أصل الحياة

ستروماتوليت ما قبل الكمبري في تكوين السايه، منتزه المثلجة الوطنية. في 2002، نشر مقال في مجلة ناتشر العلمية تقترح أن هذه التكوينات الجيولوجية التي تعود إلى 3.5 مليون سنة مضت تحتوي على ميكروبات cyanobacteria متحجرة

. حسب المقال فإن هذا يعتبر دليلاً على إحدى أشكال الحياة المبكرة على الأرض.]]

أصل الحياة Abiogenesis ( /ˌb.ɵˈɛnɪsɪs/ AY-by-oh-JEN-ə-siss[1]) أو نشوء الحياة على الأرض[2] هي العملية الطبيعية لنشوء الحياة من مادة غير حية مثل المركبات العضوية البسيطة]].[3][4][5][6] والبحث في أصل الحياة هو أحد فروع علم الأحياء لكنه يندرج أيضا ضمن اهتمامات العديد من البشر لعلاقته بموضوع شائك هو الحياة بكل ارتباطات مفهومها مع الدين ومع الفلسفة وكافة المعتقدات. وهذا ما يجعل البحث في هذه المنطقة شائكا وعرضة دوما للتشكيك بأنه موجه بعقائد الباحث وإيديولوجيته. ناهيك عن التصادم الذي يحدث أحيانا مع مفاهيم أخلاقية وقيمية عامة في المجتمع.

يهتم هذا العلم فعليا بدراسة الشروط الضرورية لنشأة الحياة، والآليات التي يمكن بها تحول ما ليس بحي إلى حي لكن هذه الاليات لا تزال غير مؤكدة حتى الآن. ومع ذلك، توجد العديد من النظريات العلمية لتفسير ظهور الحياة كما نعرفها اليوم، الذي يعتقد أنه يعود تاريخها إلى حوالي 3،5 إلى 3،8 مليارات سنة.

لنظرة عامة حول نشأة الحياة على الأرض انظر: الخط الزمني للحياة.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الظروف الجيوفيزيائية المبكرة


التاريخ


ألكسندر اوپارين (يمين) في المعمل.

منذ أيام أرسطو في القرن الرابع قبل الميلاد، كان الاعتقاد السائد والشائع في أوروبا أن الحياة تنشأ فجأة(نظريه التوالد الذاتي) وتلقائيا من ضمن مادة غير حية بألية دعوها : التخلق اللاحيوي abiogenesis. إلا أن تجارب لويس باستور في القرن الثامن عشر وضعت شكوكا قوية حول هذه النظرة فقد أثبت باستور ان الوسط العقيم لا يمكن إلا أن يبقى عقيما أي أنه لن تظهر به أي شكل من أشكال الحياة ما لم تدخله إحدى المكونات الحية. كانت نظريته تقول أيضا أن الكائنات الحية المعقدة لا تأتي إلا من أشكال معقدة للحياة وبالتالي كانت أفكاره أساسا للتخلق الحيوي Biogenesis الذي يشكل أساس مقولة "كل الحياة تأتي من البيضة" omne vivum ex ovo.

لاحقا سيضع داروين نظريته في التطور والتي ستحدد آليات يمكن بها نشوء حياة معقدة بدءا من كائنات حية أبسط، لكن داروين يسكت تماما عن الشرارة الأولى للحياة على الأرض.


تجربة ميلر-يوري

تجرية يورى وميلر

يوري وميلر عالمان أمكنهما إجراء تجرية عام 1953 لتحضير أحماض أمينية بسيطة باستخدام المكونات التي يعتقد أنها كانت تكون القشرة الأرضية قديماوهى: (الماء، الميثان، الأمونيا، الهيدروجين)، وأقيمت هذه التجربة في جامعة شيكاغو

كما أن الجزيئات العضوية الأخرى التي حصلوا عليها هي اللبنات الأساسية للحياة، بما فيها اليوريا، والفورمالدهيد، وسيانيد الهيدروجين، والقواعد والأحماض الأمينية. وبعض هذه المركبات الناتجة وجدت بنسبة أكبر من 2%.

الأحماض الأمينية المتكونة كانت تشبه تلك الأحماض التي تكون سلاسل بروتين البروتوبلازم إلا أنها كانت أبسط كثيرا[7].

الشيء الأهم أنها طبعا كانت خالية من الحياة أو النشاط البيولوجى، ولم يعط العالمان أو غيرهما تفسيرا مقنعا لأحداث النشاط البيولوجى لأول مرة.

تعد التجربة دليلا على النشأة الأرضية للحياة.. ولكنها ـ كباقى التجارب ـ لا تشرح آلية ذلك.

ظهور الحياة

حدد جون ماينارد سميث وإيورز سزاثماري ثمانية خطوات رئيسية في الجينات لكي يحدث التطور، ثلاثة منها جعل منا نشك بأن الحياة ظهرت على الأرض [8][9]:

  1. قيام الحمض النووي RNA World بإنشاء عملية لتخليق البروتين الموجه للتعليمات المشابهة لتخليق البروتين الحديث protein synthesis.
  2. في وقتاً ما، كل هذه المركبات الكيميائية الحيوية تغلف (تكبسل) بواسطة غشاء (بالرغم من أن التوقيت الدقيق للكبسلة تبقى موضع نزاع بين العلماء)
  3. تنقل خاصية الحمض النووي لتخزين المعلومات إلى الحمض النووي بطريقة ما بحيث يكون استرجاع المعلومات أسهل.

أقترح جون ديزموند برنال ثلاثة خطوات وهي:

  1. ظهور المونيمرات العضوية.
  2. تتحول إلى بوليمرات عضوية.
  3. تتطور من الجزيئات إلى خلايا.

في الواقع لا يوجد نموذج "موحد" لوصف أصل الحياة، إلا أن النموذج الأكثر شيوعاً وقبولاً والتي تعتمد على الفرضيات العلمية هي :

  1. بعض الشروط المناسبة التي أتت في ما قبل الحياة، أدت إلى تكون جزيئات عضوية بسيطة والتي هي أساس الحياة.
  2. تشكلت ليبيدات الفوسفات تلقائياً، والتي هي التركيبة الأساسية للأغشية الخلوية.
  3. لآليات التي تنتج فيها الحمض النووي RNA (الحمض النووي الريبوزي)، قادرة على إنتاج إنزيمات للحمض النووي RNA في ظروف خاصة جداً لاتتكرر. وكانت هذه أول شكل من أشكال الجينات، والتي تتكون بسببها فيما بعد الخلايا الأولية protocellules.(أنظر فرضية RNA العالم)[10]
  4. إن أنزيمات RNA تقوم تدريجياً بالاستعاضة عن البروتين والإنزيمات، وذلك بفضل ظهور الريبوزايمات ribozymes (وهي RNA ذو فعالية أنزيمية) وهي قادرة على تخليق البروتين.
  5. يحل الحمض النووي DNA محل الحمض النووي RNA مدعمةً بالجينات وفي الوقت نفسه تكمل البروتين الرايبوزايمات، مكونةً الرايبوسوم. بظهور هذه التراكيب، بدء التنظيم الحالي للكائنات الحية.

الخطوتين 2 و3 يمكن أن تكونا العكس، حيث أن كلاهما يمكن أن يحدثا بعد التناسخ الذاتي للحمض النووي RNA.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

النماذج الحالية

الأصل الكيميائي للجزيئات العضوية

A cladogram demonstrating extreme thermophilic bacteria and archaea at the base of the tree of life



الإحتواء الذاتي، الاستنساخ، التكرار وعالم الرنا

الخلية الأولى (پروتوسل)

البنى الثلاث الرئيسية التي تشكـّلها الدهون الفوسفورية phospholipids لحظياً في المحاليل: liposome (ثنائي الطبقات مغلق)، micelle و ثنائي الطبقات bilayer


عالم الرنا

البنية الجزيئية للوحدة 305 من الريبوسوم من Thermus thermophilus.[11] Proteins are shown in blue and the single RNA chain in orange.




. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

توليف وتكرار الرنا

عالم ما بعد الرنا

أصل الأيض الحيوي

عالم الحديد-الكبريت



فرضية عالم الزنك

فرضية منفس البحر العميق

Deep-sea hydrothermal vent or 'black smoker'


التوليف الحراري

نماذج أخرى لأصل الحياة

فرضية الصلصال

نموذج گولد "للغلاف الحيوي الساخن العميق"

النطفة الفضائية

النطفة الفضائية هي فرضية تقول بأن حبوب الحياة كانت موجودة مسبقاً منذ نشوء الكون، وأنها وصلت إلى كوكب الأرض وو بدأت بالارتقاء بسبب قابليتها للحياة. فرانسيس كريك هو من أشهر مؤيدي هذه الفرضية [12] وقد وضع نظرية البانسبيرميا الموجهة Directed panspermia التي تقول بإنه يمكن حساب احتمالية إصابة البذور لهدف معين من حيث أن A(target) هو مساحة المقطع العرضي للهدف، وdy هي قيمة عدم اليقين للمكان الذي سيصل إليه البذور، وa هو ثابت (يعتمد على الوحدات الموجودة)، وr(target) هو نصف قطر لمساحة الهدف، وvهو سرعة المسبار -أو المذنب- الذي ينقل البذور، و(tp) هي قيمة دقة الاستهداف، وd هي بعدها عن الهدف.[13]

الجزيئات العضوية خارج الأرض

الميثان هو واحد من أبسط المركبات العضوية.
Formation of glycolaldehyde in stardust


An illustration of typical polycyclic aromatic hydrocarbons. Clockwise from top left: benz(e)acephenanthrylene, pyrene and dibenz(ah)anthracene.


عالم الدهون

متعدد الفوسفات

فرضية عالم من هـ.ع.م.ح.


فرضية الشاطئ المشع

التشتت الحراري

النشأة المتعددة

نظريات حديثة

في مارس 2015، طرح علماء الكيمياء من مجلس الأبحاث الطبية وجامعة كمبردج نظرية جديدة بشأن نشوء الحياة على الأرض، استنادا الى كافة الاكتشافات والدراسات السابقة، مع الأخذ بالاعتبار رأي كافة الأطراف التي ابدت رأيها في هذا المجال.

وصف علماء الكيمياء العمليات التي سبقت تشكيل وحدات "لبنات" البناء عند نشوء الحياة على الأرض، واعتبروها عمليات كيميائية بفضلها ظهرت السكريات والأحماض الأمينية وريبونوكليتويدات والگليسرين ثنائية وثلاثية الكربون. أي المكونات الأساسية لعمليات الأيض (التمثيل الغذائي). وقد تمكنوا من اعادة عملية نشوء الدهون التي تشكل اغشية الخلايا في الأحياء المعاصرة.[14]

واعتماداً على العينات ونتائج التجارب التي أجروها، يقول علماء الكيمياء، أن مكونات الحياة يمكن ان تظهر من كبريتيد الهيدروجين وحمض سيان الماء "حمض البروسيك" تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. لأن هذا الحمض يتفاعل بسهولة مع كبريتيد الهيدروجين، ويتسارع هذا التفاعل بوجود اشعة الشمس، التي كانت متوفرة عند نشوء الأشكال البدائية للحياة على الأرض.

ويذكر ان العلماء ينقسمون الى ثلاثة مجموعات. المجموعة الأولى تقول انه لنشوء الحياة على الأرض كان يجب أن يسبقه تكون جزيئات الحمض النووي الريبوزي "RNA ". المجموعة الثانية من العلماء فتقول، لا بد ان يسبق نشوء الحياة على الأرض تطور عمليات الأيض. أما المجموعة الثالثة فتقول، كان لا بد من ظهور اغشية الخلايا البدائية.

يشير علماء الكيمياء الى أنهم استندوا الى هذه الفرضيات الثلاث في دراستهم، وهم في انتظار ردود فعل العلماء الآخرين على نتائجها. فقد تصبح الأساس في نظرية جديدة عن نشوء الحياة على الأرض.

الدين وأصل الحياة

سلسلة مقالات حول
نظرية الخلق
The Creation of Adam.jpg

تاريخ نظرية الخلق
نظرية الخلق الإسلامية
نظرية الخلق في الكتاب المقدس

مذاهب الخلق :
- علوم الخلق
نظرية خلق الأرض الفتية
نظرية خلق الأرض القديمة
نظرية خلق أومفالوس
مركزية الأرض الحديثة
نظرية الخلق المتطورة
تطور إلهي
نظرية الخلق الجديدة
نظرية الخلق الإسلامية
التصميم الذكي
- حركة التصميم الذكي

نزاعات:
الخلق مقابل التطور

نظريات علمية متعلقة بالموضوع:
نظرية الإنفجار العظيم
نظرية التطور
كون ثابت
كون نصف-ثابت

