پیدایش حیات، ظهور و تکامل انسان(5)

مرحله پنجم پیدایش حیات

ویروس‌مانندها

      کاهش تدریجی مواد غذایی آزاد، و تکامل نوکلئوپروتئین‌ها، جریان اوضاع را به صورت دیگری تغییر داد. چون مواد غذایی تدریجا" کاهش یافتند، تنازع بقا میان نوکلئوپروتئین‌ها به خاطر به دست آوردن آن‌ها، تشدید شد. از میان جهش‌هایی که قدرت تنازع را زیاد کردند ممکن است جهش مربوط به افزایش درجه همبستگی ملکول‌ها به یک‌دیگر (یا درجه چسبندگی مولکول‌ها) بوده باشد. موادآلی دارای سازمان پیچیده عموما" خاصیت چسبندگی دارند و هرکس که یک بار تخم‌مرغ، گوشت، کله‌پاچه یا سریشم را دست زده باشد به این نکته توجه یافته است. ملکول‌های جدید نوکلئوپروتئین بسیار چسبنده هستند و تغییراتی که بر اثر جهش در آن‌ها روی داده است، ممکن است که این خاصیت را به درجات گوناگون در آن‌ها تقویت کرده باشد. بنابراین، چنان‌که در بالا اشاره شد، بعضی از نخستین نوکلئوپروتئین‌ها، صاحب خاصیت چسبندگی و تولید توده‌های مولکولی شدند.

      احتمال می‌رود که این‌گونه توده‌های مولکولی توانسته باشند، به نوبه خود، قشری از مواد غذایی به دور خود جمع کنند. چنین قشری که مرکب از غذاهای آماده برای تغذیه مولکول‌های توده بود، در دسترس مولکول‌های آزاد قرار نداشت. هر جهشی که، در نتیجه تاثیر اوضاع محیط، درجه‌ی چسبندگی مولکول‌ها را زیاد می‌کرد، خود امتیازی به نفع توده‌های ملکولی بود و چنین جهش‌هایی بودند که تکامل توده‌های متنوع نوکلئوپروتئین‌ها را پیش بردند. با این روش سرانجام ویروس‌مانندها به وجود آمدند.

      در حال حاضر، ویروس‌ها توده یک‌پارچه‌ای از ملکول‌های نوکلئوپروتئین هستند که در قشر نازکی از مواد پروتئینی محصورند. تولیدمثل و جهش و تکامل ویروس‌ها وضع خاصی دارد. ویروس‌های کنونی به حدی به نخستین ویروس‌ها (ویروس‌مانندها) شباهت دارند که امکان دارد از جانشینان مستقیم آن‌ها باشند. همه‌ی ویروس‌های کنونی انگل‌اند. یعنی تنها هنگامی آثار حیاتی بروز می‌دهند که در پیکر جانوران یا گیاهان زنده دیگر به سر برند. ویروس‌ها در خارج از بدن موجودات زنده دیگر، موادشیمیایی بی‌اثری بیش نیستند و قدرت تولیدمثل ندارند.

      به‌علت زندگی انگلی‌داشتن ویروس‌های کنونی، بیش‌تر زیست‌شناسان درباره‌ی اشتقاق آن‌ها از ویروس‌مانندها مردد هستند و بر این عقیده‌اند که ویروس‌های کنونی جانشینان انحطاط یافته موجودات زنده‌ای هستند که از نظر خواص حیات پیش‌رفته‌تر از شبه ویروس‌ها بوده‌اند. ممکن است این نظر درست باشد ولی یقین نیست. گیاهان و جانورانی که میزبان ویروس‌های کنونی هستند، درست به همان‌گونه غذا در دسترس این انگل‌ها می‌گذارند که در اقیانوس غذا در دسترس ویروس‌‌مانندها قرار داشت. اگر ویروس‌مانندها را از اقیانوس محتوی غذای لازم جدا می‌ساختند، مسلما" به توده‌های شیمیایی بی‌اثر و فاقد قدرت تولید مثل تبدیل می‌شدند. درست به همان‌گونه که حیوانات کنونی میزبان ویروس‌های انگل هستند، اقیانوس‌اولیه نیز میزبان ویروس‌مانندها بود. هنگامی که اندوخته‌ی‌ غذایی اقیانوس‌اولیه کاهش یافت، ممکن است که شبه ویروس‌ها منبع غذایی دیگری در بدن موجودات زنده دست و پا کرده باشند. احتمال دارد که ویروس‌مانندهای اولیه بدین روش به سوی زندگی انگلی سوق داده شده باشند و در نتیجه از اجداد ویروس‌های کنونی به شمار می‌روند.

سلول

      مرحله ویروس‌مانند هنوز مرحله ظهور جان‌داران حقیقی نبود، درست به همان‌گونه که ویروس‌های کنونی در حد واسط میان جان‌داران و مواد بی‌جان قرار دارند. روش توده‌شدن مولکول‌ها که سبب پیدایش ویروس‌مانندها شد، ممکن است موجب ظهور جان‌داران حقیقی نیز شده باشد. چنان‌که نوشتیم نخستین ویروس‌مانندها عبارت بودند از توده‌ی مولکول‌های نوکلئوپروتئینی که در قشر نازکی از پروتئین محصور بودند. احتمال دارد که جان‌دار حقیقی در نتیجه‌ی جمع‌شدن مواد دیگری، علاوه بر پروتئین‌ها، به دور هسته‌ی نوکلئوپروتئینی ظاهر شده باشند. حتا ممکن است که بعضی از توده‌ها موفق شده باشند که خود را در لایه‌ی ضخیم‌تری مرکب از مواد غذایی گوناگون کانی و آلی هم‌راه مقداری آب محصور سازند. نخستین سلول ممکن است بدین روش تکوین یافته باشد: "هر سلول قطره‌ای میکروسکپی مرکب از مواد گوناگون موجود در اقیانوس‌اولیه بود که پرده‌ی نازکی آن را از خارج محدود می‌کرد و یک یا چند توده‌ی ملکولی نوکلئوپروتئین در میان داشت". بدیهی است که این سلول‌ها همه‌ی خواص ویروس‌مانندها را داشتند، یعنی می‌توانستند موادخام را از اقیانوس بگیرند و به خاطر نوکلئوپروتئین خود تولیدمثل کنند، جهش یابند و تکامل کنند. اما قرار داشتن موادشیمیایی گوناگون در اطراف توده‌ی نوکلئوپروتئینی می‌بایست قاعدتا" خواص تازه‌ای در آن‌ها به وجود آورده باشند. مجموع این خواص، چه نو، چه کهنه، در یک قطره میکروسکپی متمرکز شد و چیزی به ظهور رسانید که به نام "جان‌دار" می‌شناسیم. بدین روش و با پیدایش نخستین سلول‌ها، متجاوز از سه میلیارد سال پیش، مرز میان جان‌دار و بی‌جان پشت سر گذاشته شد، و از آن پس زمین صاحب موجوداتی شد که به راستی زنده بودند. این‌ها موجودات زنده‌ی تک سلولی بودند.

فعالیت‌های حیاتی سلول

      اکنون باید دید که خواص تازه‌ی این موجودات تک سلولی چه بوده است، یکی از این خواص، که اهمیت قاطعی بر سایر خواص داشت، فرایند تخمیر1 (تنفس بی‌هوازی) بود. بدین معنی که سلول می‌توانست بخشی از غذاهای درون خود را به منزله‌ی منبع انرژی به کار برد.

      چنان‌که می‌دانیم وقتی که دو ملکول A و B با هم ترکیب شوند تا مولکول سومی (B-A) به وجود آورند، دست‌کم یک اتم ملکول A به یک اتم ملکول B متصل می‌شود. این اتصال، دو ملکول A و B را به صورت ملکول بزرگ‌تر (B-A) در می‌آورد. برای وقوع چنین واکنشی، مقداری انرژی از خارج لازم است، بدین صورت:

(B-A)                                 انرژی+  A+B

      وقتی که ملکول بزرگی به دو ملکول کوچک‌تر تجزیه می‌شود، دست کم یک اتصال گسیخته می‌شود و انرژی آن آزاد می‌گردد:

انرژی+ A + B                                  (B-A)

      اگر اوضاع مناسبی در حول این تجزیه فراهم باشد، انرژی آزاد شده از گسیختن اتصال، ممکن است به کار ترکیب جدیدی بیاید. این چیزی است که در بدن موجودات زنده همواره روی می‌دهد بنابراین در نتیجه‌ی تجزیه یک ملکول به گروه‌های اتمی کوچک‌تر یا حتا با اتم‌های آزاد، مقداری از انرژی شیمیایی مولکول آزاد می‌گردد. مولکول‌های آلی، بخصوص، منابع سرشاری از انرژی شیمیایی هستند و این‌گونه مواد از اجزای سازنده‌ی سلول‌ها بوده‌اند. تجزیه‌ی شیمیایی مواد غذایی درون سلول ممکن است به تخمیر انجامیده باشد و سلول‌ها توانسته باشند از آن راه انرژی به دست آورند.

      یکی از محصولات تخمیری کربن‌دی‌اکسید (₂CO) بود و در حال حاضر نیز تخمیر چنین محصولی دارد. با آغاز شدن فرایند تخمیر، کربن‌دی‌اکسید بیش‌تری تولید شد و در آب اقیانوس وارد گشت. بخشی از کربن‌دی‌اکسید در آب اقیانوس حل شد و بقیه وارد اتمسفر شد. حاصل آن‌که گازی در اتمسفر شروع به جمع شدن کرد، که قبلا" به مقدار قابلی در آن موجود نبود. چنان‌که می‌بینیم از طریق فعالیت‌های زیستی، اوضاع فیزیکی زمین شروع به تغییر کردن نمود.

