۱۳۹۶ اردیبهشت ۲۴, یکشنبه

منشأ حیات

یادداشت‌های: مهدیزاده کابلی

راز آفرینش


فهرست مندرجات


یادداشت‌های مهدیزاده کابلی

جانداران روی زمین محصول مستقیم خود زمین‌اند. دلایلی نیز در دست‌اند مبنی بر این‌که منشأ جانداران اساساً به بعضی از خواص فیزیکی و شیمیایی زمین قدیمی وابسته بوده است و ظاهراً هیچ‌چیز مافوق‌الطبیعه در آن دست‌اندر کار نبوده است!

راز پیداش جهان، زمین، حیات و انسان، موضوعی است که ذهن هر انسانی را به خود مشغول می‌سازد. آن‌چه در زیر می‌آید، بخشی از یادداشت‌های مهدیزاده کابلی است که در اوایل دهه‌ی شصت خورشیدی از پاره‌ای منابعی که در دسترس داشته یادداشت کرده است. در واقع، همین مباحث علمی، پای او را فراتر از حوزه‌ای دانش‌جویی در رشته‌ی مهندسی کشانید و توجه او را به‌سوی کیهان‌شناسی و زیست‌شناسی و انسان‌شناسی جلب کرد و به‌تدریج افکار فلسفی او بر پایه‌ی دانش جدید شکل گرفت و از خداگرایی به ندانم‌گرایی رسید.

برخی ادعا دارند با محاسبات ریاضی می‌توان دریافت که تشکیل تصادفی یک ملکول ساده در حد بسیار کم (نزدیک به صفر) است، پس امکان ندارد اولین سلول‌ها خود به‌خود پدید آمده باشند!

گرچه بخش اول ادعا تا حدودی درست است، ولی نتیجه‌گیری آن اشتباه می‌باشد. در زمان داروین نیز ادعاهای این چنینی وجود داشت. منکرین نظریه فرگشت ابتدا ادعای پیشرفته‌بودن چشم موجودات و مغایرت آن با نظریه‌ی فرگشت را مطرح کردند، ولی وقتی با دلایل منطقی و شواهد زنده روبه‌رو شدند، ادعاهای نامربوط دیگری ارائه کردند. برای مثال یکی از مخالفان ادعا می‌کرد که اگر ما یک ساعت جیبی دقیق در بیابان پیدا کنیم، حتماً همه اذعان می‌کنند که این ساعت یک سازنده‌ای داشته است، ولی نظریه‌ی فرگشت ادعا می‌کند که موجودات و جهان خود به‌خود به‌وجود آمده‌اند.

پاسخ داروین و یاران او به این ادعا این بود که نظریه‌ی فرگشت هیچ‌گاه وجود آفریننده یا قدرت برتر در به‌وجود آوردن سیارات و جهان را نقض نمی‌کند، بلکه این نظریه فقط چگونگی پیدایش موجودات بر روی سیاره‌ی زمین را توضیح می‌دهد.

ثانیاً این‌که احتمال به‌وجود آمدن یک سلول بسیار پایین است، دلیلی بر به‌وجود نیامدن آن نیست. برای مثال اگر شما جعبه‌ای حاوی یک میلیون کارت با شماره‌های یک تا یک میلیون را داشته باشید و بخواهید یک کارت از میان آن‌ها انتخاب کنید، در آن صورت احتمال بیرون آمدن هر شماره ۱۱۰۰۰۰۰۰ خواهد بود.

حال اگر شما دست ببرید و یک کارت (مثلاً با شماره ۴٦۸۲۳۸) بیرون بیاورید، با آن‌که احتمال بیرون آمدن این کارت بسیار پایین بود، ولی به‌هر حال غیرممکن هم نبوده است! پس به یاد داشته باشید که کم بودن احتمال رُخ دادن یک رویداد، دلیلی بر غیرممکن بودن آن نیست.

همین سیاره زمین ما اگر کره ماه را نداشت، اگر در فاصله‌ی کنونی با خورشید نبود، اگر قطر آن کمی بزرگ‌تر یا کوچک‌تر بود و میلیون‌ها اما و اگر دیگر؛ آن‌وقت حیات بر روی زمین شکل نمی‌گرفت، ولی به‌هر حال این شرایط روی ندادند و ما امروز شاهد وجود حیات در سیاره خود هستیم در حالی که میلیون‌ها و میلیاردها سیاره دیگر در کهکشان‌ها و تعدادی هم در منظومه‌ی شمسی ما وجود دارند که شرایط آن‌ها مثل زمین نبود و به‌همین دلیل حیاتی هم در آن‌ها شکل نگرفته است.

