- سيرة شخصية
- الجانب الإنساني لـ Woese
- الجوائز والأوسمة
- تحديد التطورات العلمية لرؤية ووز
- الكود الجيني
- التصنيف الجزيئي
- المجالات الثلاثة
- شجرة النشوء والتطور في الحياة
- مساهمات أخرى
- مساهمات في بيئة الأرض
- مشروع ميكروبيوم الإنسان
- علم الأحياء
- الأعمال الرئيسية
- المراجع
كان كارل ووز (1928-2012) عالمًا ميكروبيولوجيًا أمريكيًا مشهورًا أحدث عمله ثورة في فهم عالم الميكروبات ، وكذلك الطريقة التي ندرك بها العلاقات بين جميع أشكال الحياة على الأرض.
أكثر من أي باحث آخر ، ركز كارل ووز انتباه العالم العلمي على عالم ميكروبي غير ملموس ولكنه مهيمن. سمح لنا عملهم بمعرفة وتحليل مملكة تمتد إلى ما هو أبعد من البكتيريا المسببة للأمراض.
كان كارل ريتشارد ووز عالم أحياء مجهرية أمريكيًا أحدث عمله ثورة في فهم عالم الميكروبات. المصدر: دون هامرمان
من خلال أعماله ، طور Woese فهمًا لتطور الحياة ؛ تم تحقيق ذلك من خلال تسلسل جينات الكائنات الحية ، مما يدل على أن التاريخ التطوري يمكن إرجاعه إلى سلف مشترك.
علاوة على ذلك ، خلال هذا التحقيق ، اكتشف ووز المجال الثالث للحياة المعروف باسم العتائق.
سيرة شخصية
ولد كارل ريتشارد ووز عام 1928 في سيراكيوز بنيويورك. درس الرياضيات والفيزياء في كلية أمهيرست في ماساتشوستس وحصل على الدكتوراه. في الفيزياء الحيوية في جامعة ييل عام 1953.
تلقى ووز تدريبه من كبار الباحثين والحائزين على جائزة نوبل ، مثل معلمه المتخرج ، عالم الفيزياء الحيوية إرنست بولارد ، الذي كان هو نفسه طالبًا من جيمس تشادويك الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء.
تطور اهتمام ووز بأصل الشفرة الوراثية والريبوسومات أثناء عمله كعالم فيزياء حيوية في مختبر أبحاث جنرال إلكتريك. في وقت لاحق ، في عام 1964 ، دعاه عالم الأحياء الجزيئي الأمريكي سول سبيجلمان للانضمام إلى هيئة التدريس بجامعة إلينوي ، حيث ظل حتى وفاته (2012).
الجانب الإنساني لـ Woese
وفقًا لزملائه المقربين ، كان Woese مكرسًا بشدة لعمله وكان مسؤولاً للغاية في أبحاثه. ومع ذلك ، يقول الكثيرون أن عالم الأحياء الدقيقة كان يستمتع أثناء قيامه بوظائفه. علاوة على ذلك ، وصفه زملاؤه بأنه شخص لامع ، وواسع الحيلة ، وصادق ، وكريم ، ومتواضع.
الجوائز والأوسمة
خلال سنوات البحث التي قضاها حصل على العديد من الجوائز والأوسمة ، مثل زمالة ماك آرثر. وكان أيضًا عضوًا في الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم والجمعية الملكية.
في عام 1992 ، حصل Woese على ميدالية Leeuwenhoek من الأكاديمية الملكية الهولندية للفنون والعلوم - والتي تعتبر أعلى جائزة في علم الأحياء الدقيقة - وفي عام 2002 حصل على وسام الولايات المتحدة الوطني للعلوم.
وبالمثل ، حصل عام 2003 على جائزة كرافورد من الأكاديمية السويدية الملكية للعلوم في العلوم البيولوجية ، وهي جائزة موازية لجائزة نوبل.
تحديد التطورات العلمية لرؤية ووز
في سبعينيات القرن الماضي ، صنف علم الأحياء الكائنات الحية إلى خمس ممالك كبيرة: النباتات ، والحيوانات ، والفطريات ، وبدائيات النوى (أو البكتيريا) ، وخلايا بسيطة بدون بنية داخلية ، وحقيقيات النوى التي تحتوي على نواة ومكونات أخرى في خلاياها..
ومع ذلك ، سمح التقدم في علم الأحياء الجزيئي لـ Woese بإلقاء نظرة مختلفة على أساسيات الحياة على الأرض. بهذه الطريقة ، أظهر أن الحياة في كل من الممالك الخمس لها نفس القاعدة ، وكذلك نفس الكيمياء الحيوية ونفس الشفرة الجينية.
الكود الجيني
بعد اكتشاف الأحماض النووية وحمض الديوكسيريبونوكليك (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) ، تم تحديد أن الشفرة الوراثية مخزنة في هذين الجزيئين. من الخصائص الأساسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي أنها تتكون من تكرارات جزيئات أصغر تُعرف بالنيوكليوتيدات.
بفضل هذا ، كان من الممكن إثبات أن التنوع الكبير في الحياة يرجع إلى الاختلافات في مكونات النيوكليوتيدات لهذين الجزيئين.
في هذا الصدد ، كانت مساهمات Woese حول كيفية فهم وتحديد بنية RNA ضرورية. بعد إجراء هذه التحقيقات ، أصبح ووز مهتمًا بشكل خاص بدراسة تطور الشفرة الجينية.
التصنيف الجزيئي
درس كارل ووز مجموعة معينة من المعلومات الجينية الموجودة في ما يسمى بالحمض النووي الريبي للميتوكوندريا في 16 ثانية. يتميز التسلسل الجيني لهذا الحمض النووي الريبي بخصوصية ظهوره في جينومات جميع الكائنات الحية ومحفوظًا بدرجة عالية ، مما يعني أنه تطور ببطء ويمكن استخدامه لتتبع التغيرات التطورية لفترة طويلة.
لدراسة الحمض النووي الريبي ، استخدم ووز تقنية تسلسل الحمض النووي ، والتي كانت لا تزال بدائية للغاية خلال السبعينيات. قارن تسلسل الحمض النووي الريبي (الرنا الريباسي) للعديد من الكائنات الحية ، وخاصة البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى.
في وقت لاحق ، في عام 1977 ، نشر مع جورج فوكس أول شجرة حياة قائمة على أساس علمي. هذه خريطة تكشف عن تنظيم الحياة على نطاق واسع ومسار التطور.
المجالات الثلاثة
أشار نموذج التطور المستخدم قبل عمل Woese إلى أن الكائنات الحية تم تصنيفها إلى مجموعتين كبيرتين: بدائيات النوى وحقيقيات النوى. علاوة على ذلك ، أشار إلى أن بدائيات النوى أدت إلى ظهور حقيقيات النوى الأكثر حداثة.
ومع ذلك ، قام Woese بتسلسل ومقارنة جينات الرنا الريباسي لكائنات حية مختلفة ووجد أنه كلما زاد التباين في التسلسل الجيني لكائنين ، زاد الاختلاف التطوري بينهما.
سمحت له هذه النتائج باقتراح الخطوط التطورية الثلاثة ، المسماة المجالات: البكتيريا والعتائق (التي تمثل خلايا بدائية النواة ، أي بدون نواة) ، وحقيقيات النوى (الخلايا حقيقية النواة ، مع نواة).
تمثل العتائق الخلايا بدائية النواة ، أي بدون نواة. المصدر: Kaden 11a
وبهذه الطريقة ، أثبت Woese أن مفهوم بدائيات النوى ليس له أي مبرر للتطور وأن حقيقيات النوى لم تنشأ من البكتيريا ، ولكنها مجموعة شقيقة للعتائق.
شجرة النشوء والتطور في الحياة
تم تمثيل المجالات الثلاثة في شجرة النشوء والتطور ، حيث تظهر الاختلافات التطورية. في هذه الشجرة ، المسافة بين نوعين - مرسومة على طول الخطوط التي تربط بينهما - تتناسب مع الاختلاف في الرنا الريباسي الخاص بهم.
وبالمثل ، فإن أولئك الذين تم فصلهم على نطاق واسع في الشجرة هم أقارب بعيدون ، ومن خلال الجمع بين كمية كبيرة من البيانات ، من الممكن تقدير العلاقات بين الأنواع وتحديد متى يتباعد أحد الخطوط عن الآخر.
مساهمات أخرى
كان لأعمال ونتائج ووز تأثير عميق على طريقة فهم تطور البيئة الميكروبية للأرض والجسم البشري ؛ حتى خارج السيادة الأرضية.
مساهمات في بيئة الأرض
النظم البيئية الميكروبية هي أساس المحيط الحيوي للأرض ، وقبل تطوير إطار عمل ووز القائم على التسلسل ، لم تكن هناك طريقة مفيدة لتقييم علاقات الميكروبات التي يتكون منها العالم الطبيعي.
أظهر اكتشاف ووز أن كل أشكال الحياة على الأرض تنحدر من حالة سلف كانت موجودة منذ 3.8 مليار سنة ، مع وجود العناصر الأساسية للخلية الحديثة بالفعل.
وبهذه الطريقة ، تم دفع علم البيئة الميكروبية من حالة الاحتضار إلى أحد أكثر مجالات البيولوجيا حيوية مع تداعيات مهمة على الطب ، كما يتضح من مشروع الميكروبيوم البشري.
مشروع ميكروبيوم الإنسان
تم اقتراح مشروع Microbiome البشري في عام 2008 من قبل المعهد الوطني للصحة بالولايات المتحدة (NIH) ، وكانت نتائج Woese هي الأساس الأساسي لهذا المشروع.
الهدف الرئيسي من هذه المبادرة العظيمة هو تحديد وتمييز المجتمعات الميكروبية الموجودة في جسم الإنسان والبحث عن الارتباطات بين ديناميكيات التجمعات الميكروبية وصحة الإنسان والأمراض.
علم الأحياء
يحاول علم الأحياء الخارجية إعادة بناء تاريخ العمليات والأحداث المتضمنة في تحولات العناصر الحيوية ، من أصولها في التخليق النووي إلى مشاركتها في التطور الدارويني في النظام الشمسي.
وبالتالي ، يتعامل علم الأحياء الخارجية مع الجوانب الأساسية لعلم الأحياء من خلال دراسة الحياة خارج الأرض. ثم تنشأ نظرية عامة لتطور النظم الحية من مادة غير حية.
أدرجت ناسا مفاهيم ووز في برنامج البيولوجيا الخارجية وفي فلسفات برامجها للبعثات التي تم إطلاقها إلى المريخ للبحث عن علامات الحياة في عام 1975.
الأعمال الرئيسية
أهم أعماله مذكورة أدناه:
- تطور التعقيد الجزيئي (1971) ، حيث يتم تقديم نموذج موحد لتطور التعقيد الجزيئي.
- التطور البكتيري (1987). هذا العمل هو وصف تاريخي لكيفية بدء العلاقة بين علم الأحياء الدقيقة والتطور في تغيير المفاهيم حول أصل الأنواع على الأرض.
- السلف الكوني (1998). ويصف السلف العالمي بأنه مجتمع متنوع من الخلايا التي تعيش وتتطور كوحدة بيولوجية.
- تفسير شجرة النشوء والتطور العالمية (2000). يشير هذا العمل إلى كيف أن شجرة النشوء والتطور العالمية لا تشمل فقط كل أشكال الحياة الموجودة ، ولكن جذرها يمثل العملية التطورية قبل ظهور أنواع الخلايا الحالية.
- حول تطور الخلايا (2002). في هذا العمل ، يقدم Woese نظرية لتطور تنظيم الخلية.
- بيولوجيا جديدة لقرن جديد (2004). إنه بيان حول الحاجة إلى تغيير في مناهج علم الأحياء في ضوء النتائج الجديدة للعالم الحي.
- التطور الجماعي والكود الجيني (2006). يقدم نظرية ديناميكية لتطور الشفرة الجينية.
المراجع
- Woese C ، Fox GE. (1977). التركيب النشئي للمجال بدائيات النواة: الممالك الأولية. تم الاسترجاع في 11 نوفمبر من: ncbi.nlm.nih.gov
- ووز سي (2004). بيولوجيا جديدة لقرن جديد. مراجعات علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية. تم الاسترجاع في 12 نوفمبر من: ncbi.nlm.nih.gov
- روميل ج. (2014). كارل ووز وديك يونغ وجذور علم الأحياء الفلكي. تم الاسترجاع في 13 نوفمبر من: ncbi.nlm.nih.gov
- غولدنفلد ، إن. ، بيس ، إن. (2013). Carl R. Woese (1928-2012). تم الاسترجاع في 13 نوفمبر من: science.sciencemag.org
- مشروع الميكروبيوم البشري ، HMP. تم الاسترجاع في 13 نوفمبر من: hmpdacc.org.
- ديك س ، ستريك ج. (2004). الكون الحي: وكالة ناسا وتطور علم الأحياء الفلكي. تم الاسترجاع في 12 نوفمبر من: الباحث العلمي من Google
- كلاين هـ. (1974). تجارب الكشف عن الحياة الآلية لمهمة الفايكنج إلى المريخ. تم الاسترجاع في 12 نوفمبر من: nlm.nih.gov