- كيف كانت الأرض قبل قيام الحياة؟
- النظريات الأساسية لأصل الحياة
- - الحياة بالتوالد التلقائي
- - نظرية المرق الأولي والتطور الكيميائي التدريجي
- - بانسبيرميا
- - الحياة بالكهرباء
- - الحياة تحت الجليد
- - الحياة من البوليمرات العضوية
- بروتين
- الحمض النووي الريبي والحياة على الطين
- - فرضية "الجينات أولاً"
- - فرضية "التمثيل الغذائي أولا"
- - أصل الحياة "بالضرورة"
- - الخلق
- المراجع
و نظريات أصل الحياة في محاولة لتفسير كيف نشأت الكائنات الحية. كيف نشأت الحياة كما نعرفها هو سؤال طرحه العديد من الفلاسفة واللاهوتيين والعلماء لسنوات عديدة ، في الواقع ، يمكننا القول أنه منذ أن كان الإنسان رجلاً تقريبًا.
تؤكد السجلات العلمية المختلفة أن الأرض تشكلت منذ حوالي 4.5-5 مليار سنة وأن أقدم الأحافير المعروفة ، المقابلة لبقايا البكتيريا الزرقاء الموجودة في غرب أستراليا ، تعود إلى ما لا يقل عن 3.5 مليار سنة.
صورة من WikiImages على www.pixabay.com
على الرغم من عدم وجود سجلات أحافير أو أدلة جيولوجية أقدم ، يتفق العديد من العلماء على أن أشكالًا أخرى للحياة ربما كانت موجودة في وقت سابق ، ولكن ربما تكون الحفريات قد دمرت بفعل الحرارة وتغير شكل العديد من الصخور خلال ما قبل الكمبري.
ماذا حدث خلال ما يقرب من ملياري سنة مضت منذ نشأة الأرض ووجود الحفريات الأولى؟ إن الأحداث البيولوجية التي حدثت في ذلك الوقت هي التي جعلت الحياة ممكنة وتلك التي تتم مناقشتها كثيرًا في المجتمع العلمي اليوم.
بعد ذلك سنجد بعض النظريات الافتراضية الرئيسية التي طرحها مؤلفون مختلفون لشرح أصل الكائنات الحية الأولى ، والتي من المفترض أن تكون أكثر أشكال الحياة "تقدمًا" قد تطورت.
كيف كانت الأرض قبل قيام الحياة؟
أقدم أشكال الحياة المعروفة على وجه الأرض هي الكائنات الحية الدقيقة المفترضة ، الموجودة في الفتحات المائية الحرارية. يقدر أنهم عاشوا قبل 4.28 مليار سنة.
يقترح بعض العلماء أن الأرض "الأولية" تأثرت بأنواع مختلفة من الأجرام السماوية وأن درجات الحرارة على هذا الكوكب كانت عالية جدًا لدرجة أن الماء لم يكن في حالة سائلة ، ولكن في شكل غاز.
ومع ذلك ، يتفق الكثيرون على أن أرض ما قبل الكمبري ربما كانت تتمتع بدرجات حرارة مماثلة للأرض اليوم ، مما يعني أن المياه يمكن أن تكون في شكل سائل ، ومكثفة لتشكيل المحيطات والبحار والبحيرات.
من ناحية أخرى ، يُعتقد أن الغلاف الجوي للأرض في ذلك الوقت يتناقص بشدة (مع صفر أو القليل جدًا من الأكسجين الحر) ، لذلك بعد التعرض لأشكال مختلفة من الطاقة ، يمكن أن تكون المركبات العضوية الأولى قد تكونت.
النظريات الأساسية لأصل الحياة
- الحياة بالتوالد التلقائي
أرسطو ، رائد التولد التلقائي
من الإغريق إلى العديد من العلماء في منتصف القرن التاسع عشر ، تم قبول الاقتراح القائل بأن الكائنات الحية يمكن أن تنشأ تلقائيًا ، بدون الكائنات الأبوية الأخرى ، من مادة "غير حية".
لذلك ، لعدة قرون ، كان مفكرون مختلفون مقتنعين بأن الحشرات والديدان والضفادع والحشرات الأخرى تتشكل تلقائيًا على الوحل أو على المواد المتحللة.
هذه النظريات فقدت مصداقيتها في أكثر من مناسبة بسبب التجارب التي أجراها فرانشيسكو ريدي (1668) ولويس باستور (1861) ، على سبيل المثال.