در ضمن هم‌چنان که در ابتدای فصل دوم گفتیم سلول‌ها به‌همین سادگی هم پدید نیامدند، بلکه بیش از دو هزار میلیون سال (دو میلیارد سال) طول کشید تا نخستین سلول‌ها بر سطح سیاره‌ی زمین ظاهر شوند. در این مدت که زمان بسیار طولانی بود، میلیاردها بار سلول‌های ناقص ساخته شدند، از بین رفتند و بازمانده‌ها فرگشت یافتند تا در نهایت به‌صورت سلولی فعال درآیند.

گرچه این روال در انتخاب طبیعی زمان بسیار زیادی طول کشید، ولی امروزه دانشمندان ژنتیک پس از چند سال پژوهش موفق شده‌اند با ساختن یک رشته ساده دی‌ان‌ای و وارد کردن آن به یک باکتری فاقد کروموزوم، نخستین جاندار مصنوعی را تولید کنند [کاری که کریک ونتر انجام داد]. این موضوع نشان می‌دهد که انسان‌ها می‌توانند کار طبیعت را در زمانی بسیار کوتاه‌تر انجام دهند و ما احتمالاً تا چند سال آینده باید شاهد خبرهای شگفت‌انگیزی از ساخت جانداران جدید باشیم.

یکی دیگر از ادعاهای خلاف واقع مخالفان این است که سعی دارند ذهن مردم را با مثال‌های نامربوط گمراه کنند؛ برای مثال آن‌ها ادعا می‌کنند که اساس نظریه فرگشت درباره پیدایش انسان‌های تکامل‌یافته و هوشمند شبیه این است که ناگهان طوفانی به‌پا خواسته و آهن پاره‌ها را به‌هم کوبیده و در این میان هواپیمایی مدرن پدید آمده است! این گروه سعی می‌کنند با سفسطه‌بازی افراد عامی را گمراه کنند، چرا که نظریه‌ی فرگشت هیچ‌گاه چنین ادعایی یا حتی شبیه این را نیز نداشته است. این مدعیان دو فاکتور مهم زمان (در حد هزاران میلیون سال) و نیز اصل انتخاب طبیعی را که اساس نظریه‌ی فرگشت است، در نظر نمی‌گیرند.[۱]


منشأ حیات

قبول این‌که رویدادهای بحرانی آفرینش سلول در پهنه‌ی اقیانوس - جایی‌که اجزایی لازم، الزاماً مجاور هم باقی نمانده‌اند - به‌وقوع نپیوسته، بلکه در سواحل اقیانوس‌های اولیه رخ داده‌اند، از دیدگاه فیزیک و شیمی منطقی‌تر است. ذرات ماسه و گل رُس، سطوحی فراهم آورده‌اند که مولکول‌های موجود در آب اقیانوس توانستند روی آن‌ها به‌هم بچسبند و تبخیر آب، تراکم این‌گونه مولکول‌ها را افزایش داده است. واقع امر این است که حفره‌های کوچک ماسه‌ای محتوی مواد آلی ساده‌ی بسیار متراکم‌شده‌ی تقریباً خشک، می‌توانستند زادگاه‌های نخستین سلول‌ها بوده باشند. این حدس نیز با داده‌های آزمایشی تأیید شده است. مثلاً سیدنی فاکس (Sidney Walter Fox)، استاد دانشگاه ایالت فلوریدا از ترکیب‌کردن اسیدهای امینه در شرایط تقریباً خشک موفق به ساختن مولکول‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تری شده است که بعضی از خواص پروتئین‌ها را داشتند.

از این گذشته در سطح خارجی آن‌ها لایه‌ی نازکی به‌وجود آمده که بسیار شبیه غشای سلولی بوده است. نیز مخلوطی از مواد ساده‌ی اولیه، مثل امونیاک و بعضی از اسیدهای امینه، را در شرایط تقریباً خشک حرارت داده‌اند و موادی به‌وجود آورده‌اند که خاصه‌های بازهای نیتروژن‌دار را داشتند.

بنابراین امکان دارد که در طول ساحل درون قطره‌های کوچک محصور در غشأ، موادی پروتئینی به‌وجود آمده و چون آنزیم‌ها فعال شده باشند. این مواد می‌توانستند ترکیب‌شدن بازهای نیتروژن‌دار و قندهای ساده و فسفات‌ها را به‌صورت نوکلئوتیدها تسریع کنند. نوکلئوتیدها قدم کوتاهی با مواد ناقل انرژی، یعنی ATP (ادنوزین تری‌فسفات)، فاصله دارند. از این گذشته، وقتی‌که آنزیم‌ها و ATP فراهم باشند، چند قدم کوتاه دیگر لازم می‌شود تا به تولید مشتقات نوکلئوتیدها مثل کوآنزیم‌ها و اسیدهای نوکلئیکی چون DNA (دئوکسی‌ریبونوکلئیک اسید) و RNA (ریبونوکلئیک اسید) - که فعالیت وراثتی به عهد دارند - بینجامد. امکان دارد که مولکول‌های DNA به نوبه‌ی خود در قطره‌های کوچک، تولید پروتئین‌های اختصاصی را، به‌صورتی‌که امروز می‌شناسیم، باعث شده باشند.

امروزه می‌توان در آزمایشگاه‌ها مولکول‌های DNA و RNA و پروتئین‌های اختصاصی را مصنوعاً از مواد آلی ساده‌ی پیشگام و طی مراحلی آفرید که عملاً در سلول زنده‌ی امروزی روی می‌دهند. از این‌رو، فرض این‌که، واکنش‌های ترکیبی به‌صورتی‌که اجمالاً بیان شده‌اند، مراحل بحرانی تدریجی پیدایش ماده‌ی زنده‌ی اولیه بوده‌اند، متکی به آزمایش‌های مهم است. در واقع قطره‌های کوچک موجود در سواحل اقیانوس، چون واحدهای مشخصی، از آب گرداگرد خود متمایز بودند، و حتی اگر آب بیشتری جذب می‌کردند و به دریا برده می‌شدند، یکپارچکی آن‌ها حفظ می‌شد. این‌گونه واحدها احتمالاً پیش سلول‌ها بوده‌اند.

۱- منشأ احتمالی پیش‌سلول‌ها - اجزای شیمیایی خاصی به‌وسیله‌ی خاصیت رونشینی در حفرات میکروسکوپی طول ساحل جمع شدند، ٢- و توانستند تدریجاً متراکم شوند، ٣- در شرایط نسبتاً خشک و شاید به‌کمک ATP، که احتمالاً وجود داشته، اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها به‌وجود آمده‌اند، ۴- بعضی از پروتئین‌ها توانستند واکنش‌های آنزیمی را تسریع کنند و غشاهای ساختمانی و تارچه‌های داخلی را به‌وجود آوردند، ۵- سرانجام واحدهای سلولی اولیه (پیش‌سلول‌ها) به دریا برده شدند.

شک نیست، پیش از آن‌که پیش سلول‌ها زادگاه‌شان را ترک کنند، می‌بایست بارها کوشش و خطا انجام گرفته باشد. شاید بسیاری از اجزای شیمیایی که گردهم آمده بودند، احتمالاً توفیق نیافتند. مثلاً امکان دارد که در بعضی از موارد اجزای مناسب گردهم نیامده باشند، یا مقدار مناسب جمع نشده باشند، یا آن‌که مخلوط کاملاً خشک شده باشد، یا پیش از آن‌که باهم بیامیزند، آب آن‌ها را برده پراکنده ساخته باشد. آشکار است که اتفاقات گوناگون باعث آغاز نادرست و انجام ناقص شده است. با وجود این، هنگامی‌که مصالح مناسب گردهم آمدند، به‌وجود آمدن پیش‌سلول نتیجه‌ی احتمالی آن بوده است.

تکامل شیمیایی - خلاصه‌ای از واکنش‌های ترکیبی اولیهو دست‌کم سه یا چهار مرحله‌ی متوالی وجود داشته است. مواد خام اولیه گازی از اتمسفر اولیه حاصل شده‌اند: ۱- سپس به کمک انرژی تخلیه‌ی الکتریکی و خورشید، مواد اساسی لازم برای پیدایش حیات تدریجاً در اقیانوس‌ها به‌وجود آمد، ٢ و ٣- واکنش‌های ترکیبی پیچیده‌تر احتمالاً در حفره‌های ماسه‌ای طول سواحل، که در آن‌جاها به‌علت تبخیر آب اجزای ترکیب‌شونده متراکم‌تر شده‌اند، روی داده است، ۴- حاصل این واکنش‌ها منشأ نخستین واحدهای زنده بوده و تکامل زیست‌شناختی به‌دنبال آن‌ها صورت گرفته است.


منشأ سلول‌ها

مسئله‌ی اساسی درباره‌ی ردیابی منشأ سلول‌ها (و گروه‌های بعدی به‌طور کلی) این است که تعیین شود، تکامل آن‌ها از یک جد بوده است (مونو فیلتیک) یا از اجداد جدا از هم (پُلی فیلتیک). یعنی تعیین شود که نخستین سلول‌ها از یک پیش‌سلول اولیه - که «جد قدیمی» همه‌ی جانداران امروزی است، نتیجه شده‌اند یا آن‌که چند پیش‌سلول «اولیه» جدا از هم به‌وجود آمده‌اند؟ پاسخ این پرسش‌ها دانسته نشده است.

فرض مونو فیلتیک یک دلیل احتمالی دارد و آن این است که ساختمان و کنش سلول‌ها به‌قدری پیچیده است که فرض پیدایش چند منشأ دارای چنین پیچیدگی‌ها از جنبه‌ی آماری بسیار غیرمحتمل است. دلیل نامبرده، این نظر منطقی را پیش می‌آورد که حیات در یک نقطه و در یک لحظه از پیش‌سلولی که بر حسب تصادفی مساعد به‌وجود آمده، منشأ گرفته است. آنان‌که به منشأ پولی‌فیلتیک حیات معتقدند دلیل دیگری مبنی بر احتمالات می‌آورند و آن این است که، پیش‌سلول‌های اولیه در مقایسه با پیچیدگی‌هایی که ساختمانی دیرتر و طی مراحل تدریجی حاصل شده است. از این گذشته اگر شرایط تولید سلول در یک نقطه و در یک لحظه فراهم شدنی است، از نظر آماری احتمال دارد که چنین شرایطی در نقاط دیگر و لحظات دیگر نیز فراهم شدنی باشد.

بنابراین، بی‌شک تصادف[٢] از جهتی نقشی در تولید سلول ایفا کرده است: بسیاری از قطره‌های کوچک هرگز به سلول تبدیل نشده‌اند و آن‌ها که به سلول تبدیل شده‌اند، وجودشان محصول جمع‌شدن تصادفی اجزای مناسب بود. اما از جهت دیگر، تولید سلول به‌سادگی تمام، حاصل یک‌بار تصادف مساعد دارای احتمال بسیار کم، نبوده است؛ بلکه به‌عکس وقتی زمین اولیه چنان وضعی داشته که بعضی از مواد مرکب توانسته‌اند به‌وجود آیند، و وقتی که این مواد و خواص مخصوص‌شان را در نظر بگیریم، به‌وجود آمدن سلول دیر یا زود امری الزامی بود. تنها عنصر تصادفی زمان بود و مسئله‌ی اگر در میان نیست، بلکه چه‌وقت و چندبار مطرح است. بنابراین، پیدایش سلول حادثه‌ای به کوچکی آمدن جفت شش‌ها یا جفت پنج‌ها، پس از چندبار انداختن یک طاس است.

معتقدان نظریه‌ی مونو فیلتیک نیز دلیل مشابهی می‌آورند و آن این است که همه‌ی سلول‌ها در اساس چنان از نظر ترکیب شیمیایی و ساختمان میکروسکوپی و کنش به‌یکدیگر شباهت دارند که آشکارا بر داشتن یک جد منفرد دلالت دارند. مدافعان نظریه‌ی پولی‌فیلتیک براساس این مشاهده با نظریه‌ی مونو فیلتیک مخالفند که همه‌ی سلول‌های زنده الزاماً باید در بعضی خاصه‌های ساختمانی و کنشی اساسی سهیم باشند، و آن قطره‌های کوچک قدیمی که این خاصه‌ها را فاقد بوده‌اند، هیچ‌گاه، به اصطلاح زنده نمی‌مانده‌اند. بنابراین، شباهت‌های میان سلول‌ها الزاماً به‌داشتن جد مشترک دلالت ندارد، بلکه فقط انعکاس نشان‌هایی که هر چیز زنده‌ای، بدون توجه به اصل آن، باید دارا باشد.

