م. نبی هیکل

معمای مبدآ / منشاء حیات

ارزیابی تیوریهای موجود

Charles B. Thaxton

Walter L. Bradley

Roger L. Olsen

برگردانی آزاد از : م. ن. هیکل

چاپ دوم: ۱۹۹۲

Published by: Lewis and Stanley, 13612 Midway Rd, Suite 500, Dallas, nxas 75244

یادداشت:  از برگردانی پیشگفتار نوشته

Dean H. Kenyon Professor of Biology San Francisco State University

انصراف شده است.

سخنی با خواننده

معمای منشاء حیات (Mystery of Life's  Origin The) کتابی است که باید نگاشته میشد. یک  نیاز جدی در هر  رشته علمی وجود دارد که افکار خود  را امتحان و   طرزالعملهای تجربی خود را  با دقت ارزیابی نماید.  ساینس که چنین نمینماید ورشکسته است. اما با  شگفتی  تحول کیماوی  قبل از  بروز حیات یا پریبیوتیک (prebiotic) هیچگاهی  پیش از این بصورت کامل مورد تحلیل قرار نگرفته است. این اثر نه تنها یک  نقد همه  جانبه را با استفاده از  اصول  شناخته شده  فیزیک و کیمیا فراهم میسازد، بلکه برخی از  ابزار  جدید تحلیلی را – بخصوص در فصل های ششم و هشتم نیز  معرفی مینماید. نمیخواهیم ابراز داریم که دانشمندان نقد های سودمند را  برای  دیگر ان در   عرصه مطالعات  منشاء حیات پیشنهاد نکرده اند، زیرا آنان چنان کرده اند و  بصورت پراگنده اینجا و آنجا در  ادبیات مربوط به  تحول کیماوی میتوان آن  نقدها را  دریافت. امابصورت کامل و  دقیق که همه ی آنها را  در یک  مجلد عرضه نماید  صورت نگرفته است.  این نیاز ی است که از چندین سال بدینسو وجود دارد، نیازی که  توقع میرود این اثر به رفع آن کمک نماید.  نباید فکر کرد که   منابع نقد  های مشخص نقل شده ، با ارز یابی  ارایه شده در این اثر در کل موافق خواهند بود، د ر  اکثر موارد نخواهند بود.

این واقعیت که تحول / تکامل کیمیاوی تا حال مورد ارزیابی کامل صورت نگرفته است به این معنا نیست که نادرست است، اما  غیر عاقلانه است بر آن اتکا نماییم یا آن را توسعه دهیم قبل از اینکه از درستی آن مطمین گردیم،بخصوص به این دلیل که  خوشبینی بیشتر در مورد  یافتن حیات در  مکان و تحقیق در مورد موجودات در جاهای دیگر (SETI) ، بر آن استوار بمانیم. آنانیکه  در داخل یک  رشته علمی مصروف  اندیشه اند، آنانی اند که در شرایط بهتر نقد قرار دارند.

زمانهایی وجود دارند که  کارمندان  متخصص در میان  رشته ها میتوانند دید خود ر ا  در یک  ساحه مطالعاتی ابراز دارند و  سهم  اساسی ایفا نمایند. فصل هایی که  به دنبال میایند بوسیله یک  کیما دان، یک دانشمند ماده و یک جیوکیمیست ایجاد شده اند. هرگاه ارزیابی مجدد ما  اعتبارمند باشد بدین معنا خواهد بود که  باز سازی   قابل ملاحظه ای در مطالعات منشاء حیات در دستور قرار  میگیرد. حتی اگر  انتقادات ما  نشان داده شود که  بسنده نیست و   سناریوی  تکامل کیمیاوی تایید گردد، احتمال دارد که  کار کنونی نقشی را در  انگیزش کارمندان  علمی در  ارایه  یک دفاعیه  صریح و نیرومند  ایفا کرده است. مولفان   متشکر اند از :

 Gordon and Breach, Science Publisher, Inc.: ed.

