشوء الحياة
ساعدت الأحماض الأمينية للإتحاد معاً
ربما حتى لتشكيل بروتينات بدائية
نحن فى الواقع نسخّر قوة الإصطدام
لبناء جزيئات أكبرلها صله بيولوجيه
ولذلك فإن هذا يمكن أن يكون المصدر الغالب والأهم
للَبِنات البناء التي أدت إلى أصل الحياة
كنا نعتقد أن كوكبنا حفرة من جحيم
قبل 4 مليارات سنة
حيث أي شرارة حياة ستحرق على الفور متحولة لرماد
الآن نحن نعرف أن كيميائيات الحياة كانت داخل المذنبات
تنزل كالمطر على كوكبنا
ولم تتحطم وتحرق
بل نمت وازدهرت
ولكن مقومات الحياة الأخرى لازالت مفتقدة
(DNA) في أعلى القائمة المفتقده الـ "الـ"دى.ان.أيه
الجزيئ الذي يحمل هويتنا الوراثية
الآن وأخيراً ، رجل واحد إخترق الشفرة
لأصل الحمض النووي نفسه
لقد إستغرق الأمر 4 مليار سنة
لتتطور الحياة
إلى كائنات حية معقدة مثلي ومثلك
نحن في طرف
غصن طويل من شجرة الحياة
بالأسفل في أعمق جذورها توجد الميكروبات
أجسامها ليست سوى خلية واحدة
ولكن بيولوجياً كل ميكروب منها هو فقط مثلنا
مهما بدا مختلفاً
فهويته تكمن في حبل مجدول من الحمض النووي
كل كائن حي نعرفه ينتمي إلى مكان ما على هذه الشجرة
ولكن لماذا نمت شجرة الحياة في المقام الأول ؟
لحل هذا اللغز علينا أن نجد البذور
العلماء لا يعرفون الكثير عن هذا البذور
لكنهم متأكدين من شيئ واحد
كل كائن حي على وجه الأرض يشتركون فى سمة عامه واحدة
طبقة خارجية متينه
تفصلها عن العالم الخارجي
كل خلية لديها غِشاء
البذور الأولى للحياة من المؤكد أنه كان لها واحداً أيضاً
حسنا، نحن نعتقد أننا بحاجة إلى هذا النوع من غشاء الخلايا البدائية
للحفاظ على الجزيئات الوراثية محصورة داخلها
لاتستطيع إبقاء كل شيئ مبعثراً
يتوجب عليك أن يكون ذلك مرتباً
جاك زوستاك في كلية الطب بجامعة هارفارد
يسعي إلى حل واحد من أكبر الأشياء غموضاً فى الحياة
كيف أحاطت أشكال الحياة البدائية نفسها بجدران
"تعريف "أنا" من "لست أنا
إذن ، أغشية الخلايا الحديثة متينه حقاً
إنها مستقرة ، فهي حواجز عظيمه
أنها تسمح للخلايا بالتحكم فى كل ما يدخل أو يخرج
ولكن هذا يتطلب الكثير من آليات بارعه ومتطوره للغايه
والتى لم تكن موجودة طبقاً لتعريف الخلايا الأوليه
لذا كان على تلك الأغشية أن تكون مختلفة
.. ولكن ماذا يمكن أن تبدو عليه هذه
الجلود البدائية حول الخلايا ؟
.. جاك" وجد الإلهام"
في فقاعات الصابون ..
إذاً ، إنها رقيقه وضعيفه
إنها حقاً توضح الفكرة
بأنه هناك مساحة مغلفه
كان هذا جيداً جداً
فقاعات الصابون مصنوعة
من جزيئات تسمى الأحماض الدهنية
المواد الكيميائية البدائية
"التى يعتقد "جاك إنها جاءت إلى الأرض فى بدايتها
داخل سخانات مائية
الأنواع المناسبة من المعادن
من شأنها أن تحفز تجميع الأحماض الدهنية
من أشياء بسيطة مثل أول أكسيد الكربون والميثان والماء
طريقة جيده يمكن أن تحدث
في نظام تنفيس حرارى مائى
وبعد ذلك يمكن أن تصل كفقاعة إلى السطح
هكذا قام جاك بتهيئة إعادة خلق
كيمياء السخان في مختبره
و أخيراً خلق الأحماض الدهنية
الآن يمزجهم فى حساء من الكيماويات الأوليه
مصنوع من الماء والملح والأحماض الأمينية
و بدأ يراقب
إذ بدأ تحولاً ملحوظاً يحدث
تشكلت أغشية في صحائف ، متموجه نوع ما
والحواف هي نوع من الطاقة العالية
ما يحدث هو أنها تنغلق على نفسها
فتصنع بذلك تكوين دائري صغير
إذاً , هي أشكال مغلقة تشبه فقاعات صابون صغيرة
هذه النقاط الصغيرة هي في الواقع فقاعات مجوفة
قطرها أقل من واحد بالألف من البوصه
وهذا ما قد تكون بدت عليه أول الخلايا الحيه
قبل 4 مليارات سنة
ربما إعاد "جاك" تكوين بذور الحياة
تحت المجهر
ولكن من المستحيل للحياة أن تتطور
ما لم تستطع الخلايا أن تقوم بمهمة حاسمة
يجب أن تكون قادرة على النمو والانقسام
هذه هي الطريقة التي تنمو بها البذور لتتحول إلى زهور
وكذلك كيف تصبح اليرقة فراشة
وكيف يصبح الطفل راشداً
فقاعات الصابون تنمو وتنقسم
مع أى نفخة من الهواء
لذا قام "جاك" بهز الفقاعات قليلاً
و رأى شيئاً لايُصدَق يحدُث
سيبدأ الغشاء فى النمو من تلقاء نفسه
ما نراه تحت المجهر
هو أنه ينمو بطريقة غريبة جداً وغير عاديه
الحويصلة الأولية كلها تحولت إلى أنبوب طويل ومرن
هذه الأغشية الدهنية الحامضيه
تحقق واحدة من أكثر وظائف .. التطور الأساسية
"النسخ الذاتى"
ويبدو أنها تقوم بذلك بطريقه آليه
بالنسبة إلى جاك , هذه إشارة واضحة
.. إلى أنه بدأ يقترب من فهم
كيف بدأت معجزة الحياة
إذن لدينا دورة للنمو والإنقسام
والتي تشبه إلى حد كبير نمو وانقسام الخلايا الأوليه
ربما وجد "جاك" بشكل .. جيد للغاية الصيغة
لبنية خلية الحياة الأوليه
ولكن أن تكون على قيد الحياة حقاً
تلك الخلايا في حاجة لمقوّم حيوي
"الجينات"
الجينات هي هوية الجزيئ
الذى يمكن ان ينتقل من خلية إلى نسختها
كلّ أشكال الحياة الحياة الحاليه تفعل هذا مع الحبل اللولبى المزدوج للحمض النووي
هذا هو الجزيئ الكيميائى الأكثر تعقيداً الذى نعرفه
مكون من عشرات المليارات من الذرات
يتحكم الـ "دى.أن.أيه" فى كافة تفاصيل كل شيء حى
لون أعيننا
شكل الأوراق على الأشجار
حتى الطريقه التى تسبح بها البكتيريا البسيطه
وفي كل مرة تنقسم الخلية
يضع نسخة من الحمض النووي
في كلا الخلايتين من الجيل الجديد
في جامعة مانشستر في انجلترا
"الكيميائى "جون ساذرلاند
يحاول اكتشاف كيف ... "صار الـ "دى.أن.أيه
هو المفتاح لإكتشاف كيف صِرنا ما نحن عليه
بالنسبة لي ، النقطة المثيرة للإهتمام حقاً هنا
هو الانتقال بين الكيمياء والبيولوجيا
دائماً ما يفترض
إنك تحتاج لأن يكون لديك جزيئ معلوماتي
لا يمكن أن يكون لديك حياة حقاً حتى يكون لديك مورثات
لذا ينبغى أن يكون لديك شيئاً يمكنك أن تورثه
المعلومات مخزنة في الجزيئ
"جزيء معقد مثل "دى.أن.أيه
لا يمكن أبداً أن يتشكل وحده من تلقاء نفسه
في بركة بدائية
.. ولكن هناك نسخة أبسط منه
جزيء معلوماتي واحد منفرد
"يسمى "حمض الريبونوكلييك (أو (آر.أن.أيه
العلماء اللذين يدرسون أصل الحياة
لطالما أعتبروا بأن "حمض الريبونوكلييك" قد يكون مقدمة للحمض النووي
الناقل الأبسط للشفرة الوراثية للحياة
.. وهكذا فإن اسم اللعبة إذا أحببت
هو صنع الـ (آر.أن.أيه) من مواد كيميائية أوليه بسيطه للغايه
باستخدام الكيمياء العضوية البسيطه
في ظل الظروف التي .. يمكن أن تكون قد سادت
على الأرض في بداياتها
الـ (آر.أن.أيه) هو خيط جزيئي عملاق
مصنوع من أربع لبنات أساسيه مختلفه
.. الترتيب الذي ينظم هذه اللبنات
يشكل الشفرة الجينية
عندما تنظر إلى الـ (آر.أن.أيه) ككيميائي
تكون في حالة حقيقيه من الدهشة
لقدر ما هو عليه من روعه
إنه معقد
إن له تكوين جميل حقاً
.. وأنت حتماً تتعجب
كيف نما على الأرض هذا التكوين ؟
كيف إنتجت الكيمياء على الأرض هذا ؟
بنية الـ (آر.أن.أيه) تبدو بسيطة
ولكن ما يبدو عليه قد يكون خادعاً
كل لبنه في الواقع مصنوعة من قسمين
جزيء من السكر وقاعدة نواة
الكيميائيون وجدوا أنهم يستطيعون صنع القواعد النووية
وهكذا ، عندما أدركوا حينها
أن بمقدورهم بالفعل صنع السكريات
فكروا ، "لا بدنا أننا قادرون على "ضمهُما معا
وهكذا فقد حاولوا لسنوات عديدة
.. لكن المشكلة كانت ، كيميائيه
فأنت فقط لا يمكنك ضمهُما معاً
لسنوات ، حاول العلماء وفشلوا
(لتحفيز بعض الـ (آر.أن.أيه
عن طريق وضع السكر وقاعده في وعاء
و التسخين
لكن "جون" أدرك أن .. شبيه الحساء الأولى
كانت محدوده جداً
مطبخ الأرض فى بداياتها كان له أكثر من مجرد موقد
كان لديه فرن ومُبخر ومُجمد (فريزر)
هذا يشبه البركة التي .. ظلت هناك لفترة
ومن ثم كانت درجة الحرارة ترتفع
وتبدأ البركة فى التبخر
والبقايا التى تبقت بعد تبخر البركة
يتم تسخينها لفترة
ثم يهطل المطر مرة أخرى
وبعد هطول المطر، تظهر الشمس
لذلك فإنه تسلسل للأحداث
بدلاً من مجموعة واحدة ثابتة من الظروف
لذا إعاد "جون" وفريقه إنشاء
تسلسل الرطوبة والتجفيف والتسخين والتبريد
التي من شأنها أن تكون قد حدثت على الأرض فى بداياتها
وبشكل لا يصدق ولأول مرة
أنجز هؤلاء الكيميائين مالم ينجزه أحدٌ من قبلهم
لقد صنعوا إثنان من أصل الأربعة (لبنات الأساسية للـ (آر.أن.أيه
حسناً والآن علينا أن نجد وسيلة لصنع الإثنان الآخران
وأعتقد أننا قريبون للغايه من القيام بذلك
وبعد ذلك نريد أن نجمعهم معاً في خيط واحد
لصنع جزيء (آر.أن.أيه) بوليمرى (بنية جزيئية تتألف أساساً أو كلياً من عدد كبير من وحدات متماثلة)
ونحن في الواقع عثرنا مؤخراً على بعض الطرق
