معجزة الحياة

محمد عبد الكريم يوسف
مدرب ومترجم وباحث
(Mohammad Abdul-karem Yousef)

الحوار المتمدن-العدد: 6881 - 2021 / 4 / 27 - 13:47
المحور: الصحة والسلامة الجسدية والنفسية
    

ترجمة محمد عبد الكريم يوسف

لازالت معجزة الحياة عصية على الفهم رغم محاولات العلماء المستمرة بلا هوادة، والحياة على بساطتها شديدة التعقيد وبقدر ماهي سهلة الفهم فإنها عصية ولا يمكن فهمها مهما حاولنا إلى ذلك سبيلا . إنه السهل الممتنع رغم التقدم العلمي الهائل الذي يحاول منذ ألاف السنين فك رموزها وتحليل عناصرها . إنها تشبه إلى حد بعيد الدماغ البشري فالخلايا الدماغية تعمل معًا ، وكلها مرتبطة ببعضها البعض ، وتلعب كل واحدة من هذه الخلايا دورًا مهمًا في فهمنا للعالم. في هذه المقالة ، سوف نتعلم أنه من خلال تقسيم الحياة إلى مكوناتها ، يمكننا البدء في فهم ما يجعلها مميزة للغاية.

تعريف الحياة:

السؤال الكبير دائما في حياتنا هو: ما معنى الحياة؟

نحن نفتش عن الإجابات في كل مكان، بدءا من الأعمال العظيمة في الأدب والشعر والفلسفة وصولا إلى أكثر الكتب تعقيدا في الرياضيات و نظريات الفيزياء الكمومية. ولكن مع بذل قصارى جهدنا للعثور على إجابة شافية ، يظل معنى الحياة جزءًا من قائمة الانتظار المفتوحة لأن مجرد تحديد تعريف دقيق للحياة أمر صعب بشكل مدهش.

قد يقول قائل الحياة هي ما تجري عليه الأشياء الصغيرة جدًا والبسيطة - مثل الأميبا أو البكتيريا وأننا عندما ندرس أكبر الكائنات الحية وأكثرها تعقيدًا ، مثل البشر والحيتان الزرقاء. وهناك من يعتقد أن تشمل الحياة تشمل الأشياء التي لا تتحرك من تلقاء نفسها ، مثل الأشجار والنباتات التي تعيش على هذه البسيطة.

وهناك من يرى ضرورة الابتعاد عن السمات السطحية ، فربما يكون من المنطقي تحديد الحياة من حيث خصائصها على أنها الأشياء التي تنمو وتتكاثر وتستهلك الطاقة. لكن العديد من خصائص الكائنات الحية تحدث أيضًا في الأجسام الجامدة أيضا فالجبال تكبر وتنحسر، وتتحرك التيارات البحرية ، وتستهلك النار الطاقة وتنشرها.

إذن ما الذي يحدد الحد الفاصل بين الجماد والحيوان؟

يصنف الكيميائيون المادة إلى نوعين: عضوي وغير عضوي. وتتكون جميع الكائنات الحية من مركبات عضوية ومجموعات من الجزيئات تحتوي فقط على عدد قليل من العناصر هي الكربون ، النيتروجين والكبريت والهيدروجين والأكسجين وهي العناصر الفاعلة الرئيسية. وبحكم التعريف ، فإن المركب العضوي هو ببساطة مركب تحتوي جزيئاته على الكربون ، وهو تمييز عشوائي إلى حد ما . لكن الغريب أن جميع الكائنات الحية تحتوي على الكربون.

يدرك معظم العلماء المعاصرين أنه لا يوجد اختلاف جوهري بين العناصر التي تكون الأشياء الحية وغير الحية . لذلك ، توصل العلماء إلى فكرة أن الحياة يجب تحديدها من خلال خصائصها ، وليس المواد التي صنعت منها. ويمكن تقسيم هذه الخصائص إلى فئتين أساسيتين: جوهرية وخارجية. تشير الخصائص الجوهرية إلى الأفعال المدفوعة داخليًا - أي من الشيء نفسه - بينما تتضمن الخصائص الخارجية تفاعلات الشيء مع بيئته.

وتشمل الخصائص الجوهرية الأساسية التنظيم والنمو والتكاثر. كل الأشياء التي حددناها على أنها حية تتكون من خلية واحدة أو أكثر ، وهي اللبنات الأساسية التي تشكل الحياة ، وهي منظمة للغاية ، حتى لو كانت كائنات وحيدة الخلية. والكائنات الحية ، التي يزداد حجمها بدلاً من مجرد ابتلاع مادة أخرى ، وهي قادرة على ذلك بالتكاثر - لإنتاج كائنات فردية جديدة ، إما من دون جنس من والد وحيد أو جنسياً من أبوين.

تتفاعل الكائنات الحية أيضا مع بيئاتها المختلفة بطرق مميزة ، أو يكون لها خصائص خارجية معينة : فهي تحول الطاقة عن طريق تحويل المواد الكيميائية إلى مكونات خلوية وتنظم بيئاتها الداخلية وتتكيف مع مرور الوقت استجابة للبيئة المحيطة والمنبهات والتغيرات في الوسط المحيط.

لكن كل هذه الخصائص لا تعمل كتعريف مناسب للحياة لأن بعض الكائنات غير الحية يمكن أن تظهر العديد من هذه الخصائص أيضًا. والكيمياء ليست القصة الكاملة للحياة أيضًا ، لأنه يمكننا بناء آلات من أجزاء بيولوجية في غاية التعقيد.

الحياة مفهوم معقد. وعند مواجهة التعقيد ، يبدأ العلماء بفصل الطبقات عن بعضها والنظر إلى مكون واحد في كل مرة. كل من هذه الطرق – من فحص خصائص الكائنات الحية وتحليل تركيبتها الكيميائية - مفيدة في ظروف مختلفة كطريقة لفهم ما يجعل الحياة مميزة.

يعمل العلم من خلال إيجاد خطوط أدلة متقاربة لدعم الأفكار، باتباع العديد من المسارات المختلفة نحو حل شامل. وغالبًا ما يكون من المفيد البدء بالأجزاء والبناء من هذه النقطة. لذا ، وحتى نفهم ماهية الحياة ، دعونا نبدأ بإلقاء نظرة فاحصة على كيمياء الكائنات الحية.

كيمياء الحياة: الماء والكربون

على الرغم من التنوع المذهل على الأرض ، يمكن تقسيم كيمياء الحياة إلى عنصرين أساسيين هما : الماء والكربون. الماء هو الجزيء الذي يدعم كل أشكال الحياة ، والكربون عنصر يحتويه كل جزيء في الحياة.

إن جميع الكائنات الحية التي نعرفها هي في الغالب مكونة من الماء. إن حوالي ثلاثة أرباع الأرض مغطاة بالمياه. نحن نعلم أن الحياة على الأرض قد تشكلت من الماء وظلت بهذه الحالة خلال أول 3 مليارات سنة من التطور. ومعظم الخلايا محاطة بالماء ، وحتى الخلايا نفسها تحتوي على 70٪ إلى 95٪ ماء. يتكون الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين (H2O) وتنجذب ذرات الهيدروجين لجزيء ماء إلى ذرة الأكسجين في جزيء آخر لتكون روابط.

عند الاستحمام في الماء ، تكون مادة الحياة مغطاة بالكربون ، وهي القادرة بشكل فريد على تكوين جزيئات كبيرة ومعقدة ومتنوعة. هناك عناصر أخرى مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت و الفوسفور وهي شائعة أيضًا في المركبات العضوية ، لكن الكربون هو الذي يلعب دور البطولة في كل شيء تقريبا في الحياة.

يتكون جزيء الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أوكسجين. يحتوي الأكسجين الكترونات مشحونة سلبا اكثر من الهيدروجين، والرباط بين العنصرين منفرد ويعتمد التشارك ، وهذا يعني أن الروابط الكيميائية تتطلب مشاركة الإلكترونات بين الذرات التي تجعل الجزيء سلبي قليلا بالقرب من ذرة الأكسجين وإيجابي قليلا قرب ذرات الهيدروجين . هذا التكوين يجعل الجزيء قطبيًا، مما يعني أن الشحنة الإجمالية عبره موزعة بشكل غير متساوٍ.

إن قدرة الماء على تنظيم واعادة تنظيم جزيئاته نحو مستوى أعلى من النظام تقدم أساسا لأربع خصائص جديدة تفسر خصائص استدامة الحياة مثل : الترابط ودرجة الحرارة المعتدلة والانحلال والتمدد.

ما الذي تخبرنا خصائص المياه عن الحياة؟ أيمكن أن تخبرنا عن الحد الفاصل بين الحياة والموت ؟ أيمكن أن يساعد الماء في تعريف بعض خصائص الحياة وتعريفها ؟

إن حقيقة وجود الماء في الحالات الثلاث : الصلبة والسائلة والغازية، ويعني ذلك أن العديد من أشكال الحياة المختلفة يمكنها الاستفادة منه، اعتمادًا على بيئاتها، ويمكنها استخدام خاصية الماء لتنظيم درجة حرارتها. إن قدرة الماء على إذابة العديد من المركبات المختلفة، مع ترك المركبات الأخرى دون أن تتأثر، تمنح أشكال الحياة العديد من الخيارات فيما يتعلق بكيفية استخدام الماء لأداء الوظائف الأساسية. إن قدرة الماء على تحدي الجاذبية باستخدام قوتها المتماسكة تمكن الكائنات الحية من تكييف بنيتها لاستغلال هذه الخاصية.

الماء هو أحد المكونات التي جعلت تنوع الحياة أمرًا ممكنًا ، لأنه متعدد الاستخدامات ويمنح أيضًا أشكال الحياة فرصة للتكيف مع البيئة المحيطة، والبقاء على قيد الحياة في مواجهة كبرى التغييرات. قد يكون الماء أحد مفاتيح التنوع والقدرة على التكيف والمرونة وتكاثر الحياة ، وهي خصائص يبدو أنها تحدد جوهر ما يعنيه أن تكون أنت وأنا على قيد الحياة.

وإذا كان الماء يدعم الحياة ، فيمكن القول إن الكربون هو الحياة. الكربون هو عنصر كيميائي يحتوي على أربعة إلكترونات تكافؤ في غلافه الخارجي – وإلكترونات التي يمكنه مشاركتها مع العناصر الأخرى، ويجعل الأمر ممكنا للكربون أن يكون المحور في عدد لا حصر له من الجزيئات. الكربون هو في كل مكان في الكائنات الحية لأنه الصورة المتوافقة مع العديد من العناصر الأخرى، ولأنه يمكن أن يشكل سلاسل معقدة مع ذرات كربون أخرى.

تسمى هذه السلاسل الهياكل العظمية للكربون ، وهي تشكل العمود الفقري لمعظم الجزيئات العضوية . إن التنوع الكبير في الأشكال التي يمكن أن تتشكل فيها هذه السلاسل يؤدي إلى تنوع المركبات العضوية ، وبالتالي التنوع في الحياة نفسها.

يتم تصنيف المركبات العضوية إلى أربع فئات عامة هي: الأحماض الأمينية ، التي تشكل البروتينات . الأحماض النووية ، التي تشكل اللبنات الأساسية للحمض النووي DNA، والشفرة الوراثية لدينا ؛ الكربوهيدرات مثل السكريات والنشاء والسليلوز واللبيدات ، وهي الدهون والهرمونات.

تمثل هذه الفئات الأربع المختلفة كلاً من التنوع المذهل والقدرة على التكيف للمركبات القائمة على الكربون، وباستخدام نفس اللبنات الأساسية للعناصر، يمكن إنشاء كتالوج كامل للكائنات الحية .

البروتينات هي النحل العامل في الخلية :

البروتينات هي المركبات العضوية التي تمكن الخلايا من البقاء على قيد الحياة والتكاثر والتكيف واستهلاك الطاقة ومحاربة الغرباء والتنظيم الذاتي وأداء كل الوظائف الأخرى التي يمكن أن تميز الحياة . تعمل كل خلية في أجسامنا بجد لتصميم وتصنيع وتخزين ونقل البروتينات وكل ما تفعله خلايانا تقريبًا يتضمن البروتينات.

البروتينات مصنوعة من الأحماض الأمينية . الحمض الأميني عبارة عن مركب جزيئي له بنية كيميائية مميزة : في وسطه توجد ذرة كربون ، وتحتوي على أربعة روابط محتملة يمكن أن تكون مليئة بالذرات أو المركبات الأخرى. يوجد في الأحماض الأمينية ثلاثة من هذه الروابط نفسها دائمًا. وما يميز حمض أميني عن الآخر هو ما يرتبط بالرابطة الرابعة.

على الرغم من وجود مجموعة كبيرة من أنواع البروتينات المختلفة ، إلا أنها جميعها مصنوعة من مجموعة من نفس الأحماض الأمينية العشرين. و تسمى سلسلة الأحماض الأمينية الببتيد، وتسمى سلاسل الببتيد البروتينية. والبروتين جزيء مصنوع من واحد أو أكثر الببتيدات، أو سلاسل من الأحماض الأمينية، وهذا يطويها على شكل محدد ثلاثي الأبعاد ، وهو أمر مهم جدا لأن الوظيفة الناجحة للبروتين يعتمد على شكله.

نؤوي داخل أجسامنا عشرات الآلاف من البروتينات المختلفة ذات الأشكال والوظائف المختلفة . ويعمل كل بروتين تقريبًا من خلال التعرف على بعض الجزيئات الأخرى والارتباط بها ، لذلك إذا كان الشكل معطلاً ، فلن يعمل.

تقوم البروتينات بوظيفة تسريع التفاعلات الكيميائية كمحفزات. تسمى هذه البروتينات بالأنزيمات ويمكنها القيام بواجباتها مرارا وتكرارا مما يجعلها النحلات العاملات الحقيقية في الخلية.

تساعد البروتينات الأخرى الخلايا على تخزين الجزيئات المهمة لاستخدامها لاحقًا ، أو نقلها في الجسم ، أو المساعدة في الاتصال بين الخلايا ، أو تنسيق النشاط بين الأعضاء المختلفة ، أو تقديم الدعم الهيكلي في الجسم ومن دون البروتينات ، ستكون الحياة مستحيلة.

#محمد_عبد_الكريم_يوسف (هاشتاغ)       Mohammad_Abdul-karem_Yousef#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات