عالم الأحياء ميخائيل نيكيتين: كيف تثبت أن الحياة على الأرض نشأت من تلقاء نفسها
Miscellanea / / April 28, 2023
اكتب الحجج لاستخدامها في الجدال مع الصيادين الفضائيين.
قريبا جدا سيتحدث ميخائيل نيكيتين في المؤتمر "العلماء ضد الأساطير"، الذي تم تنظيمه بواسطة"أنتروبوجينيسيس». هناك ، سيتحدث عالم الأحياء عن "الكائنات الفضائية السليكونية" التي أثرت في تكوين كوكبنا وظهور الكائنات الحية عليه.
في هذا الصدد ، طلبنا منه أن يخبر قرائنا بإيجاز عن وجهة نظر العلماء حول أصل الحياة ولماذا لا تتسق وجهات النظر الأخرى.
ميخائيل نيكيتين
ما رأي العلماء في أصل الحياة على الأرض؟
أولاً ، دعنا نحدد ماهية الحياة. لا يمكن بالطبع إعطاء تعريف لا لبس فيه ، كما هو الحال في الرياضيات. لكن لجنة خبراء ناسا ، التي تقود البحث عن الحياة في الكون ، سلطت الضوء على التعريف التالي:
الحياة نظام كيميائي قادر على التطور الدارويني.
وتعني كلمة "كيميائي" "تتكون من ذرات وجزيئات وتستخدم التفاعلات فيما بينها". والقدرة على التطور الدارويني تميز وجود أربعة شروط ضرورية وكافية:
- التكاثر.
- الوراثة (النسل يشبه الوالدين).
- الطفرات (النسل لا يزال مختلفًا قليلاً عن الوالدين).
- الانتقاء (يعتمد احتمال مزيد من التكاثر على الطفرات).
خلية
تعتبر الخلية اليوم أصغر وحدة أساسية للحياة. هناك بالطبع فيروسات أبسط وأصغر وقادرة أيضًا على التطور الدارويني. لكنها كلها طفيليات على الخلايا ، ولا يمكن فصلها في البرية.
في هذه الحالة ، من المنطقي أن نفترض أن الحياة نشأت مع ظهور الخلية. لكن، علماء الأحياء هناك شكوك كبيرة حول هذا.
RNA
يُعتقد الآن على نطاق واسع أنه في يوم من الأيام كانت هناك كائنات حية أبسط من الخلايا.
وفقًا لهذه الفرضية ، استخدمت أشكال الحياة الأكثر بدائية نوعًا واحدًا فقط من أنواع البوليمرات الحيوية الموجودة - جزيء RNA. للمقارنة: لعمل الخلايا الحديثة ، فإنها تحتاج بالفعل إلى ثلاثة: RNA ، و DNA ، والبروتينات.
ولكن في عصر الخلايا ما قبل الخلوية ، كان لا بد من أداء جميع الوظائف بواسطة الحمض النووي الريبي فقط. قامت بتسريع التفاعلات الكيميائية بدلاً من البروتينات وعملت كمستودع للمعلومات الوراثية بدلاً من الحمض النووي.
لذلك كان الأمر كذلك حتى أتقنت بعض أشكال الحياة التقنيات الجديدة - تخليق البروتينات والحمض النووي. بعد القيام بذلك ، أصبحت الخلايا التي تتكون منها الآن جميع الكائنات الحية (باستثناء الفيروسات). والأشكال الأخرى لا يمكن أن تنافسهم وتلاشى.
مركبات كيميائية
قبل عالم RNA كوكب الأرض لم يكن حديثًا. تمكن بعض العلماء من محاكاة الظروف التي كانت عليه في تلك اللحظة وتتبع الجيل التلقائي للحياة.
واحدة من أولى هذه التجارب كانت تجربة Miller-Urey ، التي أُنشئت في الخمسينيات من القرن الماضي. أخذ العلماء مزيجًا من الغازات - الميثان والأمونيا والهيدروجين - ودفعوهم إلى منشأة زجاجية صعبة. من جانب كان لديها قارورة بها ماء ساخن ، ومن الجانب الآخر - فتحة للبخار للهروب. تم لحام الأقطاب الكهربائية هناك ، والتي تسمح بمرور تصريفات تشبه البرق. ثم دخل البخار إلى الثلاجة ، حيث يمكن أن يتكثف.
بعد أسابيع قليلة من بدء التجربة ، لاحظ العلماء أنه في الماء في ظل هذه الظروف أحماض أمينية - اللبنات الأساسية للبروتينات - وبعض الجزيئات الأخرى التي تتكون منها الكائنات الحية.
أصبحت هذه ملاحظة مهمة للغاية. ومع ذلك ، فقد أعيد التفكير الآن في معناها. يُعتقد أن الظروف التي أعاد ميلر وأوري إنتاجها ليست مشابهة للأرض ، ولكن تلك التي كانت في سحابة الكواكب الأولية التي تشكل منها النظام الشمسي. لأنه ، كما علمنا لاحقًا ، لم يكن للأرض أبدًا غلاف جوي من الميثان والأمونيا.
بالمناسبة ، فإن الأحماض الأمينية التي تشكلت في جهاز ميلر تشبه إلى حد بعيد تلك الموجودة بالفعل في بعض النيازك.
بعد هذه التجربة ، حاول علماء آخرون أيضًا محاكاة تكوين المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون ، الذي سيطر على الغلاف الجوي للأرض القديمة ويوجد الآن بكميات كبيرة فيه أَجواء المريخ والزهرة.
لقد جربوا بلورات من كبريتيد الزنك ، والتي تستعيد عافيتها عند تعريضها لأشعة الشمس في الماء ثاني أكسيد الكربون ويحوله إلى أحماض فورميك ، وخليك ، وماليك ، وعند إضافة النيتروجين ، إلى أحماض أمينية.
بالإضافة إلى ذلك ، أجريت تجارب للحصول على اللبنات الأساسية للحمض النووي - النيوكليوتيدات والقواعد النيتروجينية. على سبيل المثال ، تمكن كارل ساجان في الستينيات من الحصول على الأخير من حمض الهيدروسيانيك ، وهو مادة تشكلت في الأجواء الخالية من الأكسجين للأرض القديمة. الآن يتم توزيع حمض الهيدروسيانيك أيضًا على نطاق واسع في الفضاء - على سبيل المثال ، في المذنبات أو على تيتان الحديثة ، وهو قمر صناعي لزحل.
العناصر الكيميائية
أولئك العناصر الكيميائية، التي تستخدم الحياة الأرضية ، هي من بين الأكثر شيوعًا في الكون. هذه هي الكربون والنيتروجين والأكسجين والهيدروجين والمغنيسيوم والكبريت والحديد.
بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر العناصر الثلاثة الأخرى التي لم تشارك في التوليد التلقائي للحياة على الأرض شائعة أيضًا. هذه هي الهيليوم والنيون ، وهما غير قادرين على التفاعلات الكيميائية ، وكذلك السيليكون ، الذي يصبح نشطًا فقط في درجات حرارة عالية جدًا.
هذه العناصر الكيميائية موجودة قبل ظهور الأرض والنظام الشمسي. تم تشكيل تكوينها من قبل الجيل الأول من النجوم بسبب التفاعلات النووية الحرارية. لذلك ، مباشرة بعد الانفجار العظيم ، كان الكون يتألف فقط من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم ، وعندها فقط ظهرت عناصر أثقل.
لقد تفاعلوا مع بعضهم البعض بترتيب عشوائي وأدى إلى تكوين مركبات كيميائية ، من بينها الأحماض الأمينية والقواعد النيتروجينية ، والتي ذكرناها أعلاه.
التوليد التلقائي للحياة
في عملية أصل الحياة من الجماد ، تم بالتأكيد الجمع بين الصدفة والانتظام. التطور البيولوجي يعمل فقط عندما يكون هناك طفرات و الانتقاء الطبيعي. الحياة ، على الأرجح ، نشأت أيضًا بشكل عفوي بناءً على هذا المبدأ.
على الأرجح ، كان هناك نوع من الانتقاء الطبيعي قبل ظهور التكاثر. على سبيل المثال ، تبرز القواعد النيتروجينية في الحمض النووي الريبي والحمض النووي ، مثل الأدينين والسيتوزين والجوانين واليوراسيل ، عن الجزيئات الأخرى ذات الصلة نظرًا لمقاومتها العالية للأشعة فوق البنفسجية.
ثم تم دمجهم بشكل عشوائي في سلاسل RNA. والذي يمكن أن يزيد من احتمالية نسخهم بدأ في التكاثر والانتقاء الطبيعي والتطور الدارويني. ثم بدأت المضاعفات الطبيعية تجاه الخلايا.
لماذا لا يستطيع الله خلق الحياة
إذا لم تنشأ الحياة من تلقاء نفسها ، فعندئذ يمكن لأي من الحضارتين مساعدتها في ذلك كائنات فضائيةالذين وصلوا إلى الأرض ، أو بعض الكائنات الخارقة للطبيعة. على سبيل المثال ، الله. دعنا نستكشف هذه النظريات بمزيد من التفصيل.
