أخبار عامة - وكالة أنباء المرأة - اخبار الأدب والفن - وكالة أنباء اليسار - وكالة أنباء العلمانية - وكالة أنباء العمال - وكالة أنباء حقوق الإنسان - اخبار الرياضة - اخبار الاقتصاد - اخبار الطب والعلوم

الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - طريف سردست - أكتشاف مكان وآلية نشوء الخلية الاولى















المزيد.....

أكتشاف مكان وآلية نشوء الخلية الاولى


طريف سردست

الحوار المتمدن-العدد: 4243 - 2013 / 10 / 12 - 14:44
المحور: الطب , والعلوم
    


ان فقاعة الحياة الاولى ظهرت في اعماق البحر أمر لايتصوره الا القلائل. في الاعماق وبعيدا عن الاشعة الشمسية الضارة تشكلت الحياة من المركبات الكيميائية وتحت ضغط عالي. هكذا يطرح الامر بيلوجيين ، وللمرة الاولى يقدمون وثائقهم عن كيفية ظهور الحياة خطوة فخطوة.

في ديسمبر من عام 2000 كانت باخرة الابحاث اطلنتيس موجودة في وسط المحيط الاطلسي. في الساعة الثانية ليلا كانت طالبة فلسفة الدكتوراه Gretchen Frûh-Green, خفرا. كانت تجلس على مقعد تراقب قعر المحيط من خلال كاميرا تصوير الاعماق. 800 متر تحت الباخرة توجد مرتفعات سلسلة جبال منتصف ظهر الاطلسي، وهي سلسلة جبلية هائلة، تحت الماء، تشكلت عندما انقسمت القارة العظيمة بانغيا، للمرة الاولى، قبل 250 مليون سنة. فجأة تلتقط الكاميرا منظرا لم تقع عليه عين انسان من قبل، بنية تذكرنا بأطلال كاتدرائية قديمة.

اعمدة صخرية حادة بارتفاعات تصل الى 30-60 متر، تظهر من بطن المحيط، تشبه مدينة اشباح. المنطقة جرى تسميتها " المدينة المفقودة" (Lost City). بعد معاينة قريبة ظهر ان هذه الاعمدة الهائلة هي منبع جيوهيدروثيرم، حيث تقوم الاعمدة الكلسية بنقل تيار حار قادم من القاع الى الاعلى، خالقة ، فيها وحواليها، بيئة كيميائية متميزة لامثيل لها على الارض. في هذه البقعة، بعيدا عن التيارات المائية الحلوة واشعة الشمس الدافئة، يمكن للحياة ان تنشأ انطلاقا من عوامل بسيطة: الماء والحجارة المعدنية، على كل الاحوال حسب العالمين البيلوجيين Nick Lane and Bill Martin, الاول من جامعة كولدج الانكليزية والثاني من جامعة دوسيلدورف الالمانية. مثل هذه البنى جرى العثور عليها في بقاع عديدة من سلسلة ظهر الاطلسي.
كلا هذان العالمان بالاضافة الى الجيلوجي مايك روسيل (Maike Russell), من المعهد التكنولوجي في كاليفورنيا، قاموا بدراسة التفاعلات الكيميائية المطلوبة من اجل ان تظهر الحياة ، قبل اربعة مليارات سنة، حول هذه الاعمدة.
جميع الافتراضات السابقة عن طريقة ظهور الحياة الاولى كانت تمتلك ثغرات ما في مجرى " قصة الخلق". غير ان وصف لانه ومارتين لعملية الخلق المحتملة، خطوة خطوة، من لحظة تكون المركبات العضوية البسيطة الى لحظة نشوء الخلية الاولى، يعتبر اول وصف كامل وشامل.


اضغط على الصورة لتكبيرها
العلماء بدأو في أكتشاف الحياة في الاعماق البحرية قبل ثلاثين سنة (1977) ، عندما أكتشف العلماء الصخور المسماة black smokers, خارج جزر غلاباغوس. " المداخن" الضخمة انتصبت من اعماق البحار ، ومنها خرجت سحابة كثيفة حامضية وحارة مشبعة بالمعادن قادمة مباشرة من غرفة من الحمم واللهب في اعماق الارض.
المفاجأة التي شكلها اكتشاف هذه المدخنة لايتناسب مع الدهشة التي سببتها دراسة اعماق البحار عن قرب. حول هذه الينابيع كانت تعيش كميات كبيرة من القواقع والاصداف والجمبري والسرطعانات والديدان الحمراء.
وإذا كان بأمكان هذه الكائنات ليس فقط ان تحيا وانما ان تكون غاية في الرضى والراحة في هذه البيئة، فماالذي يمنع ان تنشأ الحياة في مثل هذه البيئة عوضا عن الاعلى قرب ضوء الشمس؟

غير ان المؤيدين لهذه الفرضية واجهوا على الفور مشاكل. هذه الينابيع المعدنية كانت عنيفة للغاية. ان يستوطنها مجتمع من الكائنات المتلائمة شئ وان تقوم بخلق الحياة من اللاشئ أمر اخر. ان تكون الحرارة عالية بما يكفي لصهر الرصاص فسيعني أن المدخنة السوداء أنسب لتدمير التراكيب العضوية منه لبنائها.
وحتى إذا كانت اول مركبات الحياة (الذرات المترابطة) ، بشكل من الاشكال، تمكنت من البقاء في هذه البيئة العدوانية، فأنه يعوزها مكان تتواجد فيه عندما تكون قد نشأت.
كيف ستتمكن المركبات الاولى من التلاقي وبناء مركبات جديدة وسلاسل اكبر من الاتحادات الكيميائية، إذا نشؤوا في محيط كبير بدون حدود تفصل منطقتهم وتمنحهم رحم مناسب؟
وحتى حوض سباحة يملك مساحات أكبر من القدرة على تجاوزها لاتصال مُركبين كيميائيين. احتمال التقائهما بحيث يتمكنوا من الاتحاد الكيمائي من الصغر بحيث يختفي. هنا يأتي العثور على " المدينة المفقودة" لتعالج هذه الثغرة.
عوضا عن الحوامض القوية ، كالتي نجدها في المدخنة السوداء، تقذف منابع المدينة المفقودة سوائل قاعدية بدرجة حرارة 60-90 درجة، والتي تخرج بفقاعات ثابتة وهادئة من القشرة الارضية. الجزيئات المعدنية تترسب لتتكون منها، مع الوقت، عواميد حجرية كلسية فاتحة اللون.

الاكتشاف الاكبر يوجد مختفيا عن الاعين في داخل بنية العواميد - ذات التشكيلات الخاصة - ،اكتشاف يعتبر العنصر الاساسي في فرضية لانه ومارتين.
بعد التمحيص ظهر ان بنية الاعمدة تتكون من حجرات هوائية ذات احجام ميكروسكوبية جوانبها نصف نفاذة ولها شكل يشبه بيوت النحل ولكن من المعدن، حيث يمكن للمركبات الكيميائية حديثة التكوين أن تتلاقي وتتفاعل بهدوء. بمعنى اخر العلماء عثروا على الحلقة المفقودة التي كانت تحيرهم ، وتحديدا وعاء محمي يعطي الفرصة لصهر المكونات الكيميائية العضوية الباعثة للحياة بدون تتدخلات.


اضغط على الصورة لتكبيرها
وكما ان جلدنا يحجز اعضائنا الداخلية، تحجز المكونات الداخلية للخلايا بواسطة غشاء خلوي، غشاء من مواد دهنية. الحجرات الهوائية قادرة على المحافظة على المركبات الكيميائية قرب بعضهم البعض وبعيدا عن المنغصات الخارجية بما يعطيهم الفرصة للتفاعل بين بعضهم . بعض العوامل تشير الى ان الحياة يمكن ان تكون قد نشأت في الاعماق. لان ومارتين قاموا بالتدقيق بالتفاعلات الكيميائية الجارية في المدينة المفقودة وآشاروا الى انه بالامكان إعادة إجراء، بالضبط، ماحصل في أعماق البحار قبل اربعة مليار سنة.

الصواعق والشهب المتساقطة على سطح الارض والمصهورات المقذوفة من البراكين العملاقة قامت بتطهير جميع زوايا الارض من اي أثر محتمل للحياة، ولكن في أعماق المحيطات كانت الامور هادئة ومظلمة بدون أشعة شمسية وبدون تغييرات مرتبطة بتغير الطقوس الاربعة بحيث ساد هدوء بعيدا عن الكوارث التي تحدث على سطح الارض.

