Evolución de la materia y de la vida تطور المادة والحياة Evolution of matter and life

La evolución en la materia no viva y viva se produce por combinaciones de elementos materiales en asociaciones cada vez más complejas. Cada vez que aparece una de estas asociaciones, es decir un nivel de organización más complejo, no desaparecen los niveles anteriores más simples, sino que permanecen como muestras del pasado, con mayor o menor éxito, coexistiendo con los agrupamientos más modernos

Leer más, aquí

http://www.redcientifica.com/doc/doc200108200003.html

THE EVOLUTION OF MATTER

Origin and Evolution of the Universe 

 

ينتج تطور المادة الغير حيّة والحيّة من تآلف عناصر ماديّة مجتمعة بصيغة معقّدة تدريجياً. في كل مرّة تظهر واحدة من تلك التجمعات، ما يعني بمستوى تنظيم أكثر تعقيد، لا تختفي المستويات السابقة الأبسط، بل تبقى كشواهد على الماضي، بنجاح يقلّ أو يكبر، وبعملية تعايش مع التجمعات الأحدث.

 

مدخل

 

منذ أن بدأ كوننا بالتطور، بالتغيُّر مع الزمن، التمدّد إعتباراً من الإنفجار الكبير الأوليّ، أخذت المادة بالتعقُّد والتشكُّل ببنى ذات مستويات تتعقَّد تدريجياً.

 

 فلقد تشكّلت، باديء ذي بدء، الجسيمات تحت الذريّة (الجسيمات دون الذرية)، والتي تنظمَّت إثر ذاك في ذرّات، ثم ترتبت الى جانب بعضها البعض في جزيئات، والتي، بدورها، اشتركت فيما بينها فاسحة المجال لظهور أجسام غازيّة، سائلة وصلبة، مثليّة الجزيئات أو غيريّة الجزيئات. 

 

تكتسب المادة المحددة المتشكلة من جزيئات ميزات خاصة وتشكّل المادة الحيّة، التي تمتزج فيها، وبصورة خاصة، الحالات الغازيّة والسائلة والصلبة.

 

يمكن للجزيئات الحيوية أن تصير كبيرة جداً ومعقدة لتعطي المجال لظهور ماكرو جزيئات أو جزيئات كبيرة مثل البروتينات والأحماض النووية. 

 

تشترك كل تلك الجزيئات الحيوية فيما بينها ومع جزيئات وذرات أخرى لتنتظم في خلايا. 

 

تكون الخلايا الأكثر بدائيّة (بدائيّات النوى) ذات نمط بكتيريّ. تشترك بعض تلك البكتريا فيما بينها بعملية تسمى مُعايشة داخليّة لتظهر الخلايا (حقيقيات النوى) المسماة  (الطلائعيّات). 

 

يمكن لهذه الخلايا الإشتراك فيما بينها ليظهر الكائن عديد الخلايا، كالفطور، النباتات والحيوانات.

 

ما هو مستوى التنظيم أو الإشتراك التالي؟ 

 

هل تشكّل جماعات الحيوانات والنباتات والمجتمعات جماعة حيويّة متفاعلة حيث تعيش معاً؟ 

 

فيما لو نفهم تلك المستويات من التنظيم بوصفها شراكة قويّة، كحالة الذرّات المُشَكِّلَة للجزيئات، الجزيئات المُشَكِّلَة للخلايا، الخلايا المُشَكِّلَة للكائنات عديدة الخلايا، للآن، لا يبدو أيّ مستوى تنظيم جديد آخر للكائنات الحيّة.

 

 لكن، سنقوم بتحليل الشراكات السابقة، وفق الآتي:

 

شراكة الجسيمات دون الذريّة لتشكيل الذرّات:

 

تتحد البروتونات، النيوترونات والإلكترونات فيما بينها ولكن ليس بصيغة قويّة كما يبدو. هذا أكثر بديهيّة بالعلاقة بين النوى الذريّة (بروتونات ونيوترونات) والإلكترونات، فهذه الأخيرة أبعد بكثير عن نواة الذرّة ويوجد فيما بينها فراغ غير قليل كذلك، ولو أنها كلها منظّمة وفق بضعة قوانين وقواعد. ستشكّل النوى الذريّة الكيانات الماديّة الجديدة أكثر منها الذرّات، حيث تُشكِّل الالكترونات صلات ربط بين النوى الذريّة المختلفة.

 

شراكة (ارتباط) الذرّات لتشكيل الجزيئات، وفق الآتي:

 

ترتبط النوى الذريّة فيما بينها بواسطة إلكترونات الذرّات. ففيما لو تتمتع تلك الإلكترونات بحريّة كافية، كما في الذرّات المعدنيّة، التي تتحرك وتعطي الأصل للتيّار الكهربائيّ. يمكن أن تظهر الروابط، بين الذرّات لتشكيل الجزيئات، قويّة تقريباً، ما يعني أنها تحتاج لكميّة تقريبية من الطاقة لكسرها (تهديمها). عندما تتحطّم تلك الروابط، ستتحرّر كميّة طاقة تسمى طاقة الربط نحو الوسط المحيط. توجد روابط قويّة مثل الروابط التساهميّة (حيث يشترك أزواج من الإلكترونات)، روابط أقلّ قوّة مثل الروابط الأيونيّة (حيث يتم جذب إلكترونات زائدة لأيون ذو شحنة سلبيّة من قبل أيون ذو شحنة إيجابيّة ينقصه تلك الإلكترونات) وروابط ضعيفة مثل جسور الهيدروجين والروابط الجزيئيّة. ترتبط الذرّات، بهذه الطريقة، بقوّة مختلفة لتشكيل الجزيئات.

 

  لدى الكائنات الحيّة، الروابط بين ذرّات الجزيئات الحيويّة قويّة، ما يعني أنها من النوع التساهميّ، بينما تشترك (تترابط) الجزيئات فيما بينها بطريقة مختلفة. فيما لو تكن ذات حجم صغير جداً (أحادي القسيمة)، تترابط (تتشارك) لتشكيل ماكروجزيئات (مبلمرات) فالروابط تساهميّة كالروابط الكربوهيدراتيّة والروابط الببتيديّة. 

 

تترابط الماكروجزيئات فيما بينها عبر روابط أكثر ضعفاً، كالجسور الهيدروجينية وتربط هذه، بدورها، جزيئات المياه فيما بينها، تلك المياه الضرورية للكائنات الحيّة. وتُصنَعُ هذه الكائنات بدورها على قاعدة جزيئات هيدروكربونيّة مع عناصر أخرى والمحاطة ببيئة مائيّة.

 

كما نرى فإنّ الجزيئات مترابطة تقريباً بروابط ذات طبيعه مختلفة، حيث نجد حيِّز ماديّ مستمرّ بينها. يكون بعضها أكثر سكوناً وبعضها الآخر أكثر حركة، بالرغم من إتمامها لسلسلة من القوانين والقواعد بعلاقاتها. بالرغم انّه منذ بداية وجودها، فهي تمتلك حريّة فعل ملموسة، يمكن ملاحظتها بمستوى أكبر مُحدّد ومُوجَّه أكثر.

 

إرتباط الذرّات، الجزيئات والماكروجزيئات لتشكيل خلايا بكتيريّة:

 

  حدثت قفزة تطوريّة كبرى عبر ظهور الحياة. ربما تشكّلت أوائل الخلايا البكتيريّة في الأرض وربما أتت من الفضاء لتزرع كوكبنا وتستوطنه. 

 

وهو أمرٌ حسنٌ بشكل أو بآخر، فقد توجّب عليها التشكّل إعتباراً من جزيئات، سواء على سطح الأرض أو في الفضاء. 

 

ففي الخليّة البكتيريّة، تتشارك كثير من الجزيئات الحيوية بعُضيّات تحت خليويّة من قبيل الريبوزومات، الكروموزوم البكتيريّ، الغشاء البلازميّ، الأسواط،.. الخ. 

 

كيف تكوّنت تلك العضيّات؟ 

 

من الواضح بأنّ خطوات نشوئها وتنظيمها، تكمن في جينات جزيئات كبيرة هي الدي إن إي والمصنوعة بواسطة بلمرة ريبوزيّة. 

 

كيف يتحدّد ترتيب بلمرة تلك النكليوتيدات بسلاسل الأحماض النووية؟ 

هنا يكمن السؤال المركزيّ، حيث يُحدِّد ترتيب النكليوتيدات ذاك أو تسلسل النكليوتيدات   تنوّع الجينات، وبالتالي، تنوّع الكائنات الحيّة. 

 

تتوافر الجزيئات الحيوية بأصل الحياة، حيث يتم تصنيعها دون توقّف، ومن بينها النكليوتيدات. من الممكن وبمرور الزمن، أن تظهر عمليات بلمرة صدفوية للإر إن إي والتي تبقى (تنتشر) بفضل الإنتقاء الطبيعي، وهذا كالحاصل مع الريبوزومات المُكتشفة في العقود الأخيرة من تدخّل أنزيميّ بإنتاجها وصولاً إلى إبتكارها، ربما بفضل الإنتقاء الطبيعيّ؟

 

 تُترجم وتُصنّع البروتينات والانزيمات اعتباراً من تعليمات النكليوتيدات للإر إن إي RNA. 

 

بوقت لاحق، قد تشكّل الدي إن إي DNA اعتباراً من الإر إن إي، والذي يشكّل جزيء مناسب أكثر للإحتفاظ بالمعلومة الوراثيّة، حيث أنه أكثر استقراراً ومكوّن من خيطين، فيبقى الإر إن إي وسيط في تعبير الجينات. 

 

بترتيب هذا التعاون اللصيق بين الدي إن إي، الإر إن إي والبروتينات: تعلمت تلك الماكروجزيئات حماية نفسها من الوسط المحيط، فأحاطت نفسها بطبقات دهنيّة بصورة أغشية بلازميّة، وبهذا ظهرت أوائل الخلايا (الخلايا الأسلاف) ما يُعتبر الأصل المُشترك الأقدم لكل الكائنات الحيّة. 

 

ومن خلال عملية تطور جزيئيّ، إزداد حجم الدي إن إي، ولهذا، حدثت بلمرة متصاعدة تدريجياً للنكليوتيدات، وبالتالي، ازداد عدد الجينات، والتي، بدورها، تعلمت التضاعف والتعبير لبروتينات وأنزيمات.

 

يمكن للفيروسات أن تساعدنا على فهم هذا التطوّر. 

 

يحضر التعقيد بأقصى أبعاده في الفيروسات. 

 

الأكثر بساطة هي جزيئات الأحماض النووية. في الخطوة التالية، تُحاط تلك الأحماض النووية بقفيصات بروتينيّة. 

 

أما الخطوة الثالثة فتقوم على نشوء إطار ثان، عبارة عن نوع من الغشاء البلازميّ الذي يُحيط بالقفيصة. 

 

تمتلك الفيروسات الأكثر تعقيداً، كالفيروسات المتسببة بمرض الإيدز، إطارات متعددة بروتينية ضمن الغشاء. 

 

هل تُعلمنا الفيروسات كيفية تشكّل الخلايا؟

 

يظهر بأنّ تلك أالنووية التي قد استقلّت عن الخلايا البكتيريّة، النباتيّة أو الحيوانية، والتي تتطور بصورة معقدة تدريجياً، على الرغم أنها لا تشكّل خلايا بالضبط.

 

كم مرّ من الزمن اللازم لتشكيل أوائل الخلايا البكتيريّة اعتباراً من الجزيئات الحيوية تلك؟ 

 

بحسب الدليل الأحفوريّ، فقد حدثت تلك القفزة التطوريّة الكبرى بسرعة نسبياً، وبمعدل زمنيّ يتراوح بين 4000 مليون عام، حيث ناسبت ظروف المناطق السطحيّة ظهور الحياة، وصولاً حتى 3800 – 700 مليون عام حيث ظهرت أوائل الأدلة الأحفوريّة البكتيريّة. 

 

هل تكفي 300 مليون عام لتعطي خطوة تطوريّة كبرى؟ 

 

هذا ممكن، بالرغم من وجود تفسير بديل آخر. 

 

الحديث حول الأصل الفضائيّ (خارج الأرض) المُحتمَل لأوائل البكتريا بصيغة أبواغ شديدة المقاومة، قد استوطنت الأرض إثر وصولها على متن نيازك أو قطع مذنبات، حيث يمكن لتلك الأبواغ مقاومة حياة سكونيّة لفترة طويلة (فقد أُعيدت إلى الحياة بكتريا محبوسة في بلورات ملحية لمدة 250 مليون عام) وتحمّل كثير من الشروط البيئية القاسية، الأمر الذي يسمح لها بمقاومة الأسفار الفضائيّة الطويلة. بكل الأحوال، سواء في الأرض، أو في الفضاء (أو بكوكب آخر)، امتلكت البكتريا القدرة على بناء نفسها اعتباراً من جزيئات حيوية.

 

إشتراك الخلايا البكتيريّة في تشكيل الخلايا حقيقية النوى:

 

حصل هذا الحدث التطوريّ منذ ما يقرب من 2000 مليون عام. 

 

حيث امتلك الغلاف الجوي، عملياً، ذات الكميّة الحالية من الأوكسجين، وذلك بفضل تراكم النشاط التمثيليّ الضوئيّ للبكتريا الزرقاء (الزراقم). تلك البكتريا غيرية التغذية اللاهوائيّة ذات الحجم الكبير والتي تفتقر لجدار بكتيريّ، تغذَّت من خلال إبتلاع بكتريا صغيرة الحجم. 

 

تمكّنت أنواع عدّة من تلك البكتريا الصغيرة من البقاء على قيد الحياة داخل البكتريا الكبيرة عبر إقرار علاقات التعايش الضمنيّ الداخلي سالف الذكر. في المقام الأول، ولإكتساب أحجام كبيرة، توجّب على البكتريا فقدان جدارها الخليويّ الصلب، بإفتراض إضطرار تلك البكتريا، بوقت ما، لتطوير سطح غشائيّ أكبر للتبادل مع وسط خارج الخليّة. وهذا الأخير اكتسبوه من خلال إنغمادات الغشاء البلازميّ، والذي بفضله قد طوروا نظام غشائيّ داخليّ احتجز السيتوبلازما وأحاط بالنواة. 

 

إلى جانب هذا، أقامت شراكات تعايشية ضمنيّة عديدة. ربما يعود أصل الخلايا حقيقيّة النوى لإدخال نوع ما من العتائق – فالمادة النوويّة فيها أكثر قرباً للخلايا حقيقية النوى منها إلى بكتريا أخرى – والتي دمجت مادتها النووية بالصبغي البكتيريّ للبكتريا المُضيفة وأُحيطَ كلاهما بغشاء داخليّ فشكَّلا، بهذا، غشاء نووي مضاعف،  لينتمي الغشاء الداخليّ للعتائق والغشاء الخارجيّ للمُضيف.

 

يتوجب أخذ، امتلاك العتائق لمادة وراثيّة ذات تشابهات ملموسة مؤكدة مع الخلايا حقيقية النوى، بالحسبان. 

 

من جانب آخر، اندمجت بكتريا هوائيّة قد تحولت إلى ميتوكوندريا (مُتقدِّرة)، الأمر الذي سمح للبكتريا المُضيفة بالعيش في بيئات أوكسيجينيّة وتحقيق عملية التنفُّس الهوائيّ بمردودية طاقيّة عالية. كذلك، قد يعود أصل الجسيمات التأكسديّة إلى بكتريا قد تمكنت من إلغاء البقايا السامّة لعمليات الأكسدة، مثل بيروكسيد الهيدروجين. 

 

هل سيكون أصل الصانعات اليخضوريّة هو الزراقم أو هو بكتريا قادرة على تنفيذ التركيب الضوئي التي تدخل ضمن الخلايا السابقة للخلايا النباتيّة الراهنة، وأخيراً، يعود أصل الأهداب والسياط إلى اندماج البكتريا الحلزونيّة والتي ستوفّر إضافة بُنى خليوية ميكروية للمغزل الفتيليّ الذي يفسح المجال أمام الإنقسام الفتيليّ. 

 

بالرغم من ظهور كل تلك الإشتراكات بحالة عدم اتساق، فعلى الأقلّ، قد أخذ بعضها مكانه. وهكذا، ظهر نموذج جديد للخليّة ذو حجم أكبر وتعقيد أكثر.

 

بازدياد تعقيد النواة (المحاطة بغشاء نوويّ مختلط وألياف كروماتين عديدة عوضاً عن ليف وحيد دائريّ)، ظهر الإنقسام الفتيليّ، فهل جرى عن طريق التعايش الضمنيّ مع البكتريا الحلزونيّة؟ 

 

لتأكيد التوزُّع المتساوي للجينات بين الخلايا الأبناء خلال الإنقسام الخليويّ.

شكّلت الصيغة التي جرى بها تحقيق التبادل الجينيّ بين الخلايا نتيجة أخرى للتعقيد الخليويّ الناشيء عن التعايش الضمنيّ. 

 

تزيد هذه الظاهرة المتحققة في البكتريا عن طريق الإقتران البكتيريّ، وبظروف مضادّة، من التنوّع الجينيّ في الأجيال البكتيريّة المختلفة، فقوّى هذا التنوع، إضافة للتنوع الناتج عن الطفرات، تطور تلك الخلايا ذاتها. 

 

عند الخلايا حقيقيات النوى، وبمواجهة عدم قابليّة الحياة لتبادل الجينات من خلال الإقتران البكتيريّ، اعتُمِدَتْ عملية تبادل أكثر تعقيد، هي التكاثر الجنسيّ. 

 

خليتان لذات النوع الحيّ، لكنهما، بإشارة جنسيّة مختلفة واحدة مؤنثة والأخرى مذكرة، تتجاذبان وتتحدان (إلقاح) وتجتمع أليافهما الكروماتينية مع الجينات في خليّة واحدة مُضاعفة هي اللاقحة. ستمتلك هذه الخليّة البويضة، بالتالي، ألياف كروماتينية مضاعفة، يأتي قسم من الألياف من الخلية الذكرية أو الأب فيما يأتي القسم الآخر من الخليّة الأنثوية أو الأم، وبالتالي، سيحدث تركيب مُضاعف من الجينات. الجينات مزدوجة وألياف الكروماتين (الكروموزومات) مُقترنة. يُطلق على هذه الخليّة والخلايا الناتجة بالإنقسام الفتيليّ منها إسم خلايا مُضاعفة الكروموزوم. فيما لو ترغب تلك الخلايا بتحقيق تبادل جينات جديدة لاحقاً، يتوجب عليها تخفيض عدد ألياف الكروماتين والجينات إلى النصف من خلال عمليّة الإنتصاف الشبيهة بالانقسام الفتيليّ ولكنها أكثر تعقيداً. تتشكّل بهذا الشكل خلايا مجهّزة بشكل بسيط من ألياف الكروماتين والجينات، خلايا أحادية الكروموزوم، والتي يمكن أن تتحد فيما بينها أو تتلاقح. تسمى تلك الخلايا احادية الكروموزوم المتلاقحة أمشاج. 

 

كيف تتوزّع الجينات في الأمشاج؟ 

 

هل سيمتلك مشيج محدّد كل الجينات القادمة من الأم أو الأنثوية ومشيج آخر كل الجينات القادمة من الأب او الذكرية؟ 

 

نعم، فهذا ما يحصل، يتحقق تبادل الجينات بطريقة محدودة جداً وبطيئة بطول تعاقب الاجيال الخليوية. الأمر الحاصل، هو أنّه يمكن للمشيج إمتلاك ألياف كروماتين وجينات ذكرية وأنثوية بحسب عملية إعادة تركيب جينيّ، إضافة لانه ينتج خلال عملية الإنتصاف عملية تبادل جينات (إعادة تركيب جيني) بين الكروموزومات المعدّلة (إقتران بينيّ كروماتيني o). الكروموزومات المعدّلة مُقترنة ببعضها، ويُعطي واحد منها الأصل الأبويّ فيما يُعطي الآخر الأصل الأموميّ.

 

بتلك العمليات الأخيرة، يزيد توزّع الكروموزومات الصدفويّ في الأمشاج وإعادة التركيب الجينيّ من احتمال حصول التبادل الجينيّ، وبالتالي، تبرز الطفرات كمُساهم بتقوية التنوّع الجينيّ لدى الأجيال الخليويّة المتعاقبة. وبهذه الصيغة، تسهّل حدوث التطور.

 

تستخدم الخلايا حقيقية النوى، وكالبكتريا، آليات تبادل جيني أخرى، والتي تسمى آليات النقل الأفقيّ، تعمل الفيروسات كموجهات نقل والبكتريا، من خلال جينات متحركة في البلازميدات. وفق هذه الصيغة، ومن خلال العدوى الفيروسيّة والبكتيريّة، يمكن نقل جينات حقيقيّة النوى من أفراد لأفراد آخرين، وحتى من أنواع حيّة لأنواع حيّة أخرى، عندما تُنقل تلك الجينات بواسطة كائنات مجهريّة مُعدية.

 

تتغيّر الكائنات الحيّة، تتكيّف مع البيئة المتغيّرة، تتطور بمستوى جزيئيّ من خلال الطفرات التي تقوم بتعديل الدي إن إي DNA وبالتالي تعديل الجينات. بهذا الشكل، يستجيب الدي إن إي لتغيرات البيئة، فيتغير فيما لو يكن ضرورياً ويكتسب خبرات جديدة بطول زمن حياته وبتعاقب الأجيال، ما يعني أنّه يتطفّر. 

 

الطفرات أو التغيرات التكيفية مع البيئة ليست إيجابيّة ومفيدة دوماً، حيث يتخرّب الكثير من جزيئات DNA فيموت الكثير من الخلايا في المحاولة، لكن، يبقى على قيد الحياة البعض القادر على التكاثر، دوماً، بظلّ منافسة أقلّ، حيث تمكنت من تحقيق نجاحات مقارنة بخلايا أخرى وتمتد الحباة بالرغم من المقاومة البيئيّة. بمستوى جزيئي الفعل – البيئة ردّ الفعل – الطفرة، هي مُباشرة وبسيطة، ولكن، تبدأ بالتعقُّد اعتباراً من المستوى الخليويّ. تحدث التغيرات البيئيّة، والتي تحصل بمستوى جزيئيّ، تحت تأثير إشعاعات أو جزيئات كيميائية تؤثّر في الدي إن إي  بشكل مباشر، وتؤثر أكثر بشكل غير مباشر على الخلايا. الدي إن إي محميّ أكثر ضمن الكروموزوم البكتيريّ وضمن نوى الخلايا حقيقية النوى بمواجهة العناصر المتسببة بالتطفُّر بفضل الجدران الخليوية والسيتوبلازما الخاص ذاته، بحيث ينتج حدوث الطفرات بإحتماليّة أقلّ، وتتطور الخلايا ببطء أكبر من تطور الجزيئات الحيوية، بالإضافة لكونها أكثر إستقراراً.

 

إشتراك الخلايا بتكوين الأجسام عديدة الخلايا:

 

حاولت الخلايا القيام بهذه القفزة التطوريّة في مناسبات عديدة من تطورها، لكنها لم تُحرز تحقيق هذا الأمر إلّا من خلال الوضع الإستيطانيّ، فقد شكّلت مستعمرات من البكتريا، فأخذت أشكالاً عدّة، فتتحد تلك البكتريا، لتشكّل نوع من الإسمنت المُخاطيّ. 

 

يبدو أنّ الوضع عديد الخلايا الصحيح، والذي تتخصّص الخلايا فيه وينقسم عملها، هو خاصيّة يمكن للخلايا حقيقيات النوى بلوغها فقط، بالرغم من عدم استطاعتها كلها القيام بهذا الأمر. بالإنتباه لصيغة إتصال وإرتباط الخلايا فيما بينها في كائن عديد الخلايا، أُقِرَّ وجود نوعين من العلاقات:

 

نوع لدى الكائنات النباتيّة والفطريّة. فالخلايا محميّة بوساطة أغشية إفراز (جدران) من السللوز في النباتات ومن الكيتين في الفطور، وعلى الرغم من ذلك، تتشارك مُقيمة جسور بينيّة خليويّة (تسمى رابطة بلازمية) فيما بينها. لا تسمح تلك الجدران بتمايز وتخصُّص خليويّ، وبالتالي، لا تتشكّل أنسجة متخصصة جداً كالحاصل عند الحيوانات. لدى بعض النباتات البريّة أنسجة حقيقية فقط، ولو أنها لا تبلغ درجة التعقيد القائم بأنسجة الحيوانات، ويعود هذا لإحتياجات تكيفيّة مع البيئة الأرضيّة (أنسجة واقية، أنسجة دعم، نواقل ومولدات). 

 

ويحضر النوع الآخر، في الواقع، لدى بعض الإشنيات والفطور الغير متطورة كثيراً: تنظيم متعدد الخلايا، (عبارة عن خليّة تنقسم نواتها لعدّة مرّات، ولكن، دون إقامة حواجز سيتوبلازميّة وبالتالي تظهر خلايا عديدة النوى ضخمة دون أغشية فصل بينيّ خليويّ واضحة)، يجب التفكير بأنّ هذا قد يشكّل الحلّ للسماح بالإتصال الخليويّ البينيّ في خلايا فارزة لجدران خليوية متماسكة. مع هذا، لم تزدهر تلك الإستراتيجية عند إشنيات وفطور معقّدة، وبشكل أقلّ، عند نباتات بريّة.

 

تبنَّتْ الحيوانات حلّاً آخراً. لا تُفرز الخلايا جدران خليوية، بل على الأكثر، أغشية إفراز لدنة مصنوعة من مزيج من السكريات والبروتينات، والتي تسمح بإتصال وثيق فيما بينها، وبالتالي، تحقيق تعاون أفضل. ربما سمح هذا بتحقيق تمايز وتخصُّص خليويّ، حيث يُلاحظْ هذا عند المقارنة بين اللافقاريات المائيّة والإشنيات، وبشكل أكبر، لدى الحيوانات البريّة، والتي ساهمت الصعوبات التكيفية مع البيئة بظهور تخصُّص أكبر، حين أمكن، بأنسجة الحيوانات.

 

كيف يمكن أن ينتج كائن عديد الخلايا إعتباراً من خليّة واحدة؟ 

 

الجواب بسيط: لا تنفصل الخلايا الأبناء الآتية من خليّة أمّ قد انقسمت، بل تستمر متحدة، وهكذا، بالتعاقب حتى تشكيل كائن عديد الخلايا بدرجة تعقيد تقلّ أو تكبر.

 

لكي نفهم السبب الذي سمح بالوصول لحال تعدد الخلايا في الخلايا حقيقيات النوى، يتوجب البحث عنه في القدرة الهائلة التي تمتلكها تلك الخلايا لتخزين المعلومة الوراثيّة (الجينيّة). 

 

فبخلاف الكروموزوم المحدود البكتيريّ، تمتلك الخلايا الحيوانية، النباتية والفطرية عدد من ألياف الكروماتين (كروموزومات) الخطيّة، التي بامكانها تخزين جينات أكثر، من بينها من يحمل المعلومة المسؤولة عن الإشتراكات الخليوية والتمايز والتخصُّص الخليويّ لاجل تشكيل الانسجة، كمثال الجينات المتماثلة أو الناحتة، والتي تسمح بتحقيق نموّ جنينيّ صحيح عند الحيوانات.

 

كيف تتكيّف الكائنات عديدة الخلايا مع تغيرات البيئة القاسية؟

 

 يُعقّد، وجود كثير من الخلايا المكوّنة لكائن عوضاً عن خليّة واحدة فقط، الوضع. 

 

هنا، يتوجب التمييز بين الطفرات أو التغيرات المؤثرة على الكائن كفرد والطفرات التي تؤثّر على الكائن كنوع حيّ. 

 

حيث تتوافق الأولى مع الخلايا الجسديّة مثل التشوهات الجلديّة الناتجة عن التعرُّض للإشعاع الشمسيّ القويّ لفترة طويلة. لا تنتقل هذه الطفرات وغيرها، من حيث المبدأ، إلى الجيل اللاحق إلّا من خلال آليّة مجهولة، حيث تؤثر على أمشاج الفرد الذي يعاني منها في الكائنات ذات التكاثر الجنسيّ، أو تعمل على خلايا تعطي الأصل لكائنات جديدة عبر التكاثر اللاجنسيّ. بينما تؤثر الثانية في الخلايا التكاثرية أو الامشاج للكائن. بالتالي، في حال إمكانية النقل للمتحدرين. وعلى اعتبار أن الأمشاج محمية عادة، نظراً لأهميتها الحيويّة الفائقة، ومن الصعب تغيُّر الكائنات الجنسيّة تطورياً بظروف بيئية عادية. يحصل هذا في التغيرات البيئية الكبرى، عندما يتسارع التطور، بالرغم من دفع الطبيعة لضحايا كثيرين، بسبب حصول إنقراضات ومذابح جماعية، ستتجاوز الأزمة تلك الكائنات الممتلكة لطفرات مناسبة للتغيرات البيئيّة فقط. هناك إمكانيّة لتأثير الطفرة على الأجنّة، وبشكل ملموس على الجينات المتماثلة، التي ستحدّد مصير وتنظيم الجنين المتواجد بحالة نموّ. في هذه الأحوال، فيما لو ينتج تغيرات فجائيّة عند المتحدرين، فالكثير منها قاتل، فبعضها قابل للحياة وبقيمة تكيفيّة.