Lynn Margulis, Origins of Life: Proceedings.gs oJ the First Conference, 1970; Simon & Schuster, lnc.: F. Hoyle and N.C. Wickramasinghe, Evolution from Space, 1981; Marcel Dekker: S. Fox and K. Dose, Molecular Evolution and the Origin of Life, revised edition, 1977;

Prof. A.E. Wilder Smith, The Creation of Life, 1970; the MIT Press: ed. J. Neyman, The Heritage of Copernicus, 1974; and the American Chemical Society: S.W. Fox, K. Harada, G. Krampitz, and G. Mueller, Citemica! Eng. News, June 22,1970(PX)

به خاطر استفاده از  آثار آنان.

{...}

دالاس، تکساس

C. Thaxton

W. Bradley

R. Olsen

فصل  ۱

بحران در کیمای منشاء

در  سال ۱۹۵۳ دو گزارش  علمی تاریخ-آفرین تبارز کردند، هرد و گزارش  بعدآ در  جامعه علمی بصورت گسترده  استقبال گردیدند. یکی از آن دو  پیشنهادی بود  بوسیله  جیمز واتسن (James Watson ) و فرانسیس کریک ۱(Francis Crick) از  مدل  مارپیچ – مضاعف آنان از دایاکسیریبو- نوکلیک-اسید  (deoxyribonucleic acid, DNA ) .

بر اساس مدل جدید معروف آنان معلومات ارثی از  یک نسل به نسل بعدی بوسیله  یک کود  یا رمز  ساده انتقال مینماید که در  نظم ویژه مالیکول  دی. ان. ای  وجود دارد. قبلآ عقیده برآن بود که  گوناگونی حیات  قسمآ به گوناگونی  مواد هستوی بستگی داشت. کشف واتسن و کریک کلید ویژه گوناگونی حیات بود. .. . آنان  دریافتند که  در واقعیت کودی در آن مار- پیچ حیات  coil of life,"    " نوشته شده است…

گزارش دیگر  بوسیله   استانلی میللر ۲(Stanley Miller ) پشتوانه تجربی را به آنچه پیشنهاد نمود که  بصورت فزاینده   به یک تناقض  صریح مبدل گردید. میللر حمایت کاری خود را از   تیوری نیو- داروینیزم در مورد  تکامل پری- بیوتیک (prebiotic evolution) پیشناد نمود. این فکر  بیان میداشت که  پیچیدگی  قابل ملاحظه انسجام مالیکولی حجره های زنده ممکن است  نتیجه  چیزی غیر از  تعامل کیمیاوی  ساده  تصادفی  در نخستین بحر (primordial ocean) باشد.

در  سال ۱۹۵۳ ،  تعداد اندکی شاید نگران تناقض میان  یافته های  واتسن و کریک از یکسو و  نتایج میللر از سوی دیگر بودند. کریک و واتسن با   ساختار حیات  سروکار داشتند و میلر با  منشآ ء حیات. اکثر   مشاهدان یک باور تزلزل ناپذیر  داشتند که  این دو  برخورد تحقیقی در نهایت باهم خواهند رسید. به هر حال  اعلام  موفقیت تجربه میللر جوان ، بر اساس تیوری عمومی تکامل فقط چیزی بود  قابل  پیشبینی. بدون  درنظر داشت اینکه  تیوری معیین تکامل  داروینی یا  نیوداروینی یا چیز دیگر باشد، یک  خبر  تکاملی در  مرحله تکامل   بیولوژیک یک نیاز جدی  پنداشته میشود. تکامل بیولوژیک در این صورت  عبارت است  از  مرحله  یا فاز  ماقبل-بیولوژیک (pre-biological) تکامل  که  در آن   اولین موجودات حیه / زنده هستی یافته اند.

این شفق زندگی در  نتیجه گوناگونی  نیروهای  طبیعی  اتفاق افتاد که  بر ماده  طی  زمان  طولانی، احتمالآ  یک هزار  ملیون  سال و شاید هم  طولانیتر واقع شده است.

در دهه های بعدی از زمان  گزارش های  میللر و  کریک و واتسن  نشانه  هایی  وجود دارند که  در  صالن های  بیولوژی ا وضاع خوب نیست.. .   درک  وسیع پیچیدگیهای  ماکرو مالیکولها مانند پروتین و نوکلیک اسید ها  موجب گردیدند که  فکر شود  میکانیزم  دی. ان. ای . ممکن است بیشتر پیچیده باشد و  انسجام مالیکولی بیشتر رابطه پیچیده  و  منبع معلومات بیشتر (information-filled ) نسبت به آنچه باشد که  قبلآ فکر میگردید۳ .

پیچیدگیهای شگفت-آور  پروتین ها، نوکلیک اسید ها، و دیگر  مالیکولهای بیولوژیک در حال  حاضر در  طبیعت تنها در  موجودات زنده انکشاف کرده اند. مگر اینکه فکر گردد که چنین پیچیدگی همیشه  در یک  کاینات کهنسال  بی نهایت حضور داشته اند، باید زمانی در گذشته وجود داشته باشد که  حیات  بار دیگر (de novo )  از  فقدان آن (lifeless) در ماده بیجان تبارز کرده است.  پرسش این است که :چگونه  تنها تعامل  صرف  مواد کیمیاوی  ساده در   نخسین بحر (primordial ocean)  میتواند  حیات را  به آنگونه ای که  امروز دانسته میشود، تولید نماید؟

شواهد  حاکیاز پاسخهای معیاری داده شده   نیستند، و  تعدادی از محققان ابراز میدارند که  آن دو برخورد ما باهم نخواهند رسید.

مرگ  نقش  شانس

(The Demise of the Role of Chance)

تا ۱۹۶۶  یک تغییر عمده  در تفکر علمی در  راه بود. در فلادلفیا سمپوزیمی  تدویر گردید تا این تغییر ات را  بازتاب دهد ۴ . در آنجا بود که  نشانه های  بحران برای بار نخست تبارز نمودند.  شرکت کنندگان سمپوزیم گردهم آمدند تا  تیوری   داروینیزم – نو را  مورد بحث قرار دهند. یک نتیجه گیری در   سخنان  موری ایدن (Murray Eden)  از  (MIT) بیان گردیده است که  ضرورت پنداشته شد تا :

 (فکر تصادف را به نقش کوچک و غیر مهم در تیوریهای خویش  در مورد  منشاء باید واگذاشت۵ . این نتیجه گیری بر تیوری احتمال استوار بود که  از نظر  ریاضیات  امکان   احتمال  شکل گیری   ساختار فوق العاده پیچیده  مالیکولی مورد نیاز برای  حیات را  مورد سوال  قرار میداد. به مدد  کمپیوترهای دارای سرعت بلند، برنامه ها  میتوانستند پروسه ها ی بلیونها  سال پراسیس را بر اساس  مدل نیو- داروینی تکامل ، انجام دهند. نتایج نشان دادند که  اغلاق دنیای  بیوکیمیک (biochemical world  )  نمیتوانست بصورت   اتفاقی در مدت زمانی ده بلیون  سال  اتفاق افتد.

 دیگر شرکت کنندگان  سمپوزیم  نظریات مشابه را در مورد  شانس (chance) یا تصادفب بودن (randomness) بیان

د اشتند.

وایزکوف (V.F. Weiskopf ) خاطرنشان نمود که  گمان میرود یک چیز  ضروری  در رابطه با تیوریهای منشاء هنوز مفقود است:

"There is some suspicion that an essential point {about our theories of origins] is still missing."6

ایدن (Eden ) ابراز داشت:

 "new laws" as the missing piece in the puzzle of

life's origin.7

در اظهارات افتتاحیه خویش بحیث رییس،  سر پیتر میداوار (Sir Peter Medawar ) بیولوژیست برنده جایزه نوبل ابراز نمود

"There is a pretty widespread sense of dissatisfaction about what has come to be thought of as the accepted evolutionary theory in the English-speaking world, the so-called neo-Darwinian theory."

اما مارسل شوتزینبرگر (‌ Marcel Schutzenberger)  از پوهنتون پاریس بود که محتوای حقیقی بحران در حال انکشاف را  افشا نمود وقتی وی  ابراز عقیده نمود که  معضله منشاء حیات:

"cannot be bridged within the current conception of biology".

