انظروا حولكم للحياة على الأرض
ثم انظروا للسماء
النجوم والكواكب، الحيوانات والنباتات
كلّ ما نراه يتألّف من نفس الموادّ
لكن كيف لهذه المادّة، تلك الذرّات
اجتمعَت لتكوّننا؟
وهل نحن الأحياء الوحيدون الذين نسأل هذا السؤال؟
تـرجمة: د. سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
"طرق عمل الكون"
،كلّ ما نراه في الكون
نرى نفس المادّة تتبع نفس القواعد
إنما يتكوّن الكون
...من القليل من المكوّنات الأساسية
الهيدروجين والهيليوم والليثيوم والكربون وهكذا
كلّ هذه الموادّ الكيميائية، بنِسَب متفاوتة
ما تكوّننا
ونفس هذه الموادّ الكيميائية، بنسب متفاوتة
تكوّن كلّ شيء
الموادّ الكيميائية التي تكوّن المجرّات والنجوم
تقوم ذاتها بشئ مذهل على الأرض، وربما شيء فريد
،تصير كائنات حيّة
مخلوقات يمكنها أن تنمو وتتكاثر وتفكّر
إننا جزءٌ واعي من الكون
أعتقد هذه ... معجزة حيوية
،أنتم تنظرون إلى السماء وتعلمون أنكم مرتبطون
إليها بطريقة ما
إنه أمر رائع
متى بدأت إذًا قصّة الحياة على الأرض؟
في الحقيقة، لقد بدأت قبل أن تتكوّن الأرض بوقتٍ طويل
بعد الانفجار العظيم، لم يكن الكون سوى
سحابة ضخمة من غاز الهيدروجين
ثم انضغطت جيوبٌ من سحابة الغاز لتكوّن النجوم
والنجوم وحدها ما تستطيع تحويل الهيدروجين
إلى جزيئات أعقد والتي ستصير كواكبَ
وبشرًا
أعتقد أنه لا سبيل لتكوين حياة
من الهيدروجين وحسب
تحتاجون لمركّباتٍ أخرى لتعطيكم تركيبًا كيميائيًا أعقد
كانت بداية الحياة في الواقع بداية النجوم الأولى
ربما بعد الانفجار العظيم بنصف بليون عام
،داخل ألباب تلك النجوم الأولى
تقوم السخونة والضغط بسحق ذرّات الهيدروجين معًا
بقوّة كبيرة حتى تندمج
صانعة ذرّات الهيليوم وتُصدر انفجارًا من الطاقة
على مرّ الزمن، تندمج ذرّات الهيليوم أيضًا، لتصنع الكربون
والنيتروجين والأوكسجين وحتى الذرّات الأثقل
على مدار مئات ملايين الأعوام
كوَّنَت النجوم الأقدم كافّة العناصر
التي تكوّن نظامنا الشمسي الحالي
وتتضمّن الذرّات في أجسادكم
لكن بالقيام بذلك، تدفع تلك النجوم ثمنًا كارثيًا
باستنزاف طاقتها، فإنّ النجوم الأولى تنهار
ثمّ تتفجّر في مستعرّاتٍ عظمى
فتقوم بنشر غبارها النجمي الغني كيميائيًا عبر الفضاء
الحديد في دمائكم والكالسيوم في أسنانكم
وفي عظامكم، تكوّنَت
في انفجار مستعرّ أعظم
ربما مختلَف النجوم التي انفجرَت قبل بلايين الأعوام
قامت بنشر تلك الموادّ في الفضاء حولها
إننا لسنا نتاج انفجار نجمي واحد
لكن انفجارات نجمية عديدة
والذرّات في أيدينا اليُسرى ربما أتت من نجم
مختلف عن ذرّات أيدينا اليمنى
الكربون والنيتروجين والأوكسجين والحديد، كلها
تمّ تكوينها في النجوم ليس إلاّ
والسبيل الوحيد لوصولها هنا على الأرض
بانفجار تلك النجوم واندماج تلك العناصر لاحقًا
في نظامنا الشمسي
،بانفجارها عبر الفضاء فإن تلك الذرّات المعقّدة
ترصّع سحب الغاز التي تُمثّل حضانات النجوم الجديدة
وقبل 4.6 بليون عام
بدأت سحابة معيّنة بالانضغاط بفِعل جاذبيتها
وأضاءت شمسنا
أغلب الغبار النجمي القديم قد امتصّته الشمس
ولن يُرَى مجددًا
لكن اجتمعَت المخلّفات معًا لتكوّن المذنّبات
والكويكبات والكواكب ثم الحياة
أعتبر نفسي
صخرة معقّدة للغاية
أتكوّن من أشياء كالحديد والنحاس والمنجنيز
عندما تجلس جانب جبل
وتُجاور صخرة، فإنها أقرباؤك أيضًا
بفضل المستعرّات العظمى القديمة، تكوّنَت الأرض
بكافة الذرّات المطلوبة لتكوين الصخور والحياة
لكن ما الذي يميّزنا
عن قطعة من الغرانيت؟
هناك في الأساس ثلاثة أجزاء رئيسية تخصّ الكائن الحي
يجب أن يحدث أيضٌ أو نظامٌ
من التفاعلات الكيميائية تمدّ حياتكم بالطاقة
يجب أن يكون هناك جِرابٌ يحتويكم
ويحتوي أجهزتكم الداخلية عن البيئة الخارجية
وثالثًا، يجب أن تقوموا بتخزين مخطّط
وصفٌ لأنفسكم
...ثلاثة أمور
،مصدر للطاقة، وجِرابٌ واقي
ومخططات تصنيع المزيد من مصادر الطاقة المصونة
الحامض النووي هو المخطّط
إنه جزيء طويل، يتألف من وحداتٍ صغيرة
تسمّى النيوكليوتيدات
يحتوي الحامض النووي على تعليمات طريقة بناء
محرّك بروتين الخلية باستخدام جزيئات صغيرة تسمّى الأحماض الأمينية
يقوم الحامض النووي أيضًا بإخبار الخلية عن طريقة صُنع الدهن
جزيء دهني الذي يكوّن جِرابًا واقيًا مثاليًا
وهذا كلّ ما بالأمر
لديكم المكوّن الأساسي للحياة .. الخلية
الموادّ الكيميائية التي تمهّد للحياة بسيطة للغاية
إنه عشرون حمضًا أمينيًا
إنها قواعد نيوكليتويدية لصُنع الحامض النووي والحامض الريبوزي
القليل من الدهون، وهذا كلّ ما بالأمر
فكّروا بها مثل لعبة الليغو
فمن أين أتت تلك القواعد البسيطة لكافة الأحياء؟
في خمسينات القرن العشرين ،"الكيميائي "ستانلي ميلر
أجرى تجربة ليكتشف
قام بملء مجموعة من الدّوارق
ببخار الماء والغازات البركانية ليعيد تشكيل
الغلاف الجوي المبكّر للأرض
ثمّ قام بتمرير شرارة كهربائية عبر المزيج
ليُحاكي البرق
النتيجة؟ شحمٌ برائحة الدجاج اشتمل على
إحدى القواعد البنائية الثلاثة للحياة
وجدنا بعض الأحماض الأمينية الناتجة من تلك التجارب
بعض الأحماض الأمينية التي أنتجتها الحياة
قبل تجربة "ميلر"، كان يُفترض
أن هذا النوع من الموادّ العضوية لا يمكن
،أن يأتي إلا من الأحياء لهذا سُمّيت عضوية
أظهر "ميلر" أنها ليست حيوية
إنها تَنتُج كما نتوقّع من مختلف الأماكن
لأن الأحماض الأمينية يَسهُل تخليقها
تساءل العلماء إن كانت هي نفس الجزيئات
التي تكوّنَت في سحابة الغاز التي كوّنَت الشمس
قبل أن تولد الشمس
لو كانت النظرية صائبة، فإن الكويكبات
المخلّفات من تلك الحقبة من تكوين الكواكب
ربما لا تزال تحتوي على تلك الجزيئات العتيقة حتى اليوم
تمّت الإجابة على هذا السؤال في ستينات القرن العشرين
عندما سقطت صخرة فضائية أقدم من الأرض
"على "مورشيسون - أستراليا
عندما تلتقط أجزاءً من هذا المذنّب .. فتفوح منها رائحة
نتنة مثل المواد الكيميائية العضوية المتطايرة
وعندما تقوم بتحليل ما بها
نجد الكثير من الأحماض الأمينية
الوحدات البنائية للبروتين
وجدنا جزيئات دهنية تكوّن تلك الأغلفة
تلك الأغشية حول كافّة خلايانا
ووجدنا قواعد الحامض النووي
"أثبَت مذنّب "مورشيسون
أن الأجزاء المكوّنة للخلية الحية موجودة بكلّ مكان
كانت ممتزجة عندما كانت تتكوّن الأرض
الغلاف الجوي للأرض اليافعة يصنع المزيد
وتستمرّ الوحدات البنائية العضوية بالانهمار
لملايين الأعوام بعد أن بردَت القشرة
الأرض اليافعة مغمورة بالوحدات البنائية للحياة
لكن جَمْعها معًا يحتاج معجزة
أحدث ذلك؟
قبل أكثر من أربعة بلايين عام
كانت الأرض اليافعة يابسة ومحيطات
القمر حديث التكوين يبدو في السماء أكبر
من اليوم، رافعًا المدّ الضخم الذي يجرف اليابسة لأميال
تقذف البراكين أبخرة ساخنة خانقة
إلى الغلاف الجوي بالغ السخونة
وفوق الضباب
تستمرّ الكويكبات والمذّنبات بالسقوط من السماء
كان وقتًا بدون أوكسجين في الغلاف الجوي
كان أكثر سخونة بسبب التسخين الإشعاعي
المتخلّف من تنامي الأرض
سخونة التصادم المتخلّف من تنامي الأرض
إنه مكان غريب خلاف
الأرض التي نراها اليوم
ومع ذلك، نشأت الحياة هناك
لو أردنا البحث عن أصول الحياة على الأرض
فعلينا أن نضع تلك الأجواء في عقولنا
يدرس العلماء اليوم
أعتى بيئات الأرض لفهم كيف تواجدَت الحياة
على سطح كوكبنا اليافع
لم تكن للأرض اليافعة
أراضي قارّية كما نراها في الأرض اليوم
لكن أشبه بأرخبيل من الجُزُر البركانية
كان هناك المدّ العاتي الذي يجرف اليابسة لأميال
ثم ينحسر مخلّفًا وراءه شيئًا
أشبه كثيرًا بالمعالم التي نراها هنا
ببرَك صخرية من المياه البخارية الدافئة
يعتقد بعض العلماء أن الحياة بدأت
في تلك البِرَك الصخرية الدافئة
في كلّ مرّة ينحسر المدّ
فإن المياه المتخلّفة تتبخّر
فتقوم بتركيز الوحدات البنائية للحياة
داخل البِرَك ودَفع هذه الجزيئات العضوية
للتفاعل
"في هذا الموقع الأرضي الحراري في "أيسلندا
عملية مماثلة تقوم بتركيز المعادن
في عجينة سميكة بيضاء
إحدى أهمّ أنواع الكيميائيات
التي ربما تركّزَت في تلك
البرك الصخرية البركانية على الأرض اليافعة من أجل أصول الحياة على الارض
هي جزيئات الدهون، جزيئات دهنية للغاية
وكانت قادرة على إنجاز عملٍ ذكي
إنها ذاتية التجمّع طبيعيًا
على الأرض اليافعة، جزيئات الدهون المنفردة
طفَت حُرّة في المحيطات
لكن انحصرَت معًا في البرك الصخرية
تلك الجزيئات الدهنية اجتمعَت معًا لتكوّن فقاعات
وهذا مهمّ لأصل الحياة
لأنها تكوّن الغشاء الخارجي
لكافّة الخلايا، كافّة الأحياء على الأرض
ولأريكم ما أعنيه، بوسعي استخدام
صنّارات الصيد هنا
لدى تلك الصنّارات نهاية تصدّ الماء
ونهاية تحبّ الماء، مثل جزيء الدهن تمامًا
لنرى ما يحدث
مهما سلَكَت طريقًا، فستقوم طبيعيًا
بتوجيه نفسها بنهاية لاصقة
ونهاية تظلّ في الماء
وبوسعنا رؤيتها تتجمّع معًا
سيقت الجزيئات الدهنية لبعضها البعض
كقُطيرات الزيت على سطح الماء
لتكوّن غشاءً رقيقًا
ومهما لامسَت تلك المياه اليابسة
فستكون الطبقات قد كسَت باطن الصخور البركانية
بفقاعات زيتية
لدى هذه الصخور خاصية أسفنجية
فلو تكوّنَت هذه الجزيئات الدهنية طبيعيًا إلى تلك الطبقات
والفقاعات، وتبطّن هذه الحويصلات في الصخور
فقد صنعتم خلايا أوّلية في الأساس
لدى الخلية الأولية الآن كيسها الدهني
الجزيئات الأخرى مثل الأحماض الأمينية والنيوكليوتيدات
سيتمّ دفعها داخلها عندما تتبخّر البرك الصخرية
ربما اتّحدَت تلك الوحدات البنائية البسيطة
لتكوّن البروتين والحامض النووي
ربما كانت بيئة ممتازة
لتركيز الأشياء
هناك الماء، لكن هناك الفرصة حتى تغوص الأشياء
معًا في برك ضحلة، حيث يمكن دَفع الجزيئات للتفاعل
تُرينا البرك الصخرية كم كانت الأمور سهلة
لأنظمة الخلايا العضوية حتى تتجمّع
لكن كمكان لبداية الحياة
فكان سطح الأرض عائقًا كبيرًا
كان يتمّ قصف الأرض اليافعة بالإشعاعات فوق البنفسجية
من الشمس، أقوى ألف مرّة مما عليها اليوم
وقام هذا الإشعاع القويّ بسرعة بتدمير
أي حامض نووي قد تكوّن في البرك الصخرية الضحلة
يبدو أن الحياة قد احتاجت أن تتكوّن في الظلّ
بعيدًا عن هذا الهجوم من الآشعة فوق البنفسجية
لكن لا تزال تحتاج الحياة الأولى زادًا ثابتًا من الطاقة
حتى تبدأ
وإن لم يكن ضوء الشمس
فما عساه؟
الوحدة الأساسية للحياة هي الخلية
لفهم طريقة عملها
تصوّروا أنها مدينة صناعية
التراكيب الدقيقة داخل الخلية تعمل مثل المصانع
تقوم بأخذ العناصر الخام وتحوّلها
لأشكال أكثر تعقيدًا كالأجهزة التي تقوم ببناء خلايا جديدة
وكحال المدينة
تريد الخلايا أيضًا إنتاج الطاقة
لتحافظ على سَير عمل الوحدات الصناعية
يعتقد بعض العلماء أن مفتاح أصل الحياة
يتوارى في طريقة الحياة في تصنيع واستخدام الطاقة
يتعلّق الأمر برمّته بالطاقة
الطاقة هي ما تسوق التعقيد والتطوّر
في التقنية
نرى ذلك في التاريخ البشري
لقد ساقت التطوّر والتعقيد
في قصّة الحياة
اليوم، لدى الخلايا
محطات طاقة حيوية معقّدة مُدمجة داخلها
تساعد تلك التراكيب في توجيه الطاقة الكيميائية
داخل وخارج غشاء الخلية
وهذا التدفّق الكيميائي يزوّد الخلية بالطاقة في نهاية المطاف
لكن لم يكن للخلايا الأولية رفاهية
النظام المعقّد لتوليد تدفّقها الكيميائي الخاصّ
وستكون الطاقة من الشمس كبيرة للغاية
في المقابل، يعتقد العلماء أن الحياة لابدّ وأن بدأت
في بقعة مظلّلة بطاقة كيميائية
تتحرّك خلالها بالفعل
في سبعينات القرن العشرين، باشر العلماء
مهمّة جريئة تحت البحر
إلى صِدعٍ بركاني طويل في قاع المحيط الأطلسي
اندهشوا باكتشاف
تراكيب طويلة مثل المداخن تقذف مياهًا بركانية حارّة
والأدهش
كانت تلك التراكيب مغلّفة بالحياة
انذهل الناس حقًا عندما اكتشفنا أنها
كانت أنظمة بيئية، واحة للحياة تحتشد
،حول تلك المنافث السوداء في عمق المياه بأميال
في البحر حيث لا يصل ضوء الشمس مطلقًا
قبل اكتشاف تلك المنافث
لم يعلم أحد بوجود الحياة دون الضوء
لكن هنا كائنات تزدهر على الطاقة الكيميائية
التي تنبثق مباشرة من قاع البحر
ثمّ بدأ العلماء بالتساؤل إن كانت تلك الطاقة الكيميائية
هي ذاتها ما أطلقَت شرارة الحياة
لكن كانت هنالك مشكلة كبيرة
تلك المنافث التي تمّ اكتشافها
كانت ساخنة للغاية على أن تكون مَنشأ الحياة
،ثمّ في عام 2000
علماءٌ يعملون غرب حَيد منتصف الأطلسي بتسعة أميال
اكتشفوا نوعًا جديدًا من المنافث أكثر برودة
أطلقوا عليها المنافث القلوية تَبعًا لحالتها الكيميائية الفريدة
...ما اكتشفناه بتلك المنافث القلوية
هذه المياه الدافئة الغنية بالمعادن تنسال من قاع البحر
وتمتزج وتتفاعل
...بالمياه الباردة حولها
تقوم بترسيب المعادن الصلبة وتبني
هذه المدخنة الشاسعة، أبراج شاهقة الارتفاع
الحرارة داخل تلك الأبراج
كانت مناسبة لتتجمّع الجزيئات العضوية
لأشكال أكثر تعقيدًا
لكن هل لهذه التراكيب اللافتة الطاقة
اللازمة لتحويل الكيمياء البسيطة إلى حياة؟
"لاوري بارج" أحد فريق "ناسا" الذي يقوم باحتضان منافث قلوية
نبدأ في المعمل باختبار
ما يحدث تحديدًا في المنافث
في الأرض اليافعة
علينا الأخذ في الاعتبار أحوال
الغلاف الجوي الأولي، المحيطات الأولى
ونوع قشرة المحيط والتفاعلات
التي كانت تحدث
تبدأ "لاوري" بحقن سوائل قلوية
في ما يُحاكي محيط الأرض الأوّلي
يحتوي المحيط هنا على حديد مذاب كما كان
على الأرض اليافعة، والمدخنة التي ترونها
هي الراسب التي تكوّن بوجود محلولَين متغايرين كهذين
تتعاظم مدخنة رقيقة داخل القارورة
ولأن هذا التركيب قلوي
فإنه يتفاعل مع المياه الحامضية من حوله
فيجذب الطاقة الكيميائية إلى جدران المدخنة
وهذا التدفّق الكيميائي مماثل للتدفّق
الذي تولّده الخلايا الحيّة اليوم
لكن ليست الطاقة والحرارة بالسّمات الوحيدة
التي تتشاركها تلك المنافث القلوية مع الخلايا الحية
المثير حول هذه المنافث القلوية
أن الجيوب والمسام
والقنوات والشقوق التي عثرنا عليها
تَنخُر طريقها عبر تلك التراكيب
هذه المداخن، هي ذات حجم الموجود بالخلايا
على الأرض اليافعة، هذه الجيوب الدقيقة
قامت بتزويد بَوتقة دافئة
لاجتماع الوحدات البنائية الثلاثة الأساسية للحياة
الطاقة الكيميائية التي تنساب عبر جدران المدخنة
ربما قامَت بتعزيز المحرّكات الأيضية الدقيقة
داخل تلك الخلايا الأوّلية
بعد ملايين الأعوام، قامت الخلايا الأوّلية
بتطوير طريقة لتخليق الطاقة لنفسها
ثم يمكنها أن تتحرّر
للمرّة الأولى في التاريخ تصير الكيمياء حياة
المنافث القلوية هي النظرية الرئيسية لأصل الحياة
لكن هل من الممكن أن تلك الخلايا البسيطة قد واجهَت منافسة
،من شكلٍ آخر للحياة
-خلية أكثر تطوّرًا- أتت إلى الأرض
