Status Updates From The Edge of Evolution: The ...

بعد انتهاء نص الكتاب أضاف بيهي أربعة ملاحق لشرح بعض الموضوعات، أمتعها كيفية بناء سوط البكتيريا الذي يحركها. ليس التعقيد في كم البروتينات المتداخلة فقط ولكن في كيفية "تجميع" هذه البروتينات كل في مكانه. هناك بروتينات لا يمكن أن تعرف طريقها إلى السوط الناشئ إلا في صحبة بروتينات متخصصة في التوصيل. وهناك بروتينات مهمتها الحفاظ على البناء حتى إتمامه ثم تنسحب بعد ذلك. هذا النظام المترابط المحكم يستحيل أن ينشأ بصدفة عشوائية.

تنبأ العلماء أننا سنصنع في المستقبل روبوتات نانوية في حجم الذرات قادرة على تصنيع آلات ذرية، ولكن كانت المخاوف كما في أفلام الخيال العلمي أن يفلت التحكم في هذه الروبوتات النانوية. ولكن فات العلماء أننا بالفعل لدينا هذه الروبوتات النانوية من مليارات السنين، ففي البيولوجيا تعتبر الخلية الحية بكل ما فيها من تفاصيل وجزيئات روبوت نانوي nanobot قادر على القيام بمهام معقدة وقادر على أن ينسخ نفسه.

"Although some people value science chiefly for the control it affords us over nature or the benefits it brings, that's not its primary mission. The purpose of science is simply to understand the universe we live in, for its own sake. If that understanding leads to practical benefits, great. If not, it's okay, too. Science is an intellectual adventure, not a business trip."
Very well put ..

تفشل نظرية التطور في كثير من الأحيان في التنبؤ المؤكد عندما يتعلق الأمر بظاهرة بيولوجية ما. يعترف رئيس الأكاديمية الوطنية للعلوم: "إن الكيمياء التي تجعل الحياة ممكنة أكثر تطوراً ودقة من أي شيء اعتقدناه"، يقصد اعتقدوه وتنبأوا به وفقا لنظرية التطور. كذلك الحال في علم الأحياء التنموي التطوري الذي يحاول تطبيق نظرية التطور على مراحل تكوّن الكائن، يقول أحدهم: كانت الاكتشافات المذهلة في هذا المجال غير متوقعة بالمرة.

"From the far reaches of the universe to the depths of the cell, separate branches of modern science have all discovered astonishing, unexpected fine-tuning design."

قد تكون سمعت عن موقع كوكبنا الفريد من الشمس، فهو ليس قريبا كالزهرة لنحترق ولا بعيدا كالمريخ لنتجمد.موقعه مضبوط في المنطقة الصالحة للسكن. ولكن هذا الموقع الفريد ليس فقط على مستوى مجموعتنا الشمسية بل على مستوى مجرتنا درب التبانة. فلو كان كوكبنا في مجموعة قريبة من مركز المجرة أو في أطرافها لما أصبح هناك وجود للمعادن الثقيلة المهمة لنشوء الحياة.فمركز الأرض المعدنى يخلق مجال مغناطيسي ضروري لحماية الكوكب من الأشعة الكونية

تتكون الذرة من البروتونات والإليكترونات كما درسنا، كل منها له شحنة محددة. مقدار هذه الشحنات مضبوط بشكل مذهل، فلو تغير مقدار شحنة الإليكترون بمقدار ضئيل، لن تتمكن النجوم من حرق الهيدروجين والهيليوم، ولن تتمكن من الانفجار الذي يؤدي لانتشار عناصر الحياة. هذا الضبط الدقيق المسبَق لقيمة الشحنات وغير ذلك من القوانين الفيزيائية المهمة لنشوء الحياة على كوكبنا، جعل أحد العلماء يعلق: "يبدو أن الكون كان يعلم بقدومنا".

لو زرت مصنعاً لتصنيع السيارات هل يمكن أن تتخيل أن تكون الروبوتات المستخدمة في تجميع أجزاء السيارة مصنوعة بالصدفة؟ وماذا عن البرنامج الذي يتحكم بدقة في وظيفة وتوقيت كل من هذه الروبوتات؟ على المستوى الجزيئي تفوق الخلية أي مصنع متطور لأن آلياتها وجزيئاتها وحمضها النووي مطوية في مساحة بالغة الصغر. والبرنامج الذي ينظم كل هذه العمليات معقد ومتشابك،
ابحث عن
Gene regulatory networks
وتمعن في تعقيد هذه الخرائط التنظيمية

جينات hox مسؤولة عن تنظيم عملية نمو الذبابة في مراحلها الأولى وكأنها تضع البناء الذي سيبدو عليه جسم الذبابة فيما بعد. والعجيب أن ترتيب أجزاء جسم الذبابة (الرأس والصدر والبطن) هو نفسه ترتيب جينات hox المسؤولة عنها على الحمض النووي! وتحت عنوان "كيف تصنع ذبابة"، وضح المؤلف كم الصعاب أمام هذا الأمر، ودور جينات hox. هل هي مصادفة أن يتم اكتشاف هذه الجينات لأول مرة في الذباب وهو المثال الذي اختاره الله ليتحدى به خلقه؟

تحتوي خلية الإنسان على أكثر من عشرة آلاف نوع من البروتينات، وبغض النظر عن صعوبة نشوء البروتين الواحد المعقد بطريقة الطفرات العشوائية، فالسؤال هو هل تتحمل خلية لا ترى بالعين المجردة يزدحم فيها أكثر من ١٠ آلاف بروتين أن تنشأ فيها بروتينات بشكل عشوائي ينتج عنه ملايين البروتينات المعطوبة حتى تنشأ البروتينات الصالحة؟ ستُشَل الخلية على الفور وستعجز عن القيام بمهامها.

كل نوع من الميكروبات له نوع محدد من المستضدات المناعية التي تتعامل معه. لو أن هذه المستضدات تنشأ بالانتخاب الطبيعي، لظهرت في أجسامنا بعد التعرض للميكروب أي بعض انتخاب جهاز المناعة الافضل نتيجة للتعرض للميكروب. ما يحدث هو العكس تماما، المستضدات موجودة وجاهزة قبل التعرض لأي ميكروب أو حتى مواد صناعية دخلت البيئة حديثا، لأن تكوين المستضدات يتبع نظام محكم تنشأ عنه ملايين المستضدات قبل التعرض. هذه بصيرة وليست طفرات عشوائية

داروين مكنش عنده أي فكرة عن تكوين الخلية على المستوى الجزيئي. بقى فيه فرع كامل من العلم اسمه البيولوجيا الجزيئية يدرس الجزيئات الموجودة في الخلية وتركيبتها وتصنيعها في مصنع الخلية. الجزيئات المختلفة بتجمع بعضها وبتكون نظم معقدة كل نظام فيها مسؤول عن مهمة محددة. وكأنك في مصنع سيارات يصنع أجزاءها ثم يتم تجميع السيارة في خط التجميع، مع الفارق إن ده بيتم في خلية لا نراها بالعين المجردة، وتجميعها تجميع ذاتي
Self-assembly

يحاول مايكل بيهي الإجابة على سؤال مهم: ما هي حدود قدرة الطفرات العشوائية؟ هل ممكن تؤدي لتطور الكائنات من بعضها أم أن لها حدود معينة؟ وده عن طريق اكتشاف آلية عمل الطفرات على المستوى الجزيئي داخل الخلية. وجد بيهي أن الطفرات تعمل عن طريق تعديل أو تعطيل الجينات الموجودة لتُكسب الكائن صفة جديدة ولكن لا يوجد دليل على قدرتها على إنشاء نظم معقدة جديدة. لا تستطيع الطفرات أن تبدأ من الصفر، ولا تستطيع أن تبني.

اعتقد العلماء أن السوط البكتيري الذي يستخدم للحركة يتحرك بطريقة بسيطة. اتضح أن السوط يحركه محرك عضوي في غاية التعقيد يتكون من عشرات البروتينات. بروتينات تكون قاعدة السوط داخل الخلية، وأخرى تشكل المحرك، وغيرها لربط السوط بالغشاء الخلوي ثم السوط نفسه خارج الخلية. المذهل أن البروتينات التي تكوّن هذا البناء تنتج من الخلية بنفس ترتيبها داخل المحرك! تنظم الجينات إنتاج بروتينات القاعدة أولا وهكذا إلى السوط. آلية تحكم محكمة.

في محاولة لمقاومة طفيل الملاريا، ظهرت طفرات مختلفة في بروتين الهيموجلوبين الذي يكوّن كرات الدم الحمراء (الخلايا التي يهاجمها الطفيل). ولكن بالنظر لهذه الطفرات فسنجد أنها رغم تسببها في المقاومة إلا أنها في المجمل طفرات "ضارة" للإنسان.كما أنها ليست "بناءة"، بل "هدامة" فهي لا تنشئ بروتين جديد بل تعدل وتخرب في الهيموجلوبين نفسه. يعلق بيهي هذا يعني أنها لا يمكن أن تكون دليل على التطور الدارويني الذي يتطلب البناء لا الهدم.

كان داروين ينظر إلى تغير حجم مناقير العصافير فيكلمنا عن الطفرات التي يمكن مع الوقت أن تجعل العصافير تتطور، وكان العلماء يرون قدرة البكتيريا على أن تصبح مقاومة للمضادات الحيوية ويجهلون كيف يحدث ذلك. الآن بعد اكتشاف الحمض النووي يمكننا أن نعلم على وجه الدقة كيف تجري هذه العمليات على المستوي الجزيئي، وهل للطفرات هذه القدرة التي ألصقها بها داروين أم أن لها حدوداً ضيقة تعمل ضمنها؟
كتاب رائع آخر ..