بر اساس معتبرترین برآوردهای امروزی نخستین پیش‌سلول یا پیش‌سلول‌ها احتمالاً در حدود ٣ تا ۴ میلیارد سال پیش یا ۱ تا ٢ میلیارد سال پس از به‌وجود آمدن زمین ظاهر شده‌اند. با وجود این، زمانی از تاریخ اولیه‌ی زمین را نمی‌توان به‌عنوان آغاز واقعی حیات تعیین کرد. اما قدیم‌ترین مواد آلی محلول در آب اقیانوس‌ها دارای خواصی بوده‌اند که سرانجام پیدایش حیات را ممکن ساخته‌اند. این گونه‌ مواد نیز، پس از آن‌که از مواد گوناگون ساده‌تر ساخته شدند، خواص مخصوص خود را کسب کردند. رد پیدایش حیات آشکارا تا اتم‌های اولیه دنبال می‌شود و آفرینش حیات از اتم‌ها، حاصل ظهور تدریجی خواص آن‌ها بوده است.

حاصل آن‌که حیات ناگهان و به‌صورتی آماده در اقیانوس ظاهر نشده، بلکه تدریجاً کمال یافته‌ است؛ و این شاید جالب‌ترین موردی است که نشان می‌دهد، آغازهای ناچیز به انجام‌های بی‌نهایت بزرگ منتهی می‌شوند. تکامل، همواره مهم‌ترین سیمای حیات بوده است و امروز نیز حیات همواره در حال تشکیل و تغییر است و هیچ‌گاه «پایان نمی‌یابد» مگر وقتی که آخرین جرقه‌اش خاموش شود.[٣]


[] يادداشت‌ها

يادداشت ۱: اين مقاله برای دانش‌نامه‌ی آريانا توسط الهه مهدی ارسال شده است.


[] پی‌نوشت‌ها

[۱]-
[٢]- دکتر محمود بهزاد، در کتاب «داروینیسم و تکامل» در توضیح مفهوم تصادف می‌نویسد: کلمات تصادف و تصادفی و اتفاقی عموماً این تصور را در ذهن ایجاد می‌کنند که یک رویداد بی‌هیچ مقدمه‌ای و صرفاً به اصطلاح «الله بختی»، «کتره‌ای»، «الکی» به‌وقوع پیوسته است. اما معنی درست تصادف این است: «هرگاه عوامل پُرشماری در وقوع یک رویداد دست‌اندکار باشند ولی هیچ‌یک از آن عوامل، عامل عمده نباشد، آن رویداد تصادفی خوانده می‌شود.» از این تعریف معلوم می‌شود که امور تصادفی فی‌نفسه واقع‌شدنی‌اند زیرا محصول اثر متقابل بسیار از عوامل موجود اند. ولی از نظر ما، که عوامل دست‌اندرکار آن‌ها را نمی‌شناسیم، بسیار احتمالی به‌نظر می‌رسند. بنابراین، وقتی که می‌گوییم «فلان چیز برحسب تصادف روی داده است» منظورمان این نیست که بگوییم «امکان داشته است که روی ندهد»، بلکه قصد ما این است که بگوییم «روی‌دادنی بوده است»؛ ولی از میزان احتمال وقوع آن در نتیجه‌ی عدم شناسایی عوامل دست‌اندرکار، اطلاعی نداریم. (بهزاد، محمود، داروین و داروینیسم، صص ۱٧-۱٨)


[] جُستارهای وابسته




[] سرچشمه‌ها

الهه مهدی، یادداشت‌های مهدیزاده کابلی: راز پیدایش (بخش دوم)، برگرفته از منابع زیر:
  • بهزاد، محمود، داروینیسم و تکامل، تهران: انتشارات شرکت سهامی کتاب‌هایی جیبی، چاپ نهم - ۱٣٦۱ خ.
  • روی پارل، نخستین روزهای انسان، ترجمه‌ی حشمت‌الله کامرانی و محسن مینوخرد، تهران: انتشارات گوتنبرگ.