نگاهي به نظريه هاي مختلف درباره منشاء حيات

پنج سال ديگر منتظر بمانيد

«ما منشاء حيات را تا پنج سال آينده خواهيم شناخت». اين جديدترين ايده مطرح شده به وسيله دانشمندان درباره منشاء حيات است . دو گروه مختلف از دانشمندان به دلايل مختلف، اين پيشرفت را خطرناک مي دانند. من قصد دارم در اين مقاله به بهترين وجه به پيامدهاي اين نظريه بپردازم.
—
تنها کمي بيش از نيم قرن پيش، در بهار 1953، آزمايشي مشهور شور و شوقي برانگيخت و به استقبال از اين حوزه جاني تازه بخشيد. «استنلي ميلر» با مشاورت «هارولد يوري» نشان داد که مي توان مخلوط کوچکي از مولکول هاي آلي (مونومرها) را با قرار دادن مخلوطي از گازهاي ساده در معرض جرقه الکتريکي به آساني ايجاد کرد. مخلوط هاي مشابهي هم در شهاب سنگ ها يافت شد که نشان مي دهد مونومرهاي آلي ممکن است در جهان گسترش يافته باشند. اگر اجزاي سازنده حيات به اين سادگي ايجاد شده باشد، پس چرا نتوانند به همين سادگي هم خود را براي تشکيل سلول ها جفت وجور کنند؟

با اين حال در همان بهار، مقاله مشهور ديگري هم توسط «جيمز واتسون» و «مفرانسيس کريک» منتشر شد. آنها نشان دادند وراثت ارگانيسم هاي زنده، در يک مولکول بسيار بسيار بزرگ به نام DNA ذخيره شده است. DNA يک پليمر است، ماده يي که از زنجيره کردن واحدهايي بسيار کوچک تر به هم ساخته شده، مثل حلقه هايي که به هم متصل مي شوند تا يک زنجير بلند را بسازند.

ارتباط مشخص بين ساختار DNA و نقش زيستي اش از يک طرف و زيبايي هندسي مارپيچ دوگانه DNA از طرف ديگر، بسياري دانشمندان را به سمتي کشاند تا خود آن را جوهره حيات بشمارند. با اين حال نقطه ضعفي باقي مانده که تصوير را خراب مي کند. DNA مي توانست اطلاعات را نگه دارد اما بدون ياري پروتئين ها (پليمري از نوع ديگر) توانايي بازتوليد خود را نداشت. پروتئين ها هم در افزايش سرعت (کاتاليز) بسياري از واکنش هاي شيميايي ديگر که لازمه حيات هستند، مهارت دارند. حوزه منشاء حيات در پرسش «مرغ يا تخم مرغ» گرفتار مي شود. کدام يک زودتر پديد آمد، DNA يا پروتئين ها؟ پاسخ ظاهراً با يافتن پليمر ديگري نمايان شد، RNA (عموزاده DNA) مي توانست هر دو نقش سرعت بخشي و وراثت را برعهده گيرد. در سال 1986 «والتر گيلبرت» اعلام کرد حيات با «جهان RNA» آغاز شده است. حيات زماني پا گرفت که يک مولکول RNA که توانايي کپي کردن خود را داشت، در حوضچه يي از بلوک هاي سازنده خودش شکل گرفت.

متاسفانه نيم قرن آزمايش هاي شيميايي نشان داده است که طبيعت هيچ گرايشي به مهيا کردن RNA، يا حتي بلوک هاي سازنده يي (نوکلئوتيد) که براي تشکيل RNA بايد به هم پيوند يابند، ندارد. نوکلئوتيدها در تخليه هاي الکتريکي «ميلر» شکل نمي گيرند و در شهاب سنگ ها هم يافت نشده اند. شيميدان هاي متبحر نوکلئوتيدها را در آزمايشگاه هاي مجهز ايجاد کردند و آنها را براي تشکيل RNA به هم پيوند دادند؛ اما خب، هيچ شيميدان و آزمايشگاهي در زمان آغاز حيات در ابتداي عمر زمين وجود نداشته است. نظريه «واتسون»-«کريک» انقلابي در زيست شناسي مولکولي به پا کرد اما پرسش منشاء حيات را در بن بست قرار داد.