صورة لفرانشيسكو ريدي (المصدر: Valérie75 ، عبر ويكيميديا كومنز)
أثبت ريدي أنه ما لم تضع الحشرات البالغة بيضها على قطعة من اللحم ، فلن تظهر اليرقات عليها تلقائيًا. من ناحية أخرى ، أظهر باستير لاحقًا أن الكائنات الحية الدقيقة لا يمكن أن تأتي إلا من الكائنات الحية الدقيقة الموجودة مسبقًا.
علاوة على ذلك ، يجب القول أن هذه النظرية تم تجاهلها أيضًا لأنه في السياقات التاريخية المختلفة ، أشار مصطلح "الجيل التلقائي" إلى مفهومين مختلفين تمامًا ، وهما:
- النشوء: فكرة أصل الحياة من مادة غير عضوية و
- التغاير: فكرة أن الحياة نشأت من مادة عضوية ميتة ، تمامًا كما "ظهرت" الديدان على اللحوم المتحللة.
نشر داروين والاس ، قبل ذلك بقليل ، في عام 1858 ، نظرياتهما حول التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي بشكل مستقل ، والتي من خلالها أوضحا أن الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا كانت قادرة على التطور من كائنات أحادية الخلية أكثر "بسيطة".
وهكذا ، اختفت نظرية التوليد التلقائي من المشهد وبدأ المجتمع العلمي يتساءل كيف ظهرت تلك "الكائنات أحادية الخلية الأبسط" التي تحدث عنها أنصار التطور.
- نظرية المرق الأولي والتطور الكيميائي التدريجي
الكسندر اوبارين في معمله (يمين).
في عام 1920 ، اقترح العالمان أ. خطوة بخطوة "من مادة غير حية ، من خلال" التطور الكيميائي ".
الربيع المنشوري الكبير في يلوستون. يُعتقد أن هذه البيئة شديدة الحرارة تشبه البيئة البدائية لبحار الأرض. مصدر:
اقترح الباحثان أن الأرض "الأولية" يجب أن يكون لها جو مختزل (فقير في الأكسجين ، حيث تميل جميع الجزيئات إلى التبرع بالإلكترونات) ، وهي حالة يمكن أن تفسر بعض الأحداث تمامًا:
- أن بعض الجزيئات غير العضوية تتفاعل مع بعضها البعض لتشكيل "كتل" هيكلية عضوية للكائنات الحية ، وهي عملية موجهة بواسطة الطاقة الكهربائية (من الأشعة) أو الطاقة الضوئية (من الشمس) والتي تتراكم منتجاتها في المحيطات لتشكل "مرقًا أوليًا".
مصدر الصورة Elias Sch. على www.pixabay.com
- تم دمج الجزيئات العضوية المذكورة لاحقًا ، لتجميع جزيئات أكثر تعقيدًا ، تكونت بواسطة أجزاء من جزيئات أبسط (بوليمرات) مثل البروتينات والأحماض النووية.
- تم تجميع البوليمرات المذكورة في وحدات قادرة على تكرار نفسها ، إما في مجموعات التمثيل الغذائي (اقتراح Oparin) أو داخل الأغشية التي شكلت هياكل "شبيهة بالخلية" (اقتراح هالدين).
- بانسبيرميا
رسم توضيحي لبكتيريا على مذنب. المصدر: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
في عام 1908 ، اقترح عالم يُدعى أوجست أرينيوس أن "البذور التي تحمل الحياة" كانت مبعثرة في جميع أنحاء الفضاء الكوني وأنها سقطت على الكواكب و "نبتت" عندما كانت الظروف مواتية هناك.
هذه النظرية ، المعروفة أيضًا باسم نظرية البانسبيرميا (من الكلمة اليونانية ، والتي تعني "كل شيء" و sperma ، والتي تعني "البذور") ، تم دعمها من قبل علماء مختلفين ويمكننا أيضًا أن نجدها يشار إليها في بعض النصوص باسم "أصل خارج الأرض لـ الحياة".
- الحياة بالكهرباء
صورة FelixMittermeier من Pixabay.com
في وقت لاحق ، اقترح جزء من المجتمع العلمي أن أصل الحياة الذي اقترحه Oparin و Haldane يمكن أن يكون قد بدأ على الأرض بفضل "شرارة" كهربائية توفر الطاقة اللازمة لـ "تنظيم" المركبات العضوية الأساسية من من المركبات غير العضوية (شكل من أشكال التولد التلقائي).
تم دعم هذه الأفكار بشكل تجريبي من قبل باحثين من أمريكا الشمالية: ستانلي ميلر وهارولد أوري.
من خلال تجاربهما ، أثبت كلا العالمين أنه من المواد غير العضوية وفي ظل بعض الظروف الجوية الخاصة ، كان التفريغ الكهربائي قادرًا على تكوين جزيئات عضوية مثل الأحماض الأمينية والكربوهيدرات.