 

ما هي التغيرات البيئيّة التي تقوم بتسريع العمليات التطوريّة للكائنات عديدة الخلايا؟ 

 

التغيرات المُناخيّة كالحقب الجليديّة، حقب الجفاف، التصحُّر، .... الخ، التغيرات الجيولوجية من قبيل تشكُّل الجبال، الإنبثاقات البركانيّة، الفيضانات البحريّة، الحركات القاريّة، ... الخ. التغيرات المغناطيسيّة مثل المنعكسات المغناطيسيّة والتي يحصل خلالها ضعف بالدرع المغناطيسيّ الذي يحمي الأرض من بطش الأشعة الكونيّة الشديدة على الكائنات الحيّة، الكوارث الفضائيّة من قبيل إصطدامات الكويكبات والنيازك بالأرض (كما حدث اصطدام نيزك بشبه جزيرة يوكاتان منذ 65 مليون عام وأدى إلى إنقراض الديناصورات)، وأخيراً، تأثير الإنسان على البيئة والذي يمكن أن يقود لتدمير ذاتيّ لنوعنا الحيّ.

 

الآن، من المناسب التصدي للمعضلة القائمة بين اللاماركيّة والداروينية:

 

تحدّى صموئيل بتلر أطروحة داروين التطورية. والذي بحسبه، الحياة عبارة عن مادة تقوم بالإختيار.

 

هنا، يجب أخذ، قضايا الذاكرة الوراثيّة وتحوّل المقاصد الواعية من جيل أو عدّة أجيال في النشاطات للأجيال اللاحقة وفيزيولوجيا الأجيال المستقبليّة، بالحسبان.

 

"على الرغم من عدم إمتلاكنا لفكرة إمكانيّة تغيُّر العادات الطوعيّة لكائن، أو حتى لنوع حيّ فيزيولوجياً في جيل مستقبليّ من خلال قاعدة الوراثة الماديّة حتى الآن، يبدو إقتراح بتلر  ساحراً".

 

تمثل أفكار بتلر، تلك، نوع من اللاماركيّة الجديدة، نوع من توريث الميزات المُكتسبة بطول الزمن، بتعاقب أجيال عديدة، دوماً، متى ثبتت فائدتها في سلسلة من الأجيال لحياة النوع الحيّ. فيما لو تكن هذه الأفكار صائبة، فالكائنات الحيّة هي أبطال تطورها الخاص، ويبدو هذا جليّاً في النوع البشريّ، ذو التطور الثقافيّ القويّ جداً.

 

كُشِفَ حديثاً عن أنّ البريونات يمكن أن تشكّل مصدر "للطفرات" والتي تتعرض للتغيير بسبب الفعل البيئيّ، وقد أمكنها المساهمة في حدوث التطور، وبهذا، تساهم بإعادة تقوية اللاماركية الجديدة.

 

إشتراك الكائنات عديدات الخلايا:

 

هذه الاشتراكات ليست ذات طابع ماديّ، كما يحصل مع الخلايا، التي تشكّل الكائنات عديدة الخلايا، بل هي اشتراكات تترك مسافات تقلّ أو تزيد بين الأفراد المتشاركين. بالرغم من أنّ كائنات عديدات خلايا بدائيّة، مثل الإسفنج والمديخ التي يمكنها تكوين جماعات متحدة مادياً على شكل جماعات مستعمرات.

 

واقع عيش الكائنات عديدة الخلايا معاً، لا يريد القول أنها متشاركة لأهداف محددة. هكذا، نجد كثير من الكائنات الحيّة مُجبرة على التعايش مع بعضها وإقامة علاقات تنافس فيما بينها، على المكان، الغذاء، الضوء، .... الخ، سواء بين أفراد من ذات النوع أو بين أفراد من مختلف الأنواع الحيّة. يمكن إقامة تشاركات، كتلك، بين كائنات وحيدة الخليّة.

 

تتحدد الجماعات النباتيّة عبر الآليّة التكاثريّة والإنتشار الطبيعي لأنواعها الحيّة، ومن حيث المبدأ، لا يبدو أنّ لها غاية مفيدة، وغالباً، ما يحدث هو العكس، حيث تقيم علاقات تنافس بينيّة قاسية تقريباً: على المكان، الضوء، الأغذية .... الخ، بالرغم من إمكانيّة إمتلاكها لأثر واقي لأفرادها.

 

تتوفّر بشكل أكبر جماعات الحيوانات ذات الغايات المفيدة. ففي المقام الأول تظهر العائلة، نواة الجماعة لغايات تكاثرية. يمكن للعائلات العيش منعزلة فيما بينها، أو ما هو دارج أكثر، مصحوبة بجماعات أكبر. يمكن ظهور عائلات مستقرّة أو متنقّلة، أحاديّة الزوج أو متعددة الأزواج. يمكن وجود جماعات ذات إمتداد هائل، متكونة من عائلات أو لا. وهذا حال مستعمرات المديخ أو الإسفنج، قطعان من الفيلة، جماعات القرود، أسراب من الطيور، من الأسماك، مجتمعات من النحل، النمل،... الخ. الجماعات مؤقتة أو دائمة ويمكنها امتلاك غايات مختلفة تكاثرية، وقائية، إغترابيّة، غذائيّة،... الخ.

 

تُقام التجمعات أو الجماعات الحيويّة بين كائنات حيّة من أنواع حيّة مختلفة، تتعايش فيما بينها، سواء كانت حيوانات أو نباتات. تتوافق مع المكوِّن الحيّ لنظام بيئيّ، وبالتالي، مع مستوى التنظيم الأكبر للعيش القائم على الأرض.

 

  قد تتنوع العلاقات القائمة بين الكائنات الحيّة بمجتمع ما كثيراً، من قبيل: يمكنها العيش سوياً دون تسبُّب بضرر أو عدم وجود منفعة متبادلة، يمكن وجود علاقات تنافسيّة بين نوعين حيين أو أكثر، تنافس على الغذاء، المكان، الضوء، ارض منتجة،... الخ. تظهر علاقات إفتراس، تبادل فوائد، تعايشيّة، طفيليّة، المُطاعمة. 

 

بالتالي، توجد 3 أنواع كبرى من العلاقات، هي:

 

1- علاقات بين أنواع حيّة مختلفة، ترتبط مع بعضها دون تحقيق فوائد أو إضرار لبعضها.

 

2- علاقات مفيدة لأحد الأنواع على الأقلّ.

 

 

3- علاقات مؤذية (ضارّة) لأحد الأنواع على الأقلّ.

الخلاصة

 

هل بالإمكان إقامة علاقات شراكة (إرتباطات) لأكثر من مستوى بين كائنات حيّة مختلفة في كوكبنا؟

 

هل يمكننا اعتبار الأرض "كوكب حيّ"، "ككائن حيّ" أكبر ضخم في الكون، ويشكّل جزء من النظام الكوكبيّ لنجم ذو حجم متوسط هو الشمس المُنتمي لمجرّة حلزونيّة هي درب التبّانة، وهي مجرّة من كثير من المجرّات الحلزونيّة المتوفرة في الكون بعملية تمدّد في الزمن الحاضر؟.

 

هكذا نجد واعتباراً من الاشتراكات (الارتباطات) التعايشيّة الضمنيّة للبكتريا، بأنّه قد تشكلت خلايا حيوانية ونباتية، والتي اعتباراً من اجتماعها، قد تشكلت كائنات عديدة الخلايا حيث فقدت مختلف الخلايا جزء من حريتها وضحّت لصالح الكائن عديد الخلايا، من الوارد مستقبلاً تشكُّل كائنات أكبر من اشتراك (ارتباط) كائنات عديدة الخلايا، والذي يمتلك كل كائن منها وظيفة محددة ويتخصص في وظيفة بعمل الكائن الأكبر. 

 

قد نُشكِّل كبشر جزءاً، بوصفنا متغيرين بشكل أو بآخر، من تلك الكائنات الحيّة الضخمة وستتكيف هذه الكائنات الجديدة جيداً للخروج من الأرض والإنتشار بعوالم أخرى من الكون. 

 

 مفاتيح الحدث التطوريّ، هي: 

 

الطفرات، إعادة التركيب الجينيّ ( من خلال التكاثر الجنسيّ)، موت الكائنات الحيّة، الإنتقاء الطبيعيّ وعلى وجه الخصوص الزمن والذي يجعل،  بصيغة ملموسة، من الأحياء كائنات خالدة، حيث يُديمهم، بالرغم من تحولهم البطيء في الحدث التطوريّ، حيث يشكلون صيغاً تتعقَّدُ تدريجياً.

 

هل توجد "كواكب حيّة" أخرى في هذا الكون؟ 

 

لا يبدو لها وجود ضمن النظام الشمسيّ. 

 

هل يوجد أنظمة كوكبيّة أخرى في نجوم مجرتنا وفي بعضها حياة؟ 

 

على الأرجح نعم، بالرغم من أننا بالوقت الراهن لا نعرفها. بطول الأعوام الأخيرة، اكتُشِفَتْ باستخدام مناهج غير مُباشرة: كواكب أخرى بنجوم مجرتنا، من نوع الكواكب الضخمة، لكن، يتبقى الكثير للبحث والكشف. ففي شهر أبريل / نيسان العام 2000 قد اكتُشِفَ كوكبين بحجم مماثل لحجم الارض وعلى بعد 110 سنين ضوئيّة منها!!

يمكننا وبناء على هذه الطروحات، استخلاص أنّ المادة، سواء الخامدة أو الحيّة، تسعى نحو الإشتراك (الارتباط) فيما بينها بطول التطور وبزمن كافٍ:

 

 بمستويات تنظيم وشراكة (ترابط) لصيغ حيّة معقّدة كل مرّة أكثر ومستقلّة، وبهذه الصيغة، تُحرز المادة الحيّة الوجود لزمن أكبر، أو بتعبير أفضل، تبقى على قيد الحياة بشكل أفضل.

 

 

 

 قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة

من الذرّات إلى الخليّة

تطور عديدات الخليّة

 

هل ساهمت البكتريا بتطوّر الحياة عديدة الخلايا؟