كاملة التكوّن من كوكب آخر؟
هل يمكن أن أسلافنا فضائيون؟
هذه هي الأرض بعد أن بردَت القشرة بنصف بليون عام
المناخ دافئ ورطب
والكويكبات التي قامَت بجَلب الوحدات البنائية للحياة
صارت من الماضي السحيق
ربما استمرّت بعض أشكال الحياة البسيطة
لكن ربما ليست الحياة التي تحوّلت إلينا
لأن الأرض توشك أن يتمّ قصفها
بموجة أخرى من الكويكبات
"وتفترض نظرية جذرية تسمّى "التبذّر الشامل
أن بعض تلك الصخور الفضائية
تمتلئ بالحياة الفضائية
"لذا فإن "التبذّر الشامل هي فكرة نشوء الحياة على
على جسيم كوكبي أو بيئة أخرى وأتت إلى الأرض
وجلبتها نثائر ساقطة
...لا أعلم، لكن أعتقد
أن فكرة أن تلعب التبذّر الشامل دورًا
يجب أن تكون بالحسبان لوجود أدلّة عديدة
توجّهنا لهذا الاتجاه
بدأت حُجّة التبذّر الشامل بلعبة
الكرة والدبابيس الكونية قبل 4.1 بليون عام
الكواكب الخارجية للنظام الشمسي
لم تستقرّ بعد في مدارات ثابتة
إنها تتزاحم من أجل مواضعها
الغبار الذري الجذبي المتساقط يُرسل وابلاً من الكويكبات العملاقة
نحو الأرض
"تسمّى "القصف الشديد المتأخر
ما ننفكّ ندور حول الشمس سعداء
إلا وقذفَت الكواكب الخارجية
هذه الأجرام الضخمة علينا
ولا زالت تأتينا مرارًا وتكرارًا
كانت هناك كويكبات ومذنّبات عملاقة تنهمر
على الأرض، وأحيانًا تسبّب غليان المحيطات
لو نشأت مخلوقات ضعيفة
في المحيطات الأولى
لقام القصف الشديد المتأخّر بمحوها
لكن لم تكن الأرض بالكوكب الوحيد في مرمى النار
أصابت الكويكبات المريخ أيضًا
وحينها، كان المريخ كوكبًا مختلفًا
المريخ أصغر من الأرض
بردَ أسرع
كان له غلاف جوي كثيف ومحيطات المياه
قبل أن تتكوّن في الأرض
ببداية تطورية سابقة
فربما نشأت حياة بكتيرية على المريخ
في تلك المرحلة، ربما تعيش في أعماق صخور السطح
رأينا الحياة على الأرض الخبيئة داخل الصخور
فهي تختبئ في تلك الصخور
وتنجو من الإشعاع والبيئة العاتية
بالاختباء والازدهار داخل هذا السطح
اصطدامٌ ضخم على سطح المريخ الأوّلي
ربما ألقى صخورًا تعجّ بالبكتيريا في الفضاء
هذه مخلوقات مكتملة جاهزة للنقل جوًا
تخيّلوا إحداها محصورة في صخرة
وتمّ قذفها من كوكب، وتطير عبر الفضاء
وتهبط بعد آلاف السنوات على عالم مختلف
انفجَرت مفتوحة، وتمكّنَت من التناسل والنموّ
لذا هل قامت صخرة مريخية ببذر الحياة على الأرض
قُرب نهاية القصف الشديد المتأخّر؟
إنها احتمالية مذهلة
لكن كيف نجت كائنات المريخ من الرحلة الطويلة
عبر الفضاء
مهندسة "ناسا" "موجيجا كوبر" تعرف مدى تحمّل
البكتيريا، لأن وظيفتها
قتلها
حتى لا تقوم بكتيريا فائقة من الأرض
بالانتشار عبر البعثات الفضائية لكواكب أخرى
لو أرسلنا مركبة فضائية وكانت مغطاة بالبكتيريا
فيُحتمل تكاثرها في تلك البيئة
فنحن بمثابة فاحصو البكتيريا
في الحالة المُثلى، نودّ أن يكون كلّ جزء
من الآلات معقّمًا
السبب في هذا الحَذر
القدرة الغريبة للبكتيريا للحياة في الفضاء
بعض البكتيريا على الأرض
عندما تواجه بيئة عاتية
"فتبدأ بتكوين ما نسمّيه "أبواغ
والأبواغ، لو تخيّلتم بذرة
بها كل المعلومات الوراثية في المنتصف
ومحميّة بطبقات دفاعية عديدة
إنها تغلّف نفسها في مركبات الفضاء
مما يسمح لها أن تحيا في الفضاء
يمكنك أخذ بَوغٍ وتقوم بوضعه في الفضاء ثم تُحضره
وسيظلّ قابلاً للحياة
الأبواغ تسمح للبكتيريا أن تبقى حية في حالة خاملة
لمدّة طويلة للغاية
الرقم القياسي على الأرض كان لبَوغٍ تكوّنَ
قبل عصر الديناصورات
وأعيد للحياة حديثًا بعد غفوة لـ250 مليون عام
يمكن أن تعيش الأبواغ نظريًا
لملايين وملايين السنوات
لكن رؤية دليل على إعادة الحياة لبَوغ
أمر مذهل
العقبة الأخيرة للتبرّز الشامل
هو التلامس الناري على سطح الأرض
يقوم علماء الكواكب بمحاكاة أحداث التصادم العنيفة
بمدافع عالية السرعة ليرون هل يمكن للبكتيريا المريخية
أن تنجو
لم يتمّ تدمير كل جزء من المقذوف
واصطدم بقوّة في التصادم
،عندما نقوم بتلك التجارب نجد عادة أجزاءً صغيرة
من مخلّفات المقذوف في حجرة التصادم
لو كانت هناك بكتيريا تعيش في هذا الجزء من تلك الصخرة
فيمكنها أن تنجو من التصادم على الكوكب
يُرينا العلم أن التبذّر الشامل ممكن
لكن هل يقرّبنا لفهم
أصول الحياة؟
المشكلة الأساسية مع التبذّر الشامل
أنه يُزيل خطوة من المشكلة
ويضعها في مكان آخر
لا ندري كيف نشأت الحياة على الأرض
يبدو أنها نشأت على المريخ
لكن لا ندري كيف نشأت على المريخ
فلذا لديكم هذه المشكلة الأساسية، وهي
كيف بدأت الحياة؟
يقول كثير من الناس لا يجب أخذ التبذّر
في الاعتبار، لأنه ينقل السؤال لمكان آخر
لكن قد يكون هذا مهمًا
لأنه حينها ستقولون أننا نحتاج كوكبين
...لتكوين ما نراه على الأرض
كوكب لنشأتها وكوكب لحملها بعيدًا
هل أتى أسلافنا من الفضاء
أم نشأوا من محيطات الأرض؟
ما نعلمه يقينًا أن المرحلة التالية
من رحلتهم مليئة بالمخاطر
لأنه حتى تصير الحياة ذكية
فيجب أن تواجه الهلاك أوّلاً
كوكبنا مليء
بتنوّع كبير للأحياء
،هناك حياة نباتية وحياة حيوانية
...حياة بسيطة
وحياة معقّدة ذكيّة مثلنا
ومع ذلك، كلّ مخلوق على الأرض
يمكنه أن يتعقّب شجرة عائلته
إلى نفس الخلية الصغيرة التي عاشت قبل بلايين الأعوام
كافة الأحياء على الأرض ذات علاقة ببعضها
نقوم بمشاركة خمسين بالمئة من حامضنا النووي مع الموز
أعني أننا مختلفون تمامًا عن الموز
لكن عندما تنظرون إلى لُبّها
شكل حامضها النووي، فإنهما متماثلان تقريبًا
الحامض النووي هو نظام تشغيل الحياة
إنه يخزّن البرنامج الذي يخبر الخلايا
بكيفية تكوين تراكيب معقّدة
وكيف تولّد الطاقة
وفي النهاية، كيف تصنع نسخة مماثلة منها
،عندما ننظر إلى الحياة نميل إلى التركيز على
تركيبها .. وهذا مهمّ
وهي تتركّب من أحماضٍ أمينية وجزيئات، وهلمّ جرًا
لكن الاختلاف الرئيسي بين الحياة والكيمياء البسيطة
هو مُحتوى المعلومات
لذا باستخدام مصطلحات الحاسوب
فليستَ المكوّنات الصلبة المدهشة للحاسوب
إنها البرامج
أعظم خاصّية للحامض النووي
قدرته على التغيّر
على مرّ بلايين الأعوام، "أخطاء" صغيرة
في تركيب الحامض النووي
أدّت إلى التنوّع الهائل الذي نراه اليوم للحياة
يمكن حدوث تلك الطفرات عندما يتلف الحامض النووي
الجزء الناقص يتمّ ترقيعه عادة إلى نسخة كاملة
لكن من وقتٍ لآخر، مجموعة مختلفة من النيوكليتيدات
تنزلق مكانها بالمقابل
في بعض الأحيان، يحدث عدم تماثل، وتلك الطفرات
،ضارّة أحيانًا
لكن قد تكون نافعة أحيانًا
أحيانًا قد يجعلك تغييرٌ بسيطٌ
أن تعالج الطعام أفضل، ربما يجعل إبصارك
أفضل، يجعلك صيادًا أفضل
ربما يجعلك أكثر طولاً فتستطيع الرؤية فوق العُشب أفضل
هذه التغيّرات مفيدة، وهي عشوائية
لا تحدث كثيرًا، لكنها تحدث بالفعل
وهذا أدّى في الأساس إلى ما نحن عليه الآن
من كل الطفرات التي قادَت إلى حياة الإنسان
أهمها وهي أيضًا إحدى أوّلها
هو القفز من الحياة البسيطة أحادية الخلية
إلى الحياة المعقّدة متعدّدة الخلايا
من الصعب أن نتخيّل دون تعدّد الخلايا
أن يكون الذكاء بالإمكان
يجب أن يكون المخلوق كبيرًا بما يكفي حتى يكفي التخصّص
بحيث تكون بعض الخلايا .. بعض أجزاء
هذا المخلوق، تستطيع التركيز على أن تكون مخًا
القفز من الحياة البسيطة للمعقّدة
بدأ قبل حوالي 2.4 بليون عام
ما كان المُثير وراء هذا التغيّر الجذري؟
...أرْجعَه العلماء إلى طفرة جذرية
التركيب الضوئي
"ما حدث كان "غلطة
طفرة أدّت إلى قوّة عظيمة
أوّل كائن يطوّر هذه القوّة العظمى
يُسمّى البكتيريا الزرقاء
تتحوّل للأخضر ويمكنها استخدام ضوء الشمس
لتصنع زادها
للمرّة الأولى، صار للحياة
مصدرها الداخلي للطاقة
أينما تكون، متى يكون هناك ضوءٌ للشمس، فلديك الطعام
فيمكنك أن تستقلّ وتتحرّر
وتبدأ في التفرّع
في بيئات الأرض
ازدهرت البكتيريا الزرقاء
لكن مخلّفات التركيب الضوئي هي الأوكسجين
غازٌ سامٌ للغاية لأغلب الحياة البدائية الأخرى
سلاحُ دمارٍ شامل
في تلك المرحلة، لم يكن هناك
أوكسجين حرّ في الغلاف الجوي
كانت أوّل مرّة يحدث فيها ذلك
وعندما نشأت تلك الكائنات وازدهرَت
فبدأت بغمر هذا السمّ للغلاف الجوي
أغلب الحياة على الأرض يقتلها الأوكسجين
لكن المخلوقات التي نجت
تطوّرَت لتستخدم الأوكسجين
وتعزّز تطوّرها
الأوكسجين خطير للغاية لأنه سهل التفاعل
لكن هذا صنعَه وقودًا جيّدًا للغاية
لذا فإن النسبة الضئيلة من الأحياء التي لم يقتلها
الغاز السام، الأوكسجين، تكاثرَت فجأة
صار عندها وقودًا كافيًا لاستخدامه
والمزيد من الطاقة ،يعني جزيئات أكثر تعقيدًا
،وكيمياء أكثر تعقيدًا وتركيبًا حيويًا أكثرَ تعقيدًا
وهذا يعني قدرة تلك المخلوقات على التطوّر أسرع
بدَعم الأوكسجين، تطوّرَت بعض أحاديات الخلايا
للقيام بشئٍ لم تقم به آنفًا
اجتمعَت معًا
كانت الكائنات المجهرية أحادية الخلية ذكية بما يكفي
عندما أدركَت كيف تتعنقد معًا
لأنه مكّنها من حماية أنفسها
وتعمل كمُجتمع
خلايا مختلفة داخل تلك المجتمعات
بدأت تتخصّص في مهامٍ مختلفة
في النهاية، بدأت المجتمعات بالعمل
كمخلوق واحد
...المرحلة مُهيّأة للقوّة العظمى التالية
الأحياء متعدّدة الخلايا
لكن الكارثة العالمية الثانية وشيكة
بعيدًا عن الانتباه، البكتيريا الزرقاء
لا تزال تتفجّر أعدادها
عندما أطلقَت الأوكسجين وهي تنمو
فسيقوم بتغيير كيمياء الكوكب بأكمله
عندما قام الأوكسجين بملء الهواء
قام بالتفاعل مع الغلاف الجوي الأول
فأزال الغازات الدفيئة كالميثان
والنتيجة؟ تبريدٌ سريع لمناخ الأرض
ونعتقد أن هذا جعل مناخ
الكوكب باردًا جدًا
عالمٌ متجمّد، ما ندعوه الكرة الثلجية
وربما كانت الكارثة المناخية الأولى
التي حدثَت بعد نشأة الحياة على الأرض
استمرّت الكرة الثلجية لمئتي مليون عام
في نهاية المطاف، قامت البراكين بإطلاق غازات دفيئة بما يكفي
لاستعادة المناخ لحالته
والمخلوقات الناجية ورثَت
عالمًا دافئًا غنيًا بالأوكسجين مثاليًا للأحياء متعدّدة الخلايا
ازدهر تعدّد الخلايا
وتوافقَت مع زيادة الأوكسجين
على مدار الخمس مئة مليون عامًا التالية
تستمرّ مستويات الأوكسجين بالارتفاع، وتستخدمه الأحياء
لتزداد حجمًا وتعقيدًا
تطوّرَت أغلب المجموعات الحيوانية الرئيسية التي نراها اليوم
تحوّلَت الأسماك إلى زواحف
وتحوّلَت الزواحف إلى ثدييات صغيرة ثم إلى رئيسيات
في النهاية، قبل مئتي مليون عام
خطا أوّل إنسان على الأرض
إننا موجودون لأن الحياة الأولى تعلَمَت توليد الأوكسجين
ما الذي يعنيه هذا للحياة المتقدّمة الذكية
بمكان آخر في الكون؟
ما احتمالية أن يكون للكواكب حول النجوم الأخرى
الأوكسجين الذي يسوق التطوّر المتقدّم؟
نوشك على معرفة ذلك
اقترب العلماء أكثر من أي وقتٍ مضى
من كشف قصّة الحياة على الأرض
لو فكّرنا في المعالم الرئيسية للتطوّر
...فليست كثيرة، لكن سأعدّ ثلاثة
،أصل الحياة
بزوغ الحياة المعقّدة مترافقةً مع الأوكسجين
وبزوغ الحياة الذكيّة
.هذه كلّها بالنسبة لي، هذه قصّة الحياة على الأرض
بدأت فصارت معقّدة ثم ذكيّة
ونريد الآن معرفة
إن كانت نفس عملية التطوّر
قد حدثَت بمكانٍ آخر