خوشبختانه براي اين مخمصه به تدريج راه حل ديگري پديد آمده است؛ نه DNA نه RNA و نه پروتئين ها هيچ کدام براي منشاء حيات ضروري نبوده اند. امروزه مولکول هاي بزرگ بر فرآيندهاي حيات سيطره دارند اما الزاماً آغازگر آن نبوده اند. مونومرها خود توانايي برعهده گرفتن وراثت و سرعت بخشي را دارند. پيش نياز اصلي، وجود منبع انرژي مناسبي است که آنها را در فرآيندهاي خودسازماندهي ياري دهد. تصوير اصل دربرگيرنده منشاء حيات، تنها نيازمند مخلوط مونومري مناسبي است که در معرض منبع انرژي مطلوب در دستگاهي ساده قرار گيرد. پس از آن مي توانيم شاهد گام هاي بسيار ابتدايي تکامل باشيم.

برخي مخلوط ها کار مي کنند و بسياري ديگر به خاطر برخي دلايل تکنيکي نتيجه نمي دهند. تلاش هاي خاصي در آزمايشگاه لازم است تا اين نکته اثبات شود. حال چرا براي اين کشف پنج سال مشخص کردم؟ الگوي غيرمولد و مبتني بر پليمر، چندان هم از کار نيفتاده است و همچنان تلاش هاي اکثر کارکنان اين حوزه صرف آن مي شود. چند سالي طول مي کشد تا برخي از آنها وسوسه شوند تا راه حل ديگري را هم بررسي کنند. تخمين مي زنم چند سال ديگر (زمان لازم براي يک تز PHD) لازم باشد تا ترکيب مناسبي از مونومر- انرژي را بشناسيم و توضيحي قانع کننده بيابيم.

اگر قرار باشد چنين تلاش هايي موفقيت آميز باشند پس چه کسي نگران مي شود؟ بسياري دانشمندان به خاطر سادگي و ظرافت «نظريه جهان RNA» جذب آن شده اند. برخي از آنها ده ها سال از کارشان را در تلاش براي اثبات آن صرف کرده اند. اگر درستي توصيف «فريمن دايسون» اثبات شود آنها خوشحال نخواهند شد؛ «حيات با کيسه هايي کوچک آغاز شد، طليعه سلول ها، که حجم هاي اندکي از آب کثيف، حاوي آشغال هايي متنوع را دربرمي گرفت.»

گروه کاملاً متفاوت ديگري اين پيشرفت را به همان خطرناکي نظريه تکامل مي دانند. طرفداران «طرح هوشمندانه» احساس مي کنند که به پايه ديگري از سيستم اعتقادي شان حمله شده است. آنها نقص هاي «نظريه جهان RNA» را فهميده اند و از آنها براي تاييد توجيه فراطبيعي شان درباره منشاء حيات استفاده مي کنند. يک نظريه علمي موفق در اين حوزه منشاء حيات را پيامد طبيعي (و شايد مکرر) قوانين فيزيکي مي داند که اين جهان را اداره مي کنند. تفکر اخير مستقيماً هم راستا با ايده «تکامل کيهاني» است که ادعا مي کند رويدادهاي پس از مهبانگ، تقريباً به طور اجتناب ناپذيري به سوي حيات حرکت مي کنند. هيچ حسن تصادف عظيمي نيز براي آغاز کار لازم نبود. پس اگر قضيه همين باشد بايد از جست وجوي حياتي فراتر از اين سياره انتظار موفقيت داشت. ما تنها حياتي نيستيم که زيستگاهش اين جهان است.

www.edge.com

رابرت شاپيرو

ترجمه؛ الهيار اميري

منبع : آينده نگر