في الاعماق، حيث نشأت مداخن، من شاكلة اعمدة المدينة المفقودة، تصب سوائل قاعدية في بيئة حامضية. الالتقاء يحدث في الثقوب المجهرية في جدران المداخن، والمجهزة بالحديد و الكبريت.
حسب لانه ومارتين، أدت هذه البنية والبيئة الى تهيئة غرف ميكروسكوبية كمخابر لاجراء التفاعلات الكيميائية. ثاني اوكسيد الربون والهيدروجين تحولا هنا الى المركبات العضوية البسيطة الاولى مثل غاز الميثان وحمض الخل. ولكونهم كانوا محجوزين في غرفهم الصغيرة التحموا ليشكلوا مركبات جديدة، واصبحوا يتفاعلوا مع بعض لينمو أكبر الى سلاسل اكثر تعقيدا.
عملية تطور كيميائي طويلة حدثت وامتدت عصور. فيما بعد احتوى البحر على الاحجار الرئيسية للحياة على شكل احماض امينية ومواد دهنية وال ر ن آ واضافة الى ذلك ال د ن آ، والتي تقدم البروتينات والغشاء الخلوي والمورثات الجينية. البروتينات، على شكل الانزيمات، هي حمار العمل في الخلية في حين ان المورثات تحمل وثائق طريقة العمل والغشاء الخلوي لحجز المحتويات والمحافظة على حيوية التفاعل.
كل هذا مع بعضه لعب الدور الرئيسي في انجاب اول غشاء، حساس وغير متماسك بقوة، الذي قام بحجز المركبات الجديدة. الجدران الخارجية لخلية منتفخة الى حد التوتر بدأت تضغط على الجدران المعدنية للغرف الهوائية الميكروسكوبية.

نظرية لانه ومارتين اثارت الاهتمام على نطاق واسع، من حيث انها تشير الى أمكانية التطور من أبسط اشكال المكونات المترابطة الى أعقدها، بدون أن تحتاج الى عصا سحرية أو تتدخل خارجي. على العكس أصبح العلماء يثقون ان تطور العملية جرى بالطرق الطبيعية، وأن العملية جرت، ببساطة لان الظروف المناسبة توفرت في اعمدة الدخان تحت أعماق البحر.

الخلية المنتفخة تمكنت من إشباع حاجاتها من الطاقة بفضل استغلال ايونات الهيدروجين في التيارات الطبيعية القادمة من المنبع الارضي. لانه ومارتين ، من خلال التحاليل، توصلوا الى أن الخلايا تمكنت من " قطف" الهيدروجين بمساعدة انزيم يسمى ATP-syntas. هذا الانزيم تحديدا واحد من 30 بروتين تملكه جميع الكائنات والذي، حسب العلماء، لابد انه كان من ضمن أول خلية.
الانزيم المعني وفر حاجة الخلية من الطاقة الضرورية لاجراء التفاعل الى اللحظة التي نضجت فيها الخلية بما دفعها الى مغادرة مكانها في المدخنة. بالتأكيد ليس كل الخلايا نجحت، غير ان تكرار العملية بدون انقطاع سمح، مع الوقت، لنشوء نموذج افضل قادر على مواجهة التحديات بما فيه خارج المدخنة.

هذه الاستنتجات تمكن العالمين لانه ومارتين من التوصل اليها بفضل دراسة نماذج عن أقدم أشكال الحياة بين البكتريا وكائنات من مملكة الاركيي (arkeer)، وهي واحدة من ممالك الحياة الثلاثة. هذه الكائنات الحية، حتى اليوم، تملك بيوكيمياء يسمح لها ،بدون اية مشكلة، ان تنشأ من منابع مثل بيئة "المدينة المفقودة". يجب الاشارة الى أن ماتقدم يفسر كيفية نشوء الخلية الاولى، التي كانت مستعصية. كيف تابعت الخلايا تطورها في البحر المفتوح الى خلايا اكثر تعقيدا ، هو قصة اخرى ولها تفسيرات ناضجة.

والخلاصة ان نظرية لانه ومارتين تقوم على ان الحياة الاولى نشأت ليس كخلية حرة من مكونات سابحة في البحر وانما منعزلة ومحمية في غرف هوائية مجهرية تحيطها عمليات بيوكيميائية متنوعة ومغذاة بالطاقة اللازمة. وبعد ذلك، على مرحلتين، تابعت الخلايا تطورها نحو ا لوصول الى بكتريا او اركيي. قبل مليارين من السنوات نشأت خلايا بنواة، يوكاريوت، من سابقتها الاقدم المسماة بريوكاريوت، لربما بسبب ان بكتريا ابتلعت بكتريا اخرى، لتصبح كائن واحد. من هذه الخلية الاخيرة ظهر كل كائن حي، بما فيه النبات والحيوان وبضمنه الانسان. كل ذلك يدلل على أنه عوضا عن أن نتطلع الى النجوم للبحث عن مصدر الحياة علينا التطلع الى اعماق البحار.

