رغم انه كان لعالم الاحياء البارز تشارلز داروين بعض الافكار البارزه للغايه علي الصعيد العلمي؛ ومن اشهرها بطبيعه الحال نظريته للتطور عبر اليه الانتقاء الطبيعي، التي توضح لنا اسباب الكثير مما نعرفه عن الحياه علي وجه الارض، فان ذلك لا ينفي انه تامل كذلك في العديد من الاسئله الاخري المرتبطه بهذا الامر. وفي رساله خطها لصديق له علي عجل، بلور داروين فكره بشان الكيفيه التي يحتمل ان تكون الحياه قد تشكلت بها علي سطح كوكبنا. وبعد نحو 150 عاما كامله علي ذلك، تبدو الرساله متبصره علي نحو لافت، بل وربما ذات طابع رؤيوي تنبؤي ايضا. في البدايه، تجدر بنا الاشاره الي ان داروين لم يكن - خلافا للاعتقاد الشائع - اول من طرح نظريه تطور الانواع الحيه. ففكره تغير ملامح الحيوانات بمرور الوقت، مثل كون الزرافه قد باتت ذات رقبه اطول من ذي قبل، نوقشت كثيرا خلال القرن التاسع عشر. لكن الاسهام الابرز لداروين في هذا الشان تمثل في تحديد اليه التطور نفسها، الا وهي عمليه الانتقاء الطبيعي. وتقوم فكره هذه الاليه علي ان الحيوانات، التي تنتمي لنوع حيوي واحد، تتنافس في ما بينها علي الماكل والماوي، وكذلك علي القدره علي التكاثر، وان الاصلح في ما بينها، او بعباره اخري الاكثر توافقا منها مع البيئه التي يعيش فيها، هو ما يتمكن من التكاثر، وتنتقل صفاته المفيده الي الاجيال التاليه، لتصبح اكثر شيوعا. ولذا، فاذا كان من المفيد للزرافه مثلا ان تكون ذات رقبه طويله، سيزيد عدد الزرافات التي تتصف بذلك، جيلا تلو الاخر، لحين الوصول الي الطول المثالي للرقبه. وقد اوضح داروين ذلك في كتابه الشهير "اصل الانواع" الذي صدر عام 1859. علي اي حال، اوحت النظريه الخاصه بتطور الانواع الحيه بشيء ما يتعلق بكيفيه بدء الحياه علي الارض. فالنظريه تشير الي ان تلك الانواع تمت لبعضها البعض بصله قرابه بعيده، حتي وان بدت متباينه ومختلفه، وانها جميعا تنحدر من سلف واحد مشترك. مواضيع قد تهمك نهايه علاوه علي ذلك، نستفيد من هذه النظريه في ادراك ان كل الكائنات الحيه تنحدر في نهايه المطاف من مجموعه مخلوقات ذات سلف واحد. ويعرف السلف المشترك لكل الكائنات الحيه الموجوده حاليا علي سطح الارض باسم "لوقا"، وقد عاش قبل اكثر من 3.5 مليار عام، بعيد تشكل كوكبنا مباشره. رغم ذلك، لا تعطينا نظريه التطور اي معلومات بشان كيفيه تشكل الحياه في صورتها الاولي علي الارض، بل تتناول فقط الكيفيه التي تتغير بها الصوره الحاليه للحياه، ولماذا يحدث ذلك. كيف بدات الحياه؟ المعروف ان الدراسات الخاصه باصل الحياه علي الارض لم تبدا سوي في خمسينيات القرن الماضي. فقبل حلول تلك الفتره، كان الكثير من العلماء يعتقدون ان الحياه ربما تكون قد بدات في المحيطات. وكانت الفكره التي تبناها هؤلاء في هذا الشان تتمثل في ان الكثير من المواد الكيمياويه التي يشكل الكربون اساسا لها قد تشكلت علي الارض خلال مراحلها المبكره، ثم ذابت في المحيطات، لتتحول الي ماده سميكه ومركزه، يطلق عليها اسم "الحساء البدائي". وقد طرحت هذه النظريه في عشرينيات القرن الماضي علي يد عالم سوفيتي يدعي الكسندر اوبارين. وفي عام 1953، اوضح الطالب الامريكي الشاب ستانلي ميلر امكانيه ان تتشكل الاحماض الامينيه، وهي اللبنات الرئيسيه للبروتينات، في هيئه تحاكي المحيط والغلاف الجوي البدائيين. شرح تشارلز داروين نظريته في بضع ملحوظات قصيره في رساله وجهها لصديق عام 1871 ولعقود طويله، سادت فكره بدء الحياه في المحيطات، لكن شابتها مشكله واضحه. فضخامه حجم المحيطات تعني ضروره ان تكون تلك المواد الكيمياويه التي نتحدث عنها قد تكونت بكميه هائله للغايه، حتي يتسني لها التراكم في المياه، والا لكانت قد هامت علي وجهها لسنوات طويله دون ان تحتشد معا جنبا الي جنب. وتقول كلوديا بونفيو، من مختبر "ام ار سي" للبيولوجيا الجزئيه في مدينه كامبريدج بالمملكه المتحده: "سيكون لديك في هذه الحاله كميات كبيره للغايه من المياه، وجزيئات محدوده بشده". ومن بين البدائل التي خضعت لنقاشات مستفيضه في هذا الشان، احتماليه ان تكون الحياه قد بدات في فتحات هيدرو حراريه قلويه، كتلك الموجوده في المنطقه المعروفه باسم "المدينه الضائعه"، القابعه في وسط المحيط الاطلسي. فهناك تتدفق المياه الساخنه الغنيه بالمعادن، قادمه ببطء من تحت قاع البحر، لتمضي عبر الصخور، وتشكل ابراجا جيريه مخيفه بيضاء اللون. وتمثل هذه الفتحات مصدرا غنيا بالطاقه الكيمياويه، التي يمكن ان تكون قد وفرت التغذيه لاولي الكائنات الحيه التي ظهرت علي سطح الارض. لكن دراسه مقارنه نشرت في مايو/ايار من العام الجاري، اشارت الي انه لم يتم اثبات ان الظروف السائده في الفتحات الهيدرو حراريه القلويه تسمح بوجود الاحماض الامينيه او القواعد النوويه، وكلاهما مهم للغايه للحياه علي الصوره التي نعلمها الان. ويعيدنا ذلك الي داروين والملحوظات التي خطها لصديقه. رساله الي صديق رغم ان داروين لم يتطرق قط في كتبه الي تصوره لكيفيه نشاه الحياه، فقد كانت له تكهنات في هذا الشان، افصح عنها لاصدقائه. وتتمثل الوثيقه الرئيسيه في هذا الصدد في رساله كتبها الي صديقه المقرب عالم الطبيعه جوزيف دالتون هوكر، بتاريخ الاول من فبراير/شباط 1871، اي منذ نحو 150 عاما. ولم يسهب عالم الاحياء الشهير في الخطاب كثيرا، اذ لا تزيد عدد فقراته عن اربع، بل ويصعب علي المرء قراءته بسبب خط داروين الشبيه بخيوط العنكبوت الملتفه والمتشابكه. فبعد مقدمه مختصره، تناولت بعض التجارب التي كان داروين قد اجراها قبل ذلك علي العفن، اوضح الرجل بشكل موجز بدايات فرضيه ما بشان كيفيه ظهور الحياه علي سطح كوكبنا، قائلا: "غالبا ما يقال ان كل الظروف اللازمه لظهور الكائن الحي الاول متوافره الان، وهي ظروف يمكن ان تكون قد سادت في اي وقت من الاوقات من قبل. لكن اذا تصورنا وجود بركه صغيره دافئه المياه، تحتوي علي كل اشكال الامونيا واملاح الفوسفور والضوء والحراره والكهرباء، الي اخره، فمن شان ذلك تكون مركب بروتيني كيمياوي، يصبح جاهزا لان يخضع لمزيد من التغيرات الاخري المعقده. واذا حدث ذلك في وقتنا الحاضر، فستلتهم هذه الماده او تمتص علي الفور، وهو ما لم يكن ليحدث في الفتره السابقه لتشكل الكائنات الحيه". وربما يتعين علينا تفكيك هذه السطور، كي يتسني لنا فهمها. ويعود ذلك جزئيا الي انها تتضمن الكثير من الافكار التي تحتشد وتتكدس معا جنبا الي جنب. فالامر يبدو وكان داروين كان يفكر في فرضيته هذه، حتي وهو يخطها علي الاوراق. رغم ذلك، فالفكره المحوريه لما طرحه كانت بسيطه بقدر كاف. فداروين كان يقترح ان الحياه بدات لا في المحيط المفتوح ولكن في مسطح اصغر مساحه من المياه، غني بالمواد الكيمياويه، يوجد علي سطح الارض. ويشكل ذلك بالتحديد جوهر فكره "الحساء البدائي". لكن الامر ينطوي هنا علي ميزه لا تتوافر في النظريه التي تتحدث عن نشاه الحياه في المحيطات، وهي ان تكون هذا الحساء في حوض سباحه مثلا يؤدي الي ترسب اي مواد كيمياويه ذائبه عندما تتبخر المياه بفعل الحراره المنبعثه من الشمس خلال ساعات النهار. وفي هذه الحاله، سيكون التركيب الاولي للمواد الكيمياويه التي ستنشا منها الحياه قادرا علي ان يحيا بفضل مزيج ما من الضوء والحراره والطاقه الكيمياويه. ورغم ان افكار داروين في هذا الشان تبدو، من نواح عده، ناقصه علي نحو ميؤوس منه، فليس بوسعنا لومه علي ذلك. فقد خط افكاره تلك قبل اكتشاف الاحماض النوويه مثل "الحمض النووي الريبوزي منقوص الاكسجين"، المعروف بـ"دي ان ايه"، وكذلك قبل ان يفهم علماء الاحياء اي شيء بشان كيفيه عمل الجينات، وفي وقت كان الغموض يكتنف الي حد كبير التفاصيل الخاصه بعمل الخلايا الحيه من الداخل. ففي الوقت الذي تصور داروين ان الحياه بدات بنوع ما من انواع البروتين، لم يكن هناك من يعلم بالفعل وقتذاك ماهيه البروتينات من الاصل، اذ لم يعرف ان هذه المركبات تشكل سلاسل من الاحماض الامينيه سوي في عام 1902. قد تشكل البرك المائيه ارضا خصبه لنشاه الحياه، فاللبنات الكيمياويه للحياه ستتركز فيها عندما تتبخر المياه منها خلال ساعات اليوم رغم ذلك، لا تزال الفكره الاساسيه لما طرحه داروين خاضعه للنقاش والبحث في وقتنا الحالي. ولدي الكثير من الباحثين قناعه بانها تشكل افضل تفسير متوافر لدينا بشان كيفيه نشاه الحياه واصلها. الحراره والضوء ومن بين الباحثين الذين تتوافق دراساتهم مع فكره نشاه الحياه في بركه من المياه، لينا فينسنت من جامعه ويسكونسن-ماديسون الامريكيه، رغم انها تفضل ان تبقي منفتحه في الوقت نفسه علي استيعاب اي افكار اخري في هذا المضمار. وتحاول هذه الباحثه تخليق مجموعه من الكيمياويات القادره علي استنساخ نفسها كمجموعه. ويتمثل المثال الابسط علي ذلك في تخليق مادتين كيمياويتين؛ يمكن ان نطلق عليهما اسمي "ايه" و"بي"، يكون بوسع كل منهما تخليق الاخر، اي ان يخلق "ايه" "بي" والعكس بالعكس. وسيكون هذا الزوج من المواد الكيمياويه قادرا علي التكاثر الذاتي، حتي وان لم يكن بمقدور كل منهما القيام بذلك بمفرده. ورغم ان مجموعات المواد الكيمياويه تتسم في الواقع بتعقيد اكبر من ذلك، فان المبدا الحاكم للامر هو نفسه. وتجري فينسنت تجاربها فوق اسطح المعادن، وهو امر ذو اهميه خاصه في مثل هذه التجارب. وتوضح فينسنت ان وجود المواد الكيمياويه الرئيسيه فوق سطح معدني "يزيد فرص تفاعلها وتلامسها مع بعضها بعضا". فضلا عن ذلك، يمكن ان تتنافس هذه الكيمياويات علي الالتصاق بالمعادن. وتشير الي انها وزملاءها الباحثين يعتقدون ان "ذلك يوفر شكل البيئه التي يمكن ان يكون المرء بحاجه اليها، لكي يبدا في رؤيه بوادر عمليه التطور في الكائنات الحيه". المعروف ان البرك تحاط بطبيعتها باسطح او مواد غير عضويه او معدنيه، مثل الطين والصلصال. بجانب ذلك، هناك الكثير من الادله التي تفيد بان الاشعه فوق البنفسجيه الموجوده في ضوء الشمس يمكن ان تقود الي تشكل مواد كيمياويه بيولوجيه رئيسيه، مثل "الحمض النووي الريبوزي" المعروف باسم "ار ان ايه"، وهو حمض نووي مشابه لـ"دي ان ايه"، ويعتقد انه شكل مكونا حاسما في تكوين الحياه في صورتها الاولي. ولا يمكن ان تحدث عمليات تشكل لمواد مثل هذه، سوي في اماكن تنعم باضاءه جيده، وهو ما يشير من جديد الي المسطحات المائيه صغيره المساحه، لا اعماق المحيطات. ومن الباحثين الناشطين