تتناول أحدث الأبحاث من الجامعات والمراكز البحثية الأميركية والأوروبية نشأة الخلية الأولى على الأرض قبل حوالي 3.8 مليار سنة، وتتفق على أنها نتاج عملية تطورية طويلة وليست حدثاً مفاجئاً. في مقالنا اليوم شرح تفصيلي للمراحل الرئيسية التي يرجحها العلم بناءً على التجارب والأدلة. — تشكُّل اللبنات الأساسية للحياة …بعد تكوُّن الأرض، توفرت الظروف التي سمحت بتكون الجزيئات العضوية المعقدة من مواد بسيطة… الغلاف الجوي الأولي والطاقة : كان الغلاف الجوي خالياً من الأكسجين، وغنيًا بغازات مثل الميثان والأمونيا والهيدروجين وبخار الماء. كانت مصادر الطاقة مثل العواصف البرقية والأشعة فوق البنفسجية والشقوق الحرارية في قاع المحيطات شائعة…. تجربة ميلر-يوري الكلاسيكية : في الخمسينيات، أظهر العالمان ستانلي ميلر وهارولد يوري (جامعة شيكاغو، أميركا) أنه عند تعريض خليط من تلك الغازات لشرارات كهربائية (محاكاة للبرق)، تتشكل تلقائياً أحماض أمينية، وهي وحدات بناء البروتينات…. التجمُّع الذاتي للأغشية : الأغشية ضرورية لفصل الخلية عن بيئتها. تمتلك جزيئات .. الفوسفوليبيدات .. خاصية “ثنائية الألفة”، حيث يتجمع الجزء الكاره للماء تلقائياً بعيداً عن الماء مكوناً .. أغشية و حويصلات بسيطة هذه العملية تلقائية ولا تحتاج إلى إنزيمات. — فرضية “عالم الرنا” وجزيء الحياة الأولى ، Very primitive RNA …أكبر تحدي علمي هو تفسير ظهور نظام وراثي قادر على التكاثر والتطور… المعضلة القديمة : أيٌّ جاء أولاً، الحمض النووي (DNA) الذي يخزن المعلومات، أم البروتين الذي ينفذ الوظائف؟ كل منهما يعتمد على الآخر في الخلايا الحديثة. … الحل المقترح: جزيء الرنا (RNA) : يُعتقد أن جزيء ..الحمض النووي الريبوزي (RNA) كان الجزيء الأولي المحوري. والسبب أنه يمكنه أداء الدورين معاً: تخزين المعلومات الوراثية (مثل DNA) وتسريع التفاعلات الكيميائية كعامل مساعد “إنزيم” (مثل البروتين). الدليل على عالم الرنا : لا يزال داخل خلايانا الحديثة ما يؤكد هذه الفرضية، ف الريبوسوم (المصنع الذي يبني البروتينات) يعمل بواسطة مركز فعال من الـ RNA. كما اكتُشف أن لبعض جزيئات RNA قدرات تحفيزية (ريبوزايمز). — ولادة “الخلايا الأولية” (Protocells)كانت الخطوة الحاسمة هي دمج جزيء وراثي ذاتي التكاثر (مثل RNA) داخل حويصلة مغلقة… أهمية التغليف : عزَّل الغشاء الحويصلي الجزيئات الوراثية ووفر لها بيئة مستقرة، مما سمح لها بالتكاثر والمنافسة. الخلايا التي تمتلك ميزات أفضل (مثل استقرار أكبر أو تكاثر أسرع) أصبحت أكثر انتشاراً…. أبحاث حديثة في آليات التشكل : في عام 2023، نشر فريق بروفيسور نيل ديفاراج من جامعة كاليفورنيا سان دييغو (UCSD) بحثاً في مجلة ،، Nature Chemistry ،، يوضح كيف يمكن لأغشية الخلايا الأولى أن تتشكل في ظل ظروف ما قبل الحياة. أظهر الفريق أن جزيئين بسيطين (حمض أميني سيستئين وإستر ثيول) يمكن أن يتفاعلا تلقائياً على سطح معادن مثل السيليكا، لينتجا دهوناً تشكل حويصلات مستقرة، وذلك بتركيزات منخفضة مشابهة لما كان متوقعاً على الأرض البدائية…. دور الفقاعات والمنافذ الحرارية : تقترح نظريات أخرى أن .. الفقاعات في المياه الساحلية الدافئة أو المنافذ الحرارية القلوية في أعماق المحيطات وفرت بيئات مثالية لتكثيف الجزيئات العضوية وتشكيل هذه الخلايا الأولية…. التطور نحو الحياة المعقدةبعد ظهور الخلايا الأولية، استمر التطور عبر مليارات السنين نحو تعقيد أكبر…. تطور الاستقلاب : طورت الخلايا الأولى طرقاً بسيطة للحصول على الطاقة، مثل تحليل الجزيئات العضوية الموجودة (تخمُّر). لاحقاً، ظهرت ،، التمثيل الضوئي في البكتيريا الزرقاء، مما أدى إلى إطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي وتغيير كوكب الأرض بأكمله.،،، نظرية الاندماج الداخلي : تعود أصول خلايانا المعقدة (حقيقيات النوى) إلى حدث اندماج تعايشي. حيث ابتلعت خلية بدائية بكتيريا قادرة على التنفس بالأكسجين (أصبحت الميتوكوندريا) وأخرى قادرة على التمثيل الضوئي (أصبحت البلاستيدات .. في النباتات). الدليل على ذلك أن لهذه العضيات DNA خاصاً بها وتتكاثر منفصلة داخل الخلية.— نظرة على الأبحاث الحديثة والتحديات المستقبليةلا يزال السعي لفهم أصل الحياة مجالاً بحثياً نشطاً يجمع بين الكيمياء والأحياء والجيولوجيا…. البحث عن بيئات مناسبة : يبحث العلماء عن بيئات طبيعية (مثل البرك الطينية الدافئة أو الفتحات الحرارية المائية) يمكن أن تكون وفرت الظروف المثالية لاجتماع جميع مكونات الخلية الأولية في وقت ومكان واحد… التوليف في المختبر : يحاول الباحثون في معاهد مثل ،، معهد ج. كريج فينتر .. بناء خلايا اصطناعية بسيطة من الصفر لفهم المبادئ الدنيا للحياة، وهو إنجاز له تطبيقات في التكنولوجيا الحيوية ولكنه أيضاً يساعد في اختبار فرضيات النشأة…. أهمية القبول العلمي : يجب التأكيد على أن هذه السيناريوهات مدعومة بأدلة تجريبية ومستمرة في التطور، وهي .. نظريات علمية .. راسخة وليست مجرد تخمينات…. ختاماً : يمثل المسار العلمي لنشأة الخلية الأولى رحلة تطورية طويلة، تبدأ من جزيئات عضوية بسيطة تتشكل تلقائياً، مروراً بظهور جزيء وراثي ذاتي التكاثر ومحفز (RNA)، وانتهاءً بتغليفه داخل غشاء ليكون أول كيان قادر على التوريث والمنافسة والانتقاء الطبيعي. تظل التفاصيل مجالاً للبحث النشط، لكن الإطار العام مدعوم بقوة من مجموعة واسعة من الأدلة التجريبية والمشاهدات….

#المثقفون السوريون

#مجلة ايليت فوتو ارت.