      کربن‌دی‌اکسید موجود در اتمسفر، مانعی برای رسیدن اشعه‌ی پرانرژی خورشید به سطح زمین است. تجمع تدریجی این گاز در اتمسفر اولیه سبب شد که از رسیدن بعضی از اشعه‌ی پرانرژی خورشید به سطح زمین ممانعت به عمل آید.

      چنان‌که خواهیم دید، وجود کربن‌دی‌اکسید در محیط، خود به روش دیگری سبب رشد و تکامل بعدی ماده‌ی زنده شد.

      ظهور این قابلیت در سلول‌ها یعنی پیدا شدن قدرت به دست آوردن انرژی از مواد درون خود، باعث وقوع بعضی از فرایندهای انرژی‌زا شد. از این همه‌ی واکنش‌هایی که به ترکیب مواد یا مبادله‌ی اتم‌ها میان مواد یا تغییر ترتیب اتم‌های مواد می‌انجامید و پیش‌تر منحصرا" در پهنه‌ی اقیانوس‌ها صورت می‌گرفت، درون سلول انجام گردید. از این گذشته چون اجزای لازم برای واکنش‌های گوناگون همه گردهم و درون سلول فراهم بودند، به علاوه پروتئین که به منزله‌ی آنزیم برای تسریع واکنش‌ها به کار می‌رفت نیز مستقیما" در دسترس سلول بود، واکنش‌‌ها سریع‌تر و مطمئن‌تر صورت گرفتند و از آن‌جا که انرژی پیوسته در داخل سلول تولید می‌شد، واکنش‌ها بدون نیاز به تخلیه الکتریکی یا اشعه‌ی پرانرژی خورشید انجام گرفتند.

      حاصل آن‌که سلول توانست نه تنها نوکلئوپروتئین بسازد بل‌که همه‌ی مواد آلی پیچیده را نیز پس از جذب موادخام از اقیانوس، تهیه کرد. این محصولات سلولی درون آن جمع شدند و به ابعادش افزودند و به رشد سلول انجامیدند.

      سرانجام فعالیت‌های گوناگون سلولی با احتیاجات زمان و مکان، هماهنگ شد و چنان‌که بعدا" خواهیم دید، نوکلئوپروتئین‌های درون سلول، اثر مهمی در کنترل این فعالیت‌ها پیدا کردند. به علت وجود نوکلئوپروتئین‌ها و تاثیر آن‌ها در فعالیت‌های سلولی، سلول‌ها توانستند، علی‌رغم اوضاع متغیر محیط، همواره در حالت پایداری به سربرند. در حال حاضر بعضی از نوکلئوپروتئین‌های سلول، علاوه بر کارهایی که سابقا" داشتند، یعنی علاوه بر تامین رشد و تکامل سلول، به کار اداره و تنظیم فعالیت‌های سلول نیز می‌آیند. این نوکلئوپروتئین‌های نو همان ژن‌ها هستند. نوکلئوپروتئین‌های آزاد اقیانوس‌اولیه، نه تنها اخلافی (جانشینان) به صورت ویروس‌های کنونی تولید کردند بل‌که موجد (به وجود آوردن) ژن‌ها که در سلول‌های پیکر همه موجودات زنده وجود دارند، نیز شدند.

      نتیجه آن‌که سلول‌های اولیه می‌توانستند تخمیر کنند و به ترکیب کردن مواد به پردازند، رشد کنند و تقسیم شوند و حالت پایدار خود را هم‌چنان حفظ کنند. از این گذشته می‌توانستند مستقلا" تغذیه کنند و نوکلئوپروتئین‌هایی به وجود آورند که جهش و تکامل یابند. این قابلیت‌ها را برروی هم به نام آثار حیاتی می‌شناسیم.

      احتمال دارد که در هر یک از نخستین سلول‌ها، تعدادی توده‌های نوکلئوپروتئینی محتوی ژن، بیش از یکی بوده است. در اخلاف بعضی از این سلول‌ها توده‌ها پراکنده و بی‌نظم قرار گرفتند. این وضعی است که در حال حاضر در سلول‌هایی مانند باکتری‌ها که هنوز صورت اجدادی دارند دیده می‌شود. –شناخت حال کلید درک گذشته را در اختیار ما قرار می‌دهد- اجداد باکتری‌های کنونی نیز مانند اجداد ویروس‌های کنونی به درستی معلوم نیستند ولی باکتری‌های کنونی، از نظر ساختمان و فعالیت‌های حیاتی، بسیار شبیه چیزی هستند که ما نخستین سلول‌ها را بدان صورت می‌پنداریم و این نخستین سلول‌ها ممکن است اجداد باکتری‌های کنونی باشند.

      در گروه دیگری از نخستین سلول‌ها، توده‌های نوکلئوپروتئینی پراکنده باقی نماندند بل‌که به صورت سازمان واحدی به نام هسته گردهم آمدند. نخستین سلول‌های واجد هسته‌ی مستقل محتوی ژن، احتمالا" اجداد بسیاری از انواع سلول‌های کنونی بودند.

ادامه دارد

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: