پیشنوشت یک: متنی که در ادامه خواهید خواند صرفا یک نظریه است و قسمتی از درک نویسنده درباره این موضوع که به مرور از مطالعه منابع مختلف به دست آمده و ممکن است بخشی از آن و یا از اساس اشتباه باشد.
پیشنوشت دوم: متن پیش رو طولانی و در بخشهایی پیچیده است پس اگر عجله دارید مطالعه این متن را به فرصتی دیگر محول کنید. در ضمن و به دلیل بی حوصلگی (تنبلی) از تصاویر در آن استفاده نکردم و متن هم ویرایش نشده و اشتباهات املایی و نگارشی به وفور در آن وجود دارد. (به بزرگی خودتان ببخشید)
تابحال شده به این فکر کنید موجودات زنده اطرافمان و حتی خود ما چگونه به وجود آمده ایم. تابحال به تنوع موجودات و پیچیدگی هر کدامشان فکر کرده اید. نظریه ها و افسانه های زیادی در این مورد وجود دارد ولی من در این مقاله قصد دارم داستان متفاوتی را روایت کنم. داستانی که ممکن است نگاه شما را به زندگی تغییر دهد. داستانی برای آنان که به دنبال حقیقت هستند و تحمل چشیدن تلخی آن را دارند. من سعی میکنم توضیح دهم که چگونه حیات به صورت خود به خود به جود آمد.
همانطور که همه ما میدانیم٬ همه چیزهایی که در اطراف مان است از جمله خود ما و تمام موجودات زنده دیگر از اتمها تشکیل شده اند. توده ای از اتم ها که با یک نظم بسیار بسیار بسیار پیچیده در کنار هم قرار گرفته اند و در تعامل با هم ماشینی را ساخته اند که ما نمونه ای از آن هستیم. تا اینجای کار کاملا واضح است. مشکل اینست توضیح دهیم چگونه نظم موجود بین این توده عظیم از اتم ها به وجود آمده است. آیا امکان آن وجود دارد که این نظم به طور اتفاقی به وجود آمده باشد یا اینکه کسی یا چیزی تک تک اتم های بدن ما را با این ظرافت و نظم کنار هم چیده و ما را به وجود آمده باشیم. واقعیت این است که میشود به طور اتفاقی یک انسان را از توده در هم از اتم ها به وجود آورد البته برای اینکار به یک همزن بزرگ احتیاج داریم چندین کیلو گرم اتم های مختلف سازنده بدن انسان. بعد فقط باید دکمه روشن کردن همزن را بزنیم و صبر کنیم. البته باید صبور باشید چون خیلی طول میکشد که این نظم اتفاقی شکل بگیرد. آنقدر که کل عمر کائنات به اندازه پلک زدنی در مقابل این زمان میماند. خب فکر نکنم آنقدر ها صبر و حوصله داشته باشیم پس همزن را خاموش میکنیم و به دنبال راه دیگری میگردیم. شاید راه حل دیگری هم وجود داشته باشد که بتوانیم یک موجود پیچیده زنده را به شکل خود به خودی به وجود بیاوریم. برای اینکار میتوانیم از مهمترین مفهوم هستی کمک بگیریم. (اصل بقای با ثبات ها)
دنیا پر است از چیزهای با ثبات و بیشتر از آن چیزهای بی ثبات. ولی چیزهای بی ثبات باقی نمیمانند چون بی ثبات هستند به همین سادگی. نظم چیزی نیست جز یک الگوی تکرار شونده و لازمه یک الگوی تکرار شونده چیزی نیست جز ثبات. معمولا چیزهایی که برای ما انسانها جالبند چیزهای دارای الگو هستند چون ذهن ما تکامل پیدا کرده که الگو ها را تشخیص دهد، برای همین معمولا چیزهای بی ثبات و بی نظم را نادیده میگیریم و توجه مان را بر روی چیزهای با نظم قرار میدهیم.
برای درک بهتر مفهوم ثبات و نظم بهتر است از چند مثال استفاده کنیم. برای اولین مثال گردش ماه به دور زمین را در نظر بگیرید. همانطور که میدانید ماه در فاصله مشخصی از زمین قرار دارد و تقریبا هر سی روز یک بار به دور زمین میچرخد و در مداری تقریبا دایرهای حرکت میکند. دلیل گردش ماه در یک مدار دایرهای به دور زمین توازن دو نیرو است، یکی جاذبه و دیگری نیروی گریز از مرکز. فرض کنید تکه سنگی را به انتهای نخی وصل کردهاید و آن را میچرخانید، جاذبه زمین و ماه حکم آن نخ را دارد و سرعت چرخش سنگ همانند سرعت چرخش ماه به دور زمین است. اگر شما آن تکه سنگ را با سرعت زیادی بچرخانید احتمالا فشاری که به نخ میآید باعث پاره شدن نخ میشود و سنگ به جهت مخالف شما پرتاب خواهد شد. اگر سرعت چرخش ماه هم زیاد شود مانند آن تکه سنگ احتمالا دیگر جاذبه نمیتواند نیروی گریز از مرکز آن را تحمل کند و از مدار خارج می شود و در فضا رها خواهد شد. همچنین اگر کمی سرعت چرخش ماه کم شود جاذبه زمین آن را به سمت خود میکشد و به زمین سقوط خواهد کرد. همانطور که دیدید ماه نمونه خوبی از یک سیستم منظم هست، ولی چه چیزی باعث به وجود آمدن این نظم شده؟ چطور می شود که ماه دقیقا در فاصله درستی از زمین و با سرعت چرخش کاملا دقیقی به دور زمین بچرخد؟ چه چیزی این چنین نظمی را به وجود آورده؟ چقدر احتمال آن وجود دارد که همه این عوامل به طور اتفاقی در کنار هم گرد آمده باشند؟
برای پاسخ به این سوال باید در زمان سفر کنیم و به زمان پیدایش کره ماه برگردیم. چیزی که در آن ایام مشاهده میکردید توده های بزرگ گرد و قبار و تخته سنگ هایی بود که بر اثر برخورد یک سیارک با زمین جوان در فظا معلق شده بودند، یک هرج و مرج واقعی، تکه های بزرگ سنگی که در هر جهت حرکت میکردند و به هم میخوردند. برخی از این سنگ ها که بزرگ تر بودند سنگ های کوچکتر اطراف خود را جذب میکردند و دائم بزرگتر میشدند و باز با هم برخورد میکردند و مسیرشان تقییر میکرد، نمونه کاملی از یک سیستم بی ثبات. ولی قسمت مهم این داستان این بود که آن تکه سنگهای بی ثبات که سرعت مناسب نداشتن یا در جهت درستی حرکت نمیکردند یا به زمین سقوط کردند یا در فظا به راه خود ادامه داند تا گرفتار جاذبه تخته سنگ های بزرگ تر شوند و روی آنها سقوط کنند. برخی از آنها جلو تر رفتند و به کمربند سیارکی بین زمین و مریخ رسیدند و برخی دیگر حتی از مرزهای منظومه شمسی عبور کردند و در فضا ناپدید شدند. ولی فقط یک توده سنگ بود که سرعت و جرم مناسبی داشت و به مرور در فاصله مناسبی از زمین قرار گرفت و به ثبات رسید و باعث شد آسمان زمین در شب نورانی شود. شاید اگر خوش شانستر میبودیم الان چند ماه در آسمان داشتیم و شب هایمان نورانی تر میبود.
همانطور که دیدید کل این فرایند به صورت خود به خودی اتفاق افتاد و هیچ کسی به صورت دستی نظمی برای آن اعمال نکرد، فقط آنها که مناسب بودند به ثبات رسیدند و ماندند و آنها که مناسب نبودند از مدار خارج شدند. به همین سادگی.
اگر به اطراف نگاه کنید نمونه های زیادی از نظم به وجود آمده از اصل بقای با ثبات ها را میببینید. از سیارات و کهکشان ها گرفته تا دنیای میکروسکپی اتم ها و زیر اتم ها. در خورشید اتمهای هیدروژن با هم جوش میخورند و هیلیوم را به وجود میآورند چون در آن فشار و دما با ثبات ترین حالت برای آنهاست. حبابهای صابون کروی اند زیرا برای لایه نازکی که درونش پر از گاز است این یک هیئت باثبات است.
وقتی اتمها به هم میرسند با هم واکنش شیمیایی نشان میدهند و با هم مولکولهایی را میسازند که ممکن است با ثبات باشند. این مولوکول ها ممکن است خیلی درشت باشند. بلوری مانند الماس را میتوان یک مولوکول درشت به حساب آورد مولکولی که از نظر ثبات زبانزد و اما از نظر ساختار بسیار ساده میباشد چون ساختار اتمی درون آن بینهایت تکرار شده است. با این حال مولکول های درشت دیگری هستند که بسیار پیچیدهاند و پیچیدگی شان در سطوح مختلف آشکار میشود. هموگلوبین خون ما نمونه ای از یک مولکول پیچیده است که از ترکیب نوعی مولکول پروتئین به نام گلوبین و یک رنگدانه آهندار به نام هِم تشکیل شده. مولکول گلوبین از رشته ای مولکول ریزتر به نام آمینواسید تشکیل شده که هر کدام از آن آمینواسیدها خود از چندین اتم مختلف که به شکل خاصی کنار هم قرار گرفته اند. در مولکول هموگلوبین 574 آمینواسید وجود دارد. این آمینواسید در چهار رشته به هم تابیده قرار دارند و با هم یک ساختار سه بعدی گوی مانند فوقالاده پیچیده میسازند. مدلی از یک مولکول هموگلوبین ساختاری شبیه یک بوته خار در هم فشرده است اما بر خلاف خاربن واقعی طرح پیچیدگی خارهای آن اتفاقی نیست بلکه ساختار معینی دارد. طرحی که بدون هیچ شاخک یا پیچ و تاب نابجا بیش از 6000 میلیون میلیون میلیون بار در بدن یک انسان معمولی تکرار شده است. آنها با سرعتی حدود 400 میلیون میلیون عدد در ثانیه به وجود میآیند و تقریبا بعد از حدود 120 روز به آهستگی از بین میروند و دوباره به اسیدهای آمینه تجزیه میشوند.
هموگلوبین یک مولکول امروزی است. از آن استفاده کردم تا نشان دهم اتمها تمایل دارند به صورتی با ثبات ظاهر شوند حتی برای بازه زمانی کوتاهی مثلا 120 روز. نکته قابل ذکر اینکه قبل از پیدایش حیات در کره زمین بر اثر فرایندهای فیزیکی و شیمیایی تکامل حاشیه ای برخی مولکول ها رخ داده است. لزومی ندارد به دنبال نقشه یا جهت خاصی در این کار بگردیم هر گاه گروهی از اتم ها در معرض انرژی طرح معینی به خود بگیرند این گرایش وجود دارد که در همان حالت بمانند و عملا شکلهای با ثبات باقی میمانند و بیثباتها از بین میروند و چیز اسرار آمیزی در اینجا وجود ندارد. به عبارتی آنچه رخ داده است باید رخ میداد.
تا اینجا متوجه شدیم که برای رسیدن به نظم لزوما به ناظم نیازی نداریم و اصل بقای با ثبات ها میتواند به صورت خود به خود نظم را به وجود آورد حال برمیگردیم به سوال اول مان. موجودات زنده چگونه به وجود آمدند؟ خب نباید انتظار داشته باشیم پیدایش موجود پیچیدهای مانند انسان را فقط با همین اصول شرح دهیم. در اینجاست که نظریه داروین در کلی ترین صورت خود به داد ما میرسد. نظریه داروین از آنجایی وارد قضیه میشود که روند کند تشکیل مولکول ها به پایان رسیده است.
برای درک قضیه بهتر است در ابتدا ویژگیهای یک موجود زنده را بررسی کنیم. برای ساده شدن از یک تکسلولی به عنوان نمونه استفاده میکنیم. یک تکسلولی از تقسیم یک سلول به دو بخش به وجود میآید مدتی از منابع اطراف تغذیه میکند و باز نمونه ای مثل خود را میسازد و در نهایت میمیرد و احتمالا غذای سلول های دیگر میشود. در این مثال میبینیم که اصلی ترین ویژگی یک تکسلولی همتاسازی آن است. یعنی مواد اطراف را جذب کند و با استفاده از آن نمونهای مثل خود را بسازد و در نهایت نابود شود. پس برای ساخت حیات به یک همتاساز نیاز داریم. خب چگونه یک همتاساز به وجود بیاوریم.
برای این کار سوار ماشین زمان خیال میشویم و به گذشته های خیلی دور سفر میکنیم. به زمانی که هنوز حیات بر روی کره زمین وجود نداشت. شرایط محیطی در آن دوران بسیار متفاوت با الان بود. دریا ها پر از مواد شیمیایی و معدنی بود و در آن ترکیباتی چون متان، آمونیاک، سولفید هیدروژن، دیاکسید کربن، منوکسید کربن و فسفات به وفور یافت میشد. زمین مرتب مورد بمباران شهابسنگها و رعد و برق قرار داشت و این شرایط مناسبی برای رخ دادن واکنشهای شیمیایی بود.
در سال 1953 دو دانشمند به نام های استنلی میلر و هارولد یوری آزمایشی را انجام دادند که شرایط اولیه زمین را شبیه سازی میکرد. آنها ترکیبی از گازهای آمونیاک، هیدروژن، بخار آب و متان را درون محفظهای قرار دادند و سیستمی برای به جریان در آوردن و گردش مواد و همچنین الکترودهایی درون آن تعبیه کردند که با ایجاد قوس الکتریکی شرایط رعد و برق های گذشته را شبیه سازی کند. چیزی که بعد از چند هفته درون آن ظرف پدید آمد بسیار جالب بود. سوپ قهوهای رنگی شامل مولکولهای اغلب پیچیده مخصوصا آمینواسید ها که سنگ بنای پروتئینها هستند دیده شدند.
بعد از آنها هم دانشمندان زیادی آزمایشات مشابهی انجام دادند و توانستند مولکولهای بسیار پیچیدهای را ایجاد کنند که برخی از آنها مواد آلی به نام های پیورین و پیرمیدین بودند که مواد تشکیل دهنده DNAهستند.
فرایندهایی شبیه این آزمایشات باید منجر به پیدایش سوپ اولیه ای شده باشد که از نظر زیست شناسان و شیمیدانان حدود سه یا چهار هزار میلیون سال پیش دریاهای آن زمان را تشکیل میداد. این مواد آلی در جاهایی متراکم شدند و تحت تاثیر تابش اشعه ماورابنفش و رعد و برق ها به هم پیوستند و مولوکول های پیچیده تری را ایجاد کردند.
فرض کنید در جایی به صورت تصادفی یک مولکول استثنائی و خاص ایجاد شد که ویژگی همتاسازی داشت. این مولکول لزوما بزرگترین و پیچیده ترین مولکول در آن دوروبر نبود فقط یک ویژگی فوق الاده داشت که میتوانست مولکولی مانند خودش را ایجاد کند. رخدادن همچین حادثه ای آنچنان دور از ذهن نیست مخصوصا با میلیونها سال زمانی که فرصت داشت تا این اتفاق بیفتد.
یک مولکول درشت را در نظر بگیرید که از رشته ای مولکول واحد ساختاری تشکیل شده است که در آن سوپ اولیه به وفور یافت میشد. حال در نظر بگیرید مولکولهای واحد ساختاری کششی نسبت به هم دارند و به هم میچسبند و خود به خود رشتهای بادوام مانند آن همتاساز اولیه ایجاد میکنند. این فرایند ممکن است به صورت تدریجی با تلنبار شدن لایه ای بر روی لایه دیگر ادامه پیدا کند. این همان ترتیبی است که بلور ایجاد میشود. از طرفی ممکن است در زمانهایی این دو رشته از هم جدا شوند که در آن صورت دو همتاساز داریم که هر یک میتواند به ساخت نسخههایی از خود ادامه دهند. و در این زمان بود که نوع جدیدی از ثبات در دنیا به وجود آمد.
به محض اینکه آن مولکولهای همتاساز اولیه به وجود آمدند شروع به ساخت نمونههای مشابه خود کرد و در سراسر دریاهای پخش شد و تا جایی پیش رفت که دیگر مولکولهای واحد ساختاری که برای ایجاد همتاسازهای جدید لازم بود کمیاب شد و تشکیل مولکول های همتاساز جدید به ندرت اتفاق میافتاد.
اما حالا باید یک خاصیت مهم فرایند نسخه برداری همتاسازها را ذکر کنم: این فرایند بی نقص نیست.
این بی دقتی در فرایند نسخه برداری همتاسازها کلید تکامل تدریجی حیات بود. ما نمیدانیم همتاسازهای اولیه با چه دقتی نسخه هایشان را میساختند ولی بازماندگان امروزی شان یعنی DNA ها در این کار به طرز شگفت آوری قابل اعتمادند ولی آنها هم گاهی اشتباه میکردند و در نهایت این اشتباهات بود که تکامل را ممکن ساخت. احتمالا آن همتاساز های اولیه خیلی بیشتر اشتباه داشتند.
وقتی نسخه برداریهای پر غلط انجام شد آن سوپ اولیه پر شد از همتاسازهای متفاوتی که همه از بازماندگان آن نیای مشترک بودند. آیا تعداد بعضی رقم ها بیشتر از رقم های دیگر بود؟ بله. با اطمینان میتوان گفت برخی گونه ها پایداری بیشتری داشتند و احتمال از هم پاشیدنشان کمتر از باقی بود. البته نه بخاطر اینکه ماندگاری بیشتری داشتند بلکه زمان بیشتری برای ساخت نسخه هایی از خود در اختیار داشتند. بنابراین همتاسازهای ماندگارتر رو به افزایش نهادند. در شرایطی که چیزهای دیگر یکسان میبود یک روند تکاملی در جهت ماندگاری مولکول ها برقرار میشد.
ولی احتمالا چیزهای دیگر یکسان نبود.یک ویژگی دیگر همتاساز که برای انتشارش اهمیت بیشتری داشت سرعت نسخه برداری یا زایش بود. اگر مولکول های همتاساز نوع A نسخه های مشابه خود را هفته ای یک بار میساختند و مولکول های همتاساز نوع B هر ساعت یک بار پس به راحتی میبینیم که مولکول های همتاساز نوع A به زودی از راه به در میشدند و نوع B جای آنها را میگرفت.
ویژگی سوم همتاسازهای که میتوانست نقش مثبتی در گزینش آنها ایفا کند دقت در همتاسازی بود. اگر مولکول های نوع X و نوع Y هر دو ماندگاری و سرعت نسخه برداری یکسانی داشتند و اگر مولکول نوع X در هر 10 نسخه یک اشتباه و مولکول نوع Y در هر 100 نسخه برداری یک اشتباه میکرد یقینا نوع Y بیشتر میشد و نوع X نه فقط زادگان دارای اشتباه خود را از دست میداد بلکه زادگان زادگان خود را نیز به مرور از دست میداد.
اگر شما از قبل درباره تکامل چیزی بدانید ممکن است در ویژگی سوم تناقضی ببینید. آیا میشود در این نظر که اشتباه در نسخه برداری پیشنیاز ضروری برای رخ دادن تکامل است و این عبارت که انتخاب طبیعی امانت در نسخه برداری را ترجیح میدهد و یا به عبارت دیگر اینکه نسخه برداری صحیح حالت با ثبات تری دارد سازش برقرار کنیم؟ پاسخ این است که هر چند تکامل به صورت آشکار چیز خوبی به نظر میرسد حداقل به این دلیل که ما حاصل آن هستیم ولی در واقع در هیچ چیز میل به تکامل وجود ندارد و ثبات اصل بنیادی تری است. اما خب اشتباه اجتناب ناپزیر است و تکامل چیزی است که وقوعش علارقم میل باطنی همتاساز ها و ژن های امروزی رخ میدهد
برگردیم به سوپ اولیه که پر از مولکولهای باثبات شده بود مولکولهایی که روندهای تکاملی شان در جهت این سه نوع ثبات به پیش میرفت. به این صورت که اگر دور دو زمان مختلف از این سوپ نمونه برداری میکردید حتما در نمونه دوم نسبت بیشتری مولکول همتاساز با ماندگاری و طول عمر بیشتر سرعت نسخه برداری بالاتر و امانت داری بیشتر در نسخه برداری و همانند سازی مشاهده میگردید. در واقع این همان تکامل است که نمونه آن را در موجودات زنده امروزی هم میبینیم.
آیا آن مولکول ها هدف و نقشه ای داشتند یا میتوانستند درباره اینکه چه چیزی به صلاحشان است تصمیم بگیرند؟ مطمعنا جواب این سوال خیر است. مولکولها مواد بیجان هستند هیچ برنامه ای برای روند تکاملی خود ندارند. همه این روند بدون هیچ هدف و نقشه ای انجام میشود و تنها چیزی که باید رخ دهد رخ میدهد. باثبات ها باقی میمانند و بی ثبات ها از بین میرند این همان انتخاب طبیعی است. نسل های بسیار زیادی از همتاساز ها در طول تاریخ درگیر این تنازع بقا بودند. آنها نمیدانستند در تلاشند و نگران نبودند. این کشمکش بدون اینکه احساس بدی ایجاد کند ادامه داشت.
هر اشتباه در نسخه برداری میتوانست باعث ایجاد سطح جدیدی از ثبات شود. برخی از آن مولکول ها به این ویژگی دست یافتند که بتوانند مولکول های همتاساز اطراف خود را به روشی تجزیه کنند و از واحد های ساختاری دیگران برای خود استفاده کنند. برخی دیگر هم به شکل اتفاقی داریای پوششی شدند که از ساختار مولکولی آنها در برابر محیط اطراف محافظت میکرد. و احتمالا اینگونه بود که اولین تکسلولی ها به وجود آمدند. البته در ابتدا بسیار ساده بودند ولی روند تکامل هیچوقت متوقف نمیشد و هر بار نسخه های پیچیده تر با ویژگی های بیشتر و ثبات بالاتر به وجود میآمدند.
همتاساز ها نه فقط به وجود آمدند بلکه برای خودشان ماشین بقا ساختند. ماشینی که در ابتدا بسیار ساده و در حد پوششی اطراف آنها بود ولی با تکامل رقبا و برای حفظ کارآمدی، ماشین بقای خود را ارتقاع دادند. در نقطه ای از زمان گروه هایی را تشکیل دادند تا هم بتوانند بهتر از خود در مقابل رقبا حفاظت کنند و هم بتوانند با تجزیه آنها به منابع لازم برای بقای خود دست پیدا کنند. و باز هم این روند ادامه داشت تا به امروز که آنها در ربات های بزگ و غول آسایی در حال جوش و خروشند و حاصل تلاش آنها برای بقا باعث شد که این تنوع بی نظیر از حیات در تمام کره زمین ریشه دواند و سیاره زمین را تسخیر کردنند و هنوز هم نزاع برای بقا ادامه دارد ولی با ماشین های بقای فوق پیشرفته که حتی تصور پیچیدگی آن در هر سطحی جز با شگفتی قابل وصف نیست.
آنها در من و شما هستند و ما را ساخته اند. جسم و ذهن ما را و پشتکار آنها علت نهایی وجود ماست. آنها از راهی دور آمده اند. از گذرگاه های تاریخ عبور کرده اند. جنگیدند و ماندند تا امروز که به عنوان ژن در بدن ما به راه خود ادامه دهند و ما ماشین بقای آنها شده ایم.
شاید با خواندن این متون دچار احساس پوچی شوید ولی در اینکه ما فقط ماشین بقا یک مشت مولکول هستیم چیزی از شگفتی وجودمان کم نمیکند. ما خوش شانس ترین اتمهای به هم پیوسته دنیا هستیم. ما احساس داریم. فکر میکنیم. حرکت میکنیم. با ماشین های بقا دیگر تعامل میکنیم. مهم نیست که تمام احساس ما حاصل واکنش توده ای ماده شیمیایی یا حرکت تعدادی الکترون درون ما به صورت پالس های الکتریکی باشد. مهم اینست که ما واقعا احساس میکنیم.
ما عاشق میشویم. باز هم مهم نیست که این حس عشق بر اثر تراوش دسته ای مولکول منو آمینه اسید به نام سروتونین باشد و بخشی از زنجیره ترفند ژن های برای هدایت ماشین شان در راه بقا. مهم این است که ما واقعا عاشق میشویم. عشق را حس میکنیم و عشق میورزیم.
اینکه دنیا معنی و هدف خاصی ندارد مهم نیست. مهم اینست که ما میتوانیم معنا و هدف خودمان را بسازیم.