تؤمن جميع الأديان بنظرية الخلق. المسلمون يؤمنون أن الإنسان خلق من تراب.. وأن الماء هو أصل كل شيء حى. بحسب ما جاء في القرآن: "وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ" (إبراهيم: 30) ولذلك فإن للأحياءأصلا أرضيا (يوافق ذلك نظرية الأصل الأرضى). يعلل الإسلام سبب الحياة على وجود الروح وسبب الموت هو خروج الروح التي لا يوجد تفسير لها في الإسلام "ويسألونك عن الروح قل الروح من أمر ربى وما أوتيتم من العلم الا قليلا " اما اصل الحياة فهو عملية الخلق الذي هو من صفات الله وحده. قال القرآن "يَا أَيُّهَا النَّاسُ ضُرِبَ مَثَلٌ فَاسْتَمِعُوا لَهُ إِنَّ الَّذِينَ تَدْعُونَ مِنْ دُونِ اللَّهِ لَنْ يَخْلُقُوا ذُبَابًا وَلَوِ اجْتَمَعُوا لَهُ وَإِنْ يَسْلُبْهُمُ الذُّبَابُ شَيْئًا لَا يَسْتَنْقِذُوهُ مِنْهُ ضَعُفَ الطَّالِبُ وَالْمَطْلُوبُ" (الحج: 73) فنظرة الدين الإسلامي هنا واضحة بوجوب وجود خالق للكائنات الحية وتحدي للاله الأخرى التي يؤمنون بها من دونه ان تخلق.

وتتفق الشرائع السماوية الثلاثة: في ذات المعنى.. لذا فقد اعتًبر التفسير المادى المجرد في أصل الخلق داعيا إلى الإلحاد.


انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ Pronunciation: Abiogenesis. 1998. p. 3. ISBN  0-19-861263-X . "/ˌeɪbʌɪə(ʊ)ˈdʒɛnɪsɪs/".
  2. ^ J.B. Bernal, in M. Florkin (22 October 2013). "Problem of the stages in biopoesis". Aspects of the Origin of Life: International Series of Monographs on Pure and Applied Biology. Elsevier. pp. 30–. ISBN  978-1-4831-3587-8 .
  3. ^ Oparin, Aleksandr Ivanovich (20 February 2003). The Origin of Life. Courier Dover Publications. p. vi. ISBN  978-0-486-49522-4 .
  4. ^ "Did life come from another world?". Scientific American. 293 (5): 64–71. 2005. doi:10.1038/scientificamerican1105-64.
  5. ^ Yarus, Michael (15 April 2010). Life from an RNA World: The Ancestor Within. Harvard University Press. p. 47. ISBN  978-0-674-05075-4 .
  6. ^ Pereto, Juli (March 2005). "Controversies on the origin of life". International microbiology : the official journal of the Spanish Society for Microbiology. 8 (1): 23–31. PMID 15906258.
  7. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/Miller-Urey_experiment
  8. ^ جون ماينارد سميث، إيورز سزاثماري.اصول الحياة: من ولادة الحياة إلى أصل اللغة. مطبعة أوكسفورد. ISBN 0-19-286209-X.
  9. ^ من مقالة التخلق اللاحيوي من شبكة المجتمع الدولي للتعقيد والمعلومات والتصميم ISCID
  10. ^ والتر جيلبيرت، (فبراير/شباط 1986) مجلة Nature 319:618
  11. ^ Wimberly, BT; Brodersen, DE; Clemons, WM Jr; Morgan-Warren, RJ; Carter, AP; Vonrhein, C; Hartsch, T; Ramakrishnan, V (September 2000). "Structure of the 30S ribosomal subunit". Nature. 407 (6802): 327–39. doi:10.1038/35030006. PMID 11014182.
  12. ^ "Anticipating an RNA world. Some past speculations on the origin of life: where are they today?" by L. E. Orgel and F. H. C. Crick in FASEB J. (1993) Volume 7 pages 238-239.
  13. ^ Mautner, M. N. (1997), "“Directed panspermia. 3. Strategies and motivation for seeding star-forming clouds”", J. British Interplanetary Soc. 50: 93 
  14. ^ "علماء الكيمياء يعرضون نظريتهم بشأن نشوء الحياة على الأرض". روسيا اليوم. 2015-03-28. Retrieved 2015-03-31.

الهوامش

قراءات إضافية

وصلات خارجية

Listen to this article (4 parts) • (info)
Part 1 • Part 2 • Part 3 • Part 4
المعرفة الناطقة
هذا الملف الصوتي، سـُجـِّل من نسخة بتاريخ 2012-06-13، ولا تعكس التعديلات اللاحقة على المقال. (مساعدة الصوت)