أصبحتُ أكثر ثقة
على مرّ العقود القليلة الأخيرة
أن الحياة بكلّ مكان في الكون
هل توجد حياة ذكية؟
هذا سؤال أكثر صعوبة؟
طريقة إجابته
بالنظر في العوامل الرئيسية التي ساعدَت تطوّرنا
ونرى إن كانت موجودة بمكانٍ آخر
بدراسة الضوء من سُحب الغبار البعيدة
يُدرك الفلكيون الآن أنّ الوحدات البنائية للحياة
،شائعة عبر المجرّة
ورصدوا أكثر من ألف موطن كوكبي محتمل
حول النجوم القريبة
مرحلة الحياة الأولية على الأقلّ
تبدو غير محدودة
لكن بالنسبة للحياة المعقّدة متعدّدة الخلايا
...تحتاج لشيء آخر غلاف جوي غني بالأوكسجين
أيوجد أوكسجين في تلك العوالم؟
هذا السؤال الذي أودّ العيش لأرى إجابته
ولو كانت الإجابة له نعم، فهذا مدهش
هذه قفزة هامّة في فهمنا
للحياة في الكون
تقوم "ناسا" بتطوير جيلٍ جديد من المقرابات
للبحث عن الكواكب حول النجوم القريبة
والبحث عن الأغلفة الجويّة الغنية بالأوكسجين
لكن مفاجأة حديثة من كوكبٍ قريب
تفترض أن العوالم الغنية بالأوكسجين قد تكون أكثر شيوعًا مما نعتقد
أعتقد أنه يمكننا القيام بها هنا
"تعمل "نينا لانزا" مع "ناسا "على مركبة المريخ "كيريوسيتي
تهتمّ بطبقة سوداء غامضة
يبدو أنها موجودة على المريخ والأرض
هذا عظيم، شكرًا
ما نراه هنا يسمّى طلاء الصخور
وهذا غلاف على سطح الصخور
غنيّ بأوكسيدات المنجنيز
كافة الخلايا الحية تستخدم المنجنيز
وهذه الرواسب السوداء على الأرض يُعتقد أنها تكوّنَت
عندما تمّ إطلاق هذا المعدن من بكتيريا ميّتة
وقام بالتفاعل مع الأوكسجين في الهواء
أرادت "نينا" فهم التركيب الكيميائي
لصبغاتٍ شبيهة على المريخ
لذا في عام 2014، أرادت "من المركبة "كيريوسيتي
أن تذيب مجموعة من الصخور الداكنة بشعاع الليزر القاطع التحليلي لديها
عندما تذيب الصخور
فإنها تبخّر القليل من المواد
فلو واصلنا التوجيه على الصخرة في ذات المكان
فيمكننا اكتشاف تركيب
الغطاء لو كان هناك شيء
كانت هناك عيّنة بنتوءٍ كبير
لاحظناها على الفور
وبدونا كما لو أننا مخطئون
علينا أن نفحص تلك البيانات للتأكّد أننا
لم نُخطيء في فحصها
ولم تكن خاطئة، لقد ،نظرنا في البينات الأولية
أعدنا فحصها ولم تزل هناك
كمية ضخمة من المنجنيز
تُشير النتيجة المفاجِئة
أن الحياة ربما ازدهرَت سابقًا على صخور المريخ
داخل غلاف جوّي غنيّ بالأوكسجين
وحتى لو ترسّب المنجنيز على المريخ بفعل الجيولوجيا
فلا تزال تحتاج الصبغات الداكنة إلى أوكسجين جوي
لترسيخها في الصخور
لذا فإن العثور على غلافٍ كهذا على المريخ، أو حتى طبقة
تتألّف من تكوينٍ مشابه
يفتح إمكانية وجود أوكسجين
في الغلاف الجوي للمريخ في وقتٍ ما في السابق
فقد المريخ غلافه الجوي قبل بلايين الأعوام
لكن إمكانية امتلاكه للأوكسجين في السابق
كبيرة، لأنه لو كان هناك كوكبان
في نفس المجموعة الشمسية ويمتلكان
المكوّنات الرئيسية للحياة
والأوكسجين لتطوير حياة معقّدة
فإن احتمالات عدم وجودنا وحدنا في الكون
ترتفع بقوّة
عندما ننظر إلى قصّة الحياة
فيبدو أن الكون قد بدأ بالهيدروجين
وانتهى الآن ببشرٍ ذكي
هذه قصّة رائعة
هل نحن الفصل الوحيد في الكتاب؟
هذا هو السؤال
سواءٌ كان هناك شخصٌ في مكان بعيد في المجرّة
...لديه نفس أفكاري أم لا فأنا غير متأكّدة
من الصعب أن أقول لا، لأن الكون فسيح
إننا مجموعة من الذرّات تفهم
أنها مجموعة من الذرّات، هذا مذهل
إن الكون يعلم أنه الكون
لذا أعتقد أنه من المهمّ أن نعرف
كيف بالإمكان ذلك
لدىّ زجاجة من الشامبانيا
باردة في ثلاّجتي
أعتقد أننا سنكتشف دليل الحياة
على كواكب أخرى في حياتي
أنا جاهزةٌ للاحتفال
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com