التي نعتقد أنه يمكننا بها جمعهم معاً
نحن نعلم أن تكويننا البيولوجى المعقد بشكل خارق
لا يمكن أن يكون أول شكل للحياة على الأرض
ماذا كانت الحياة عليه قبل الحياة التى نعرفها ؟
معرفة هذه الحياة قد يساعدنا على فهم كيف وصلنا إلى هنا
والجواب يمكن أن يكون فى متناول يدنا
جميع أشكال الحياة حتى الآن بدأت كنفس الحياة
لكنه لم يكن واضحاً بالنسبة لي
أنه لا يمكن وجود أكثر من شكل واحد الحياة
على كوكب الأرض في نفس الوقت
أعتقد أنه من المرجح تماماً
أننا نتقاسم هذا الكوكب
.. مع نوع غريب حقاً من أشكال الحياة
مخلوقات غريبة ليس بالضرورة أن تكون آتية من الفضاء
ولكن لأنها تنتمي لشجرة حياة مختلفة
عنك أو عني
اللافت للنظر
أنه يتضح أن لا أحد قد فكّر
بالبحث عن الحياة على الأرض كما لا نعرفها
.. بول ديفيس" هو"
واحد من علماء الكونيات الرواد فى العالم
وهو أول من أعترف بأنه ليس عالم فى الأحياء
لكنه ليس خائفاً من المغامرة في مضمارهم
وطرح الأسئلة لم يفكر شخص آخر بأن يسألها
نحن لا ندرى كيف يمكن لمزيج من المواد الكيميائية غير الحية
أن يحول نفسه إلى شيء حي
.. نحن لا نعلم حتى
ما إذا كان هذا هو التسلسل الأكثر إحتمالاً للأحداث
أو الإقل إحتمالاً للأحداث
ولكن دعونا نفترض أنه من المرجح جداً
إذن ألا ينبغي أن يكون قد حدث عدة مرات
هنا على الأرض؟
مصطلح "بول" لإمكانية نمو .. الكائن الغريب هنا
"هو "المحيط الحيوي الظل
وكان لديه خطة لكيفية إكتشاف ذلك
يمكننا أن ننظر إلى الأماكن على وجه الأرض
حيث الظروف غير عاديه وشديدة القسوه
فهي أبعد ما تكون صلاحيه للحياة كما نعرفها
لنرى ما إذا كان هناك نوع غريب شديد القدرة على الاحتمال من كائنات حية دقيقة
تعيش هناك
"واحدة من زملاء طبول "فيليسا ولف سيمون"
"تبحث عن "المحيط الحيوي الظل
عن طريق الحفر فى الطين
لذا ، دعونا نقول إن الحياة التي قد نجدها فى هذا القدر من الطين
يمكن أن تكون مليارات من الميكروبات المختلفة
التي تختلف كما نختلف أنا وأنت عن البعوض
في الواقع ، نحن أكثر قرباً .. وصله بالبعوض
مما هي عليه لبعضها البعض
وهذا هو كيف تختلف هذه الميكروبات
تعمل "فيليسا" في المساحه الجيولوجيه الامريكية
في مينلو بارك ، كاليفورنيا
ولكنه برنامج لبيولوجيا الفضاء تابع "لوكالة الفضاء الامريكية "ناسا
والذى يمولها لدراسة الطين
لذلك ، أحد الأشياء التي أفعلها دائماً
عندما أذهب إلى بيئة جديدة
بغض النظر عن مكانها في العالم
أقوم بأخذ عينات لعمل "عمود وينوجرادسكى"
هو مثل تاريخ الأرض فى وعاء
أرضيه خصبة لجميع أنواع الميكروبات الغريبة
تأخذ عينتك الخاصه من الطين
و نملئ بها لنقل وعاء زجاجي
ونضعه في النافذه
سترى بالتدريج مع مرور الوقت
تكون ألوان جميلة في "عمود وينوجرادسكى" هذا
تكون الألوان يكشف
أنواع متميزة من الميكروبات التي تقطن العمود
كل نوع الميكروب يحتاج عناصر محددة من أجل البقاء
بعضها تتغذى على أشعة الشمس والبعض الآخر على الكربون
الحشرات الأكثر غرابه تتغذى على الكبريت
لكن أحد عينات الطين التى أخذتها فيليسا" في عام 2009"
كشفت عن حشرات أغرب مما تخيلته على الإطلاق
لقد أتت من مكان
شديد السمية لكافة أنواع الحياة على وجه الأرض تقريباً
بحيرة مونو في كاليفورنيا
لا يمكنك الحديث عن بحيرة مونو دون أن تكون حزين قليلا
تشعر وكأنك على كوكب آخر
كما أنه يحتوي على مركبات مثيره جداً للاهتمام
ما له أهمية خاصة بالنسبة لي كان مستويات عالية جداً من الزرنيخ
.. هناك بالتقريب 40،000 ضعف
, الزرنيخ الموصى به لنقل من ، وكالة حماية البيئة
لذلك بدا لي منطقياً
.. أنه يمكن أن تؤوى بقايا
"محتمله من "المحيط الحيوي الظل
لم يخيب أمل فيليسا
عندما حفرت في طين بحيرة مونو
لقد وجدت بالفعل حشرات
أمكنها البقاء على قيد الحياة فى وجود هذه الجرعات شديدة السمية من الزرنيخ
وإكتشافها الجديد في هذا السم
لم يتسبب فحسب بإثارة أهتمام زملائها الجامعيين
عدت الى منزلي في يوم من الأيام
وأحضرت كل هذه الكتب في
ووضعتها على مكتبى
وقال زوجى "لما كل هذا الإهتمام بالزرنيخ"
فقلت حسناً أنا مهتمة بكيفية ذوبانها
أينما قد تجدها
قال زوجي ، منزعاجاً قليلاً
"ولكنك لا تدرسين الزرنيخ"
وعندها بدأت أبتسم قليلاً
لأنني أدركت أنه بدأ يصبح عصبياً قليلاً
الزرنيخ هو سم مؤثر لمعظم الكائنات الحية
لأنه مشابه لعنصر الفوسفور
إنه يخدع خلايانا
عن طريق تبديل عنصر بآخر
بما أن الفوسفور يشكّل العمود الفقري (للـ (دى.أن.ايه
آثاره مدمرة
ولكن ليس بالنسبة للحشرات التي وجدتها فيليسا
مهما كانت جرعة الزرنيخ التي تعطيهم إياها كبيرة
حتى أكثر بعدة مرات
من المستويات العالية للغايه في بحيرة مونو
فقد ظلّت الميكروبات تنمو
إذن هذه الميكروبات تستخدم
ما يبدو أنه سام أو المواد السامة
وعلم الأحياء هذا يتطور بصوره جيده
يمكنها مواجهة مستويات .. أعلى مئات الآلاف
من المرات من المستوى .. الآمن للزرنيخ
الذى يمكن للبشر أن يتعرضوا له
هل يمكن أن يكون هذا الميكروب جزء "المحيط الحيوي الظل"
حياة المخلوقات الغريبة التى تنمو لدينا ؟
هل يمكن أن يكون نظامها البيولوجى مختلفاً عنا ؟
لذلك ، ربما ، قد يكون لها (نوع مماثل من الـ (دى.إن.أيه
إلا أنه يختلف قليلاً
ربما أجزاء منه مختلفة
ربما تستخدم بروتينات مماثلة لنا
ولكن ربما تستخدم أحماض أمينية مختلفة عما لدينا
لو أن ذرات الزرنيخ
تقوم بطريقة ما باستبدال ذرات الفوسفور في هذه الميكروبات
إذن هذه الحشرات لا تتلائم مع شجرة حياتنا
قد لا تبدو مختلفة عن الحياة كما نعرفها
ولكن هذه الحشرات يمكن .. أن تكون منحدره
من جينات منفصلة تماماً
.. إذن حتى لو وجدنا شيئا
.. فعل ولو شيئاً مختلفاً قليلاً
فإن ذلك قد يعني أنه هنا على الأرض
لم يكن هناك شجرة واحدة فقط للحياه
ولكن يمكن أن يكون هناك أشجار متعددة للحياة
أنفقت الإنسانية دهراً
بالتفكير في تفردنا بما نحن عليه
ومن شأنه أن يوفر لنا مثالا عن شيئاً آخر
شكل آخر من الحياة كان أيضاً ناجحاً
إذا وجدنا تلك الكائنات الحية الدقيقة
إذاً فقد نجحنا
يمكننا القول أن الحياة على الأرض قد حدث مرتين على الأقل
اثنين من حياتان على كوكب مثل الأرض
بالتأكيد يعني ذلك أن الكون يعج بالحياة
.. سيكون من غير المعقول
أن الحياة قد حدثت مرتين على كوكب واحد يشبه الأرض
ولم تحدث على الإطلاق على كل الكواكب الأخرى الشبيهة بالأرض
.. لو كانت حشرات فيليسا
هي وليدة عملية خلق ثانية هنا على الأرض
إذن الحياة يمكن أن تكون معيار كونى
ونحن لن نكون وحدنا في الكون
ولكن هذا يقودنا إلى إمكانية أكثر إثارة للإهتمام
الحياة على الأرض قد لا يكون مصدرها من الأرض على الإطلاق
السعي العلمى إلى اكتشاف أصل الحياة
قد كشف شيئاً غير متوقع تماماً
ربما كان هناك أكثر من نشأة واحده
ربما يكون كوكبنا قد احتضن ليس حياه واحدة ولكن اثنين أو أكثر من أشجار الحياة
كل منها قد نما من بذرة منفصل
من أين أتت هذه البذور ؟
هذا السؤال يجبرنا على إعادة تقييم ما نحن عليه حقاً
لأن الجواب يمكن أن يخرج من هذا العالم
"عالم الكواكب "بن فايس
لديه قطعة من عالم آخر في مختبره
إنها صخور التي سافرت من المريخ إلى الأرض
وهو يعتقد بأن المريخيين المجهريين
ربما أمتطوا بعضاً منها
حوالي طن من الصخور المريخية تسقط على الأرض كل عام
وعلى مدى تاريخ النظام الشمسى
إنتقلت مليارات الأطنان من المواد
لذلك فهناك إحتمالية أن نكون نحن فى الحقيقه مريخيين
قبل 4 مليارات سنة
عندما كانت الأرض تُقصف بالنيازك والمذنبات
كذلك كان المريخ
شظية من تلك الأصطدامات
كانت تحلق في جميع أنحاء النظام الشمسي المبكر
لقد وجد العلماء أحد الصخور المريخية
والتي يعود تاريخها إلى تلك الأيام العنيفه بين الكواكب
تسمى النيزك (ALH84001)
(ALH84001) النيزك هو نيزك مريخى
تشكل على سطح المريخ
ثم أطيح به من على الكوكب
وتجول في أنحاء في الفضاء
وسقط على الأرض منذ حوالي 11,000 سنة
تم العثور عليه في القطب الجنوبي بمعرفة بعض علماء الولايات المتحدة في عام 1984
هذه الصخرة مميزه جداً
في 1990
إكتشاف تكوينات صغيرة شبيهه بالديدان في الصخره
(ALH84001) حول النيزك إلى شخصيه دوليه شهيره
الإدعائات بأن هذه .. كانت بقايا متحجرة
لميكروبات مريخيه فقدت مصداقيتها منذ ذلك الحين
لكن تحريات بن بشأن هذا النيزك
ربما مازالت تقدم دليلاً للحياة على المريخ
لأن الصخره ممغنطه
, أترى كل هذه النقاط الصغيره الملامح الصغيرة
هذه المغنطة نشأت على المريخ
في الواقع ، هى مغنطة عمرها 4 مليار سنة
يجب أن يعني ذلك أنه .. كان هناك مجال مغناطيسي
مجال مغناطيسي شامل على سطح المريخ قبل أربعة مليار سنه أو قبل ذلك
الحقل المغناطيسي الشامل يعمل مثل شرنقة واقية
لقد أبقى الغلاف الجوى للأرض آمناً منذ اليوم الأول
.. بدون حقل مغناطيسى
الكوكب لن يكون لديه حماية من الرياح الشمسية
سيل كثيف من جسيمات آتيه من الشمس
على مدى أكثر من .. مئات ملايين السنين
إنها يمكن ان تفجر الغلاف الجوى للكوكب تماماً
المريخ الآن ليس لديه مجال مغناطيسى و تقريباً بلا غلاف جوي
إن المغنطة الموجوده فى النيزك .. تثبت (ALH84001)
أنه قبل 4 مليارات سنة كان للمريخ كلاهما
(ALH84001) يحتوي النيزك على بعض ما نعتقد أنها غازات محاصره من الغلاف الجوي
من بدايات المريخ
تكوين هذه الغازات
لا يشبه تكوين الغلاف الجوي للمريخ اليوم
.. لكنها تشبه
ما قد يعتقد أنه كان موجوداً فى الغلاف الجوى للمريخ فى بدايته
على الرغم من أنه اليوم بارد وجاف
وليس مضيافاً جداً للحياة على سطحه
نعتقد بأنه في أيامه الأولى كان لديه مناخ
والذي كان يشبه كثيراً مناخنا على الأرض الآن
من المحتمل علمياً أنه كان أكثر دفئاً وأكثر رطوبة
بل ربما كان هناك برك و بحيرات من الماء السائل
على سطحه
كان غلافه الجوي اكثر سمكاً
وربما كان مكاناً أفضل لنشوء الحياة
بما أن المريخ هو بنصف حجم الأرض
فلا بد أنه قد تم تبريده من كرة منصهرة من الحمم
أسرع كثيراً من الأرض
وبعبارة أخرى , يمكن أن يكون المريخ قد أحتضن الحياة في وقت مبكر عن الأرض
ودراسات "بن" الأخيره .. دراسة ربطت
بين علم الاحياء لأثنين من الكواكب
.. إكتشافاته
أن المريخيين المجهريين يمكن .. في الواقع
أن تكون قد نجت من الرحلة الحارة و المتخبطه على صخرة فضائيه
من المريخ إلى الأرض
لذا , ما تراه هنا هو شريحة من نيزك
في الواقع , على الجزء الخارجي منه هنا إلى اليسار
هناك منطقة منصهره صغيرة
وهذا هى المنطقة التي تم تسخينها إلى درجات حرارة عالية
عندما عبرت الغلاف الجوي للأرض
ولكن معظم النيزك بالكاد قد سخّن على الإطلاق
من خلال المرور عبر الغلاف الجوي
بينما كان المريخ يبرد ببطء
ويفقد القدرة على دعم الحياة
ربما قفز آخر المريخيين إلى سفينة
توجهت إلى كوكبنا الأكثر دفئاً وأكثر رطوبة
الكائنات الحية يمكن أن تكون قد سافرت على هذه المواد
كان هذا تبادل بين المريخ والأرض
أنه حتى من المحتمل أنها وضعت بذورها على الكوكب مكان هبوطها
, وهناك كل الأسباب للإعتقاد بذلك , كما تعلمون
إذا كان هناك أصل للحياة على المريخ قبل مليارات السنوات
فإنه ربما قامت بذلك إلى الأرض عدة مرات
إذا كان "بن" على حق
أفضل مكان للبحث عن حل للغز أصل الحياة
قد يكون على سطح كوكب هو ميت الآن
حفريات الحياة البدائية على المريخ
التى تعود إلى مليارات السنين ربما تكون ما زالت هناك
لعل مسبار الفضاء القادم الذى سنرسله إلى المريخ
سوف يتعثر فيهم
وسنكون قادرين على دراسة أسلافنا المفقودين منذ زمن بعيد
ولكن من الممكن أيضاً أن أول الكائنات الحية على الأرض
لا تزال هنا , كامنة (في الـ (محيط الحيوي الظل
أنا وأنت نحن الفصل الأخير من قصة
ظلت تتكشف لمليارات السنين
.. كيف بدأت تلك القصة ما زال ذلك مجهولاً
هل المذنبات هى التى أوجدت بذور الحياه في الأرض
مع المكونات الأوليه للحياة ؟
هل كان المريخ .. هو مكان نشأتنا الأصلى
قبل أن نقفز إلى كوكب جديد ؟
أم أننا ثاني أو ثالث تجسد للحياة على الأرض
ربما تعيش المخلوقات الغريبة بيننا
ربما نكون جميعاً مريخيين
, وفي نهاية المطاف فإن ما هو من الخيال العلمي
قد يؤدي بنا إلى الحقيقة الكونية
.. والإجابة على هذا السؤال الأبدي
كيف أتينا إلى هنا ؟