كائنات فضائية
لقد ثبت أن الانفجار العظيم حدث منذ حوالي 13.5 مليار سنة. إن عمر الحياة الأرضية متين للغاية مقارنة بعمر الكون. استغرق التطور من الميكروبات إلى الكائنات الحية ، الإنسان العاقل ، ما يقرب من 4 مليارات سنة.
من المحتمل أن يستغرق الأمر من الفضائيين نفس القدر من الوقت. وبالكاد يمكنهم أن يتقدموا علينا. بعد كل شيء ، بعد الانفجار العظيم ، تراكم العناصر الأثقل من الهيليوم - الكربون ، الهيدروجين ، الحديد - لم يحدث على الفور. كانت النجوم تصنعها منذ بلايين السنين. أي ، داخل المجرة ، لم تتطور على الفور الظروف لظهور أنظمة الكواكب التي يمكن أن تكون الحياة فيها ممكنة ، ولن يكون لدى الفضائيين الوقت الكافي ليصبحوا فضاء الحضارة قبلنا.
ولكن حتى لو نجحوا بطريقة ما في القيام بذلك ، فسيظهر سؤال طبيعي: كيف نشأت حياتهم؟ إذا كان هو نفسه ، فلماذا لا نعتبر هذا الاحتمال بالنسبة للحياة على الأرض؟
إله
نظرًا لعدم وجود دليل مباشر على ما يمكن لله وما لا يمكنه فعله ، فمن الصعب بالطبع العثور على الحجج هنا. سيكون الخلقيون دائمًا قادرين على ابتكار خيار لن يعملوا من أجله ، لأن "طرق الرب غامضة".
لكن شخصيًا ، على سبيل المثال ، أنا مقتنع بالاعتبارات الجمالية. يوصف الله بأنه كائن فائق الذكاء. ومع ذلك ، في الوقت نفسه ، هناك العديد من التفاصيل في جهاز الكائنات الحية التي لا يمكن أن يصنعها أي مصمم عاقل.
وحده الأحمق هو الذي يعترف ، على سبيل المثال ، بوجود العصب الحنجري الراجع في الثدييات.
ينتقل من الدماغ إلى عضلات الحنجرة وفي نفس الوقت يصنع حلقة ، تنزل أولاً إلى القلب ، متجاوزة قوس الأبهر وترتفع للخلف. نتيجة لذلك ، من أجل الأداء الطبيعي للزرافة ، على سبيل المثال ، تحتاج إلى 5 أمتار إضافية من الألياف العصبية. وفي الوقت نفسه ، سيعاني أيضًا من تأخير وقت عبور الإشارة.
من الواضح أنه إذا تم إنشاء الحيوانات من قبل كائن عقلاني ، فلن يكون قد ارتكب مثل هذا الغباء. يشبه هذا الهيكل إلى حد كبير نتيجة تطور الثدييات من أسلافها الشبيهة بالأسماك. هؤلاء لم يكن لديهم رقبة ، وكان القلب يقع بالقرب من الرأس ، وتم تدفق الدم من القلب بفضل عدة أزواج من الأوعية الخيشومية. لذلك ، بدا تتبع العصب من حولهم طبيعيًا ولا يمثل مشكلة. ثم وصلت الأسماك إلى اليابسة وفقدت خياشيمها ، وكان لبعض أحفادها رقبة رفيعة وطويلة. كلما بدأ هذا التصميم في التدخل أكثر ، لكنهم لم يعودوا قادرين على رفضه.
يروج بعض الخلقيين لفكرة أخرى: الله هو الذي أطلق الانفجار العظيم فقط ، ثم لم يلمسها كون. في القرنين السابع عشر والتاسع عشر ، اعتقد العديد من العلماء ذلك أيضًا. على سبيل المثال ، عندما سأل نابليون لابلاس: "أين الله في نظرياتك؟" - أجاب الفلكي: لست بحاجة إلى هذه الفرضية.
ولكن حتى لو لم يتدخل الرب حقًا في أي شيء بعد الانفجار العظيم ، فلماذا يتعارض هذا مع فكرة التطور؟ كيف تختلف هذه النسخة من نظرية الخلق اختلافًا جوهريًا عن علمي صور من العالم؟
لماذا لا تتشكل الحياة على الكواكب الأخرى الآن؟
الكواكب الشبيهة بالأرض ذات السطح الحجري الصلب ، والتي لا توجد على الكواكب الغازية العملاقة كوكب المشتري وزحل ، في النظام الشمسي الرابع: الأرض والزهرة وعطارد والمريخ.