مختصر مصادر البحث

Geothermal Power
Hydrothermal-Vents
the-origin-of-complex-life-it-was-all-about-energy
how-life-emerged-from-deep-sea-rocks
The microbiology of deep-sea hydrothermal vent plumes
Origin of Life
found-the-origin-of-life
(يمكن الوصول الى روابط الابحاث اعلاه لاحقا من موقع الذاكرة)






اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار حول اعمال وارث الكاتبة والمناضلة الكبيرة نوال السعداوي - الجزء الثاني
حوار حول اعمال وارث الكاتبة والمناضلة الكبيرة نوال السعداوي - الجزء الاول


كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على: الفيسبوك التويتر اليوتيوب RSS الانستغرام لينكدإن تيلكرام بنترست تمبلر بلوكر فليبورد الموبايل



رأيكم مهم للجميع - شارك في الحوار والتعليق على الموضوع
للاطلاع وإضافة التعليقات من خلال الموقع نرجو النقر على - تعليقات الحوار المتمدن -
تعليقات الفيسبوك () تعليقات الحوار المتمدن (0)


| نسخة  قابلة  للطباعة | ارسل هذا الموضوع الى صديق | حفظ - ورد
| حفظ | بحث | إضافة إلى المفضلة | للاتصال بالكاتب-ة
    عدد الموضوعات  المقروءة في الموقع  الى الان : 4,294,967,295
- حس العدالة الفطري
- لماذا تفضل المرأة الضخم والصوت العميق؟
- القمل عند النبي والصحابة وفي الفقه الاسلامي
- مجتمعات تعدد الازواج
- الاختلاف بين دماغ المرأة ودماغ الرجل
- علم الاورجازم
- جيمس راندي: مليون دولار لمن يثبت وجود السحر
- حقيقة الهموباتي والحقل المغناطيسي
- الاتصال بالارواح وتحضيرها.
- حقيقة البارسيكولوجي والعلوم الزائفة
- هل يدل النظام على وجود مُنظم؟
- العثمانيون وإبادة الارمن -8
- العثمانيون وإبادة الارمن -7
- العثمانيون وإبادة الارمن -6
- العثمانيون وإبادة الارمن -5
- العثمانيون وإبادة الارمن -4
- العثمانيون وإبادة الارمن -3
- العثمانيون وإبادة الارمن -2
- العثمانيون وإبادة الأرمن -1
- تقادم تصميم الانسان


المزيد.....




- دراسة: يزيد متغير “دلتا” لفيروس كورونا من خطر الذهاب للمستشف ...
- نصفه في هونغ كونغ ونصفه في الصين.. أصبح هذا الشارع الحدودي م ...
- وزارة الصحة العراقية: البلاد خالية من سلالة فيروس كورونا اله ...
- تصل إلى المنح الدراسية.. شركة تمنح الطلاب الحوافز لإغلاق هوا ...
- فيروس كورونا: ما الذي تكشفه لنا الآثار طويلة الأمد للإصابة ب ...
- اكتشاف سلالة هندية معدلة من فيروس كورونا في موسكو
- رجيم الأطفال.. ازاى تساعدى طفلك على إنقاص الوزن بطريقة صحية ...
- 5 عصائر سحرية تساعدك فى رحلة التخسيس.. منها البرتقال والتوت ...
- مدير الصحة العالمية: زيادة حالات كورونا بإفريقيا «مقلقة».. و ...
- بحث يفتح آفاقا جديدة.. هل يمكن تخزين صورنا وبياناتنا الرقمية ...


المزيد.....

- فرضيات البداية الكونية ومكونات الكون البدئي / جواد بشارة
- نمو الطفل واضطراباته / عزيزو عبد الرحمان
- ثورات الفيزياء المعاصرة وآخر المستجدات الفيزيائية / جواد بشارة
- نحن والآخرون في هذا الكون الشاسع / جواد بشارة
- الحلقة الرابعة من دراسة نظرية الافجار العظيم 4 / جواد بشارة
- مرض السرطان الأسباب، التشخيص، الوقاية، والعلاج / مصعب قاسم عزاوي
- الكون البدئي والدعوة لعلم الفلك والكونيات البديل / جواد بشارة
- الحاجة إلى الثورة الرقمية الشمسية الثانية للبشر / جواد بشارة
- رحلة في رحاب الكون المرئي / جواد بشارة
- أبحاث متقدمة حول المادة في الكون المرئي 1-3 و 2-3 و 3-3 / جواد بشارة


المزيد.....
الصفحة الرئيسية - الطب , والعلوم - طريف سردست - أكتشاف مكان وآلية نشوء الخلية الاولى