اقترحت هذه النظرية ، إذن ، أنه بمرور الوقت يمكن أن تكون الجزيئات الأكثر تعقيدًا التي تميز الكائنات الحية اليوم ؛ وهذا هو السبب في أن هذا كان داعمًا جدًا لنظريات Oparin و Haldane "البدائية" قبل بضع سنوات.
- الحياة تحت الجليد
صورة ديفيد مارك على www.pixabay.com
نظرية أخرى ، ربما تكون أقل شهرة ومقبولة ، تقترح أن الحياة نشأت في مياه المحيطات العميقة ، التي يُفترض أن سطحها كان مغطى بطبقة سميكة وسميكة من الجليد ، لأن شمس الأرض الأولية ربما لم تؤثر بشدة على السطح كما هو الحال الآن.
تقترح النظرية أن الجليد كان يمكن أن يحمي مهما كانت الظاهرة البيولوجية التي حدثت في البحر ، مما يسمح بالتفاعل بين المركبات المختلفة التي نشأت الأشكال الحية الأولى.
- الحياة من البوليمرات العضوية
بروتين
بعد أن ثبت في المختبر أن المركبات العضوية مثل الأحماض الأمينية يمكن أن تتكون من مادة غير عضوية في ظل ظروف معينة ، بدأ العلماء يتساءلون عن كيفية حدوث عملية بلمرة المركبات العضوية.
لنتذكر أن الخلايا تتكون من أنواع كبيرة ومعقدة من البوليمرات: البروتينات (بوليمرات الأحماض الأمينية) والكربوهيدرات (بوليمرات السكريات) والأحماض النووية (بوليمرات القواعد النيتروجينية) ، إلخ.
سيدني فوكس
في عام 1950 ، اكتشف عالم الكيمياء الحيوية سيدني فوكس وفريقه أنه في ظل ظروف تجريبية ، إذا تم تسخين مجموعة من الأحماض الأمينية في غياب الماء ، يمكن أن تتحد معًا لتشكيل بوليمر ، أي بروتين.
ساعدت هذه النتائج فوكس على اقتراح أنه في "المرق البدائي" الذي اقترحه Oparin و Haldane ، يمكن أن تكون الأحماض الأمينية قد تشكلت ، عندما تتلامس مع سطح ساخن ، مما يعزز تبخر الماء ، يمكن أن تشكل بروتينات.
الحمض النووي الريبي والحياة على الطين
اقترح الكيميائي العضوي ألكسندر كيرنز-سميث لاحقًا أن الجزيئات الأولى التي جعلت الحياة ممكنة يمكن العثور عليها على الأسطح الطينية ، والتي لم تساعد فقط في تركيزها ، بل عززت أيضًا تنظيمها في أنماط محددة.
زعمت هذه الأفكار ، التي ظهرت في التسعينيات ، أن الطين يمكن أن يكون بمثابة "محفز" في تكوين بوليمرات الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) ، والتي بدورها تعمل كمحفز داعم.
- فرضية "الجينات أولاً"
مع الأخذ في الاعتبار أفكار التكوين "التلقائي" للبوليمرات العضوية الأساسية ، شرع بعض المؤلفين في تخيل إمكانية أن تكون أشكال الحياة الأولى مجرد أحماض نووية ذاتية التكاثر ، مثل الحمض النووي (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) أو ال RNA.
لذلك ، تم اقتراح إضافة عناصر مهمة أخرى ، مثل شبكات التمثيل الغذائي وتكوين الأغشية ، على سبيل المثال ، لاحقًا إلى النظام "البدائي".
نظرًا لخصائص تفاعل الحمض النووي الريبي ، يدعم العديد من العلماء فكرة أن الهياكل التحفيزية الأولى قد تشكلت بواسطة هذا الحمض النووي (الواضح باسم الريبوزيمات) ، وهي الفرضيات المعروفة باسم "عالم الحمض النووي الريبي".
وفقًا لذلك ، من المحتمل أن يكون الحمض النووي الريبي يحفز التفاعلات التي سمحت بنسخه ، مما يجعله قادرًا على نقل المعلومات الجينية من جيل إلى جيل وحتى التطور.
- فرضية "التمثيل الغذائي أولا"
من ناحية أخرى ، أيد باحثون مختلفون فكرة أن الحياة تحدث أولاً في جزيئات عضوية "شبيهة بالبروتين" ، مؤكدًا أن أشكال الحياة الأولية يمكن أن تتكون من شبكات استقلابية "ذاتية الاستدامة" قبل الأحماض النووية.
تشير الفرضية إلى أن "الشبكات الأيضية" ربما تكون قد تشكلت في مناطق قريبة من الفتحات الحرارية المائية ، والتي حافظت على إمدادات مستمرة من السلائف الكيميائية.
وبالتالي ، قد تكون المسارات الأبسط السابقة قد أنتجت جزيئات عملت كمحفزات لتكوين جزيئات أكثر تعقيدًا ، وفي النهاية قد تكون الشبكات الأيضية قادرة على تكوين جزيئات أخرى أكثر تعقيدًا ، مثل الأحماض النووية والبروتينات الكبيرة.
أخيرًا ، يمكن أن تكون هذه الأنظمة ذاتية الاستدامة "مغلفة" داخل الأغشية ، وبالتالي تشكل الكائنات الخلوية الأولى.
- أصل الحياة "بالضرورة"
ساهم بعض الباحثين الذين ينتمون إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT ، الولايات المتحدة الأمريكية) في صياغة نظرية تشرح أصل الكائنات الحية الأولى من خلال "الضرورة" ، بطريقة ما "اتباع قوانين الطبيعة" وليس عن طريق "فرصة" أو "فرصة".
وفقًا لهذه النظرية ، كان ظهور الحياة أمرًا حتميًا ، حيث ثبت أن المادة تتطور عمومًا في "أنظمة" تكون أكثر كفاءة في تبديدها ، موجهة من مصدر خارجي للطاقة ومحاطة بالحرارة. الطاقة.
أظهرت التجارب المتعلقة بهذه النظرية أنه عندما تتعرض مجموعة من الذرات العشوائية لمصدر للطاقة ، فإنها تنظم نفسها لتبديد الطاقة بشكل أكثر كفاءة ، مما يشير إلى أن "إعادة النمذجة" هذه ستنهي في النهاية تكوين الحياة..
كان من الممكن أن يكون المصدر البديل للطاقة هو الشمس ، على الرغم من عدم استبعاد الاحتمالات الأخرى تمامًا.
- الخلق
صورة باربرا جاكسون على www.pixabay.com
نظرية الخلق هي إحدى النظريات التي يدعمها جزء مهم من مجتمعات اليوم ، وبشكل أساسي بفعل الإيمان. وفقًا لتيار الفكر هذا ، خلق الله الكون وكل أشكال الحياة فيه من "لا شيء".
إنها نظرية تعارض بشكل مثير للاهتمام نظريات التطور الحديثة ، التي تسعى إلى تفسير أصل تنوع الأشكال الحية دون الحاجة إلى إله أو أي "قوة إلهية" أخرى ، وفي كثير من الأحيان ، ببساطة عن طريق "الصدفة. ".
هناك نوعان من الخلقيين: التوراتي و "الأرض القديمة". يعتقد الأول أن كل ما ورد في فصل التكوين في الكتاب المقدس صحيح حرفيًا ، بينما يعتبر الأخير أن الخالق صنع كل ما هو موجود ، ولكن دون التأكيد على أن قصة سفر التكوين هي قصة حقيقية.
ومع ذلك ، يعتقد كلا النوعين من الخلقيين أن التغييرات في الكائنات الحية يمكن أن تنطوي على تغييرات في الأنواع ، كما أنهم يؤمنون بالتغيرات "النزولية" ، مثل الطفرات السلبية ، على سبيل المثال.
ومع ذلك ، فهم لا يعتقدون أن هذه التغييرات قد تؤدي إلى تطور الأنواع "الدنيا" إلى الأنواع "الأعلى" أو الأنواع الأكثر تعقيدًا.
كانت نظرية الخلق والتطور موضوعًا للنقاش والخلاف منذ نشر النظريات التطورية الأولى ، وحتى اليوم ، يبدو أن كلا الرأيين متنافيان.
المراجع
- أندروليس ، إد (2012). نظرية أصل وتطور وطبيعة الحياة. الحياة ، 2 (1) ، 1-105.
- تشوي ، سي (2016). العلوم الحية. تم الاسترجاع في 26 أبريل 2020 من www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
- هورويتز ، نيو هامبشاير ، وميلر ، إس إل (1962). النظريات الحالية حول أصل الحياة. في Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
- تي إن وإل تايلور. 1993. علم الأحياء وتطور النباتات الأحفورية. برنتيس هول ، نيو جيرسي.
- ثاكستون ، سي بي ، برادلي ، دبليو إل ، وأولسن ، آر إل (1992). سر أصل الحياة. غ.
- محررو Encyclopaedia Britannica. (2017). موسوعة بريتانيكا. تم الاسترجاع في 26 أبريل 2020 ، من www.britannica.com/topic/creationism