الآن وقبل ذلك ، كان الجو حارًا جدًا على كوكب الزهرة: تبلغ درجة حرارته 450 درجة مئوية ، وفي مثل هذه الظروف يذوب الرصاص بسهولة. في مثل هذه درجات الحرارة المرتفعة ، لا تنجو حتى أكثر الميكروبات شديدة الحساسية ، ويتم تدمير البروتينات ، والحمض النووي الريبي ، والحمض النووي بسرعة كبيرة.
الزئبق حار جدًا خلال النهار - يصل إلى 400 درجة مئوية ، وبارد في الليل - حتى -170 درجة مئوية. لا يوجد غلاف جوي ولا ماء.
كوكب المريخ الحديث ليس مضيافًا جدًا أيضًا: فهو بارد هناك ، كما هو الحال في نوريلسك ، وجاف ، كما هو الحال في صحراء ناميب ، بالإضافة إلى الإشعاع. ومع ذلك ، هناك آثار كافية على هذا الكوكب أنه في العصور القديمة كان هناك ماء سائل ، وجو أكثر كثافة ودرجات حرارة أعلى ، تمامًا. صالح للعيش.
الحقيقة هي أن جميع الكواكب من النوع الأرضي تشكلت عن طريق اصطدام أجسام أصغر - أجنة الكواكب. في هذه اللحظات ، تم إطلاق الكثير من الحرارة ، مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة أسطحها. مرت الأرض أيضًا بمرحلة محيط من الصهارة ، وبعد ذلك بردت لفترة طويلة - ربما تصل إلى 300 مليون سنة.
نظرًا لأن المريخ أصغر ، فإن اصطدامه بجراثيم الكواكب لم يكن نشيطًا ، وقد تم تبريده بشكل أسرع.
خلاصة القول هي أنه كان من الممكن أن يكون لديه ظروف صالحة للسكن قبل كوكبنا بما يتراوح بين 100 و 200 مليون سنة. لكن لا يوجد دليل مباشر على ذلك.
من الممكن أننا مريخيون. بعد كل شيء ، أشكال المعيشة الأولى يمكن أن تظهر هناك، ثم يطير إلى الأرض مع النيازك.
الآن ، عندما يكون المريخ جافًا وباردًا ، فإما أنه لا توجد حياة على الإطلاق ، أو أنه يختبئ جيدًا في مكان ما في أعماقه ، تحت السطح. يمكن أن يكون أحد الأدلة على ذلك هو ظهور شوائب الميثان بشكل دوري في الغلاف الجوي - وهو غاز يتفكك بسرعة في الغلاف الجوي. إذا تم العثور عليه ، فلا بد أن يكون هناك نوع من المصدر النشط على هذا الكوكب - على سبيل المثال ، الميكروبات المولدة للميثان.
كيف يمكنك تسريعها؟ تطور? للقيام بذلك ، تحتاج إلى إسقاط نوع من الأجسام الجليدية بقطر حوالي 500 كيلومتر من المريخ على المريخ. أحزمة كويبر. ستصل كمية كافية من الماء إلى هناك لتشكل محيطًا ، ومن المحتمل أن تؤدي الطاقة الناتجة عن مثل هذا التأثير إلى تدفئة الكوكب وتحفيز النشاط الجيولوجي المجمد بالفعل. لكن من الواضح أن احتمال هذا ضئيل.
إذا أردنا أن نجعل كوكب المريخ صالحًا للسكن ، فنحن بحاجة إلى أخذ الأمور بأيدينا وتوصيل المياه إلى هناك على شكل مكعبات ثلج أصغر ، ثم بشكل مصطنع استعادة مجال مغناطيسي على الكوكب - وبدون ذلك ، سيكون محميًا بشكل سيئ من الأشعة الكونية وسيحتفظ بمستوى عالٍ من الإشعاع من أجل الأسطح.
هذا هو بالضبط ما يبدو عليه الأمر رائع جدا.
اقرأ أيضا🧐
- 7 أساطير حول كوننا تحظى بشعبية كبيرة على الويب
- عالم الفلك فلاديمير سوردين: 6 معجزات فضائية تدهش الخيال
- هل من الممكن منع الانقراض الجماعي السادس وكيفية القيام بذلك - يقول عالم الأحياء إيفان زاتيفاخين