ابراز نظر های فوق اهمیت  شانس یا تصادفی بودن را بحیث میکانیزمهای آفریننده منشاء حیات بازتاب میدهند. اما نظر متفاوت نیز وجود داشت. برخی از  شرکت کنندگان  سمپوزیوم به گونه مثال  وادینگتن (C.H. Waddington ) در مورد نتیجه گیری ابراز داشت که برنامه ریزی  اشتباه آمیز مشکل را میساخت نه  شانس.

)faulty programming was the problem not chance-‘ (

اعتراض وادینگتن بیانگر یک  معمای اساسی بود که  محاسبات احتمال  را همویشه  آسیب رسانیده. چنین محاسبات باید نخست  یک رابطه کیمیاوی ممکن (plausible ) ،  یعنی  مسیر رویدادها را  در نظر گیرد و  پس از آن  احتمال این  سلسله از حوادث را  به  این امید محاسبه نماید که  پاسخ حد اقل  به احتمال جریان واقعی رویدادها تقرب نماید. اما عدم اطمنان  وسیعی در مورد  مسیر کیماوی واقعی وجود دارد. در نتیجه، محاسبات عدم -احتمال بسیار بزرگ را  نشان میدهند که  حیات بصورت  شانس (chance ) آغاز گردیده.

چنین محاسبات احتمال (probability calculations) اکنون بوسیله  نوع محاسبات بیشتر - دقیق توام گردیده که نیازمند دانش  مفصل از پروسه یا  مسیر دقیق رویدادهایی نمیباشد که به  حیات انجامیده اند. 

پیشترفتهای اخیر  در کاربرد قوانین اول و دوم  تیرمودینامیکس (thermodynamics )  سیستمهای حیه(living systems )

اسا س این محاسبات را میسازند. از  طریق آنها احتمالات  سالم برای  سینتز طبیعی ( spontaneous  synthesis )   پدیده های  کیمایی بدون  درنظرداشت مسیری که  به انکشاف آنها میانجامد، محاسبه میگردد.آنچه مورد نیاز است عبارت است از  معلومات در مورد  ترتیبات اولیه کیمیاوی و  ترتیبات پیچیده  ای  که  دریافت شده اند  این پدیده های کیمیاوی را موجودات  زنده دارا اند.

این محاسبات تیرمودینامیک از نظر نظم  - اندازه (order of magnitude ) خود با  محاسبات احتمال معروف به    تابع- به مسیر ( path-dependent ) موافقت داردند. به گونه مثال  تعدادی از  محققان  به شمول  الیا پریگوجین ( Ilya Prigogine ) که تیرمودینامیست برنده جایزه نوبل هست، بر محاسبات تکیه دارند که بر تیرمودینامیکس کوانتومی (equilibrium thermodynamics ) مبتنی  اند، تا این احتمال  را  نشان دهد که حیات بصورت   طبیعی  (‌‌spontaneously) اتفاق افتاده است.

پری گوجین   و همراهان(Prigogine et al)   مینویسند:

این امکان که  در  گرمای عادی تعدادی از مالیکولهای  ذره بینی (macroscopic ) جمع گردیده اند تا یک  ساختار  پیچیده از نظر نظم را و   عملکردها/ وظایف (functions ) هماهنگ  شده   با مشخصات ارگانیزمهای زنده  را  ایجاد نمایند ، تا حد غیر ممکن  کوچک است.  بنابرآن، مفکوره  پیدایش طبیعی حیات به شکل کنونی آن  حتی  طی بلیونها  سال ،  طی زمانی که  تکامل  پری – بایوتیک   انجام گردیده کاملآ غیر ممکن است.

اصل متن :

سازگاری میان دو نوع محاسبات احتمال (probability calculations ) آگاهی فزاینده از بحران  در کیمای منشاء حیات را  تشدیده کرده است.

ادامه دارد

عنوان بعدی:

تقدیر بیوکیمیک  (ص.۴ )

(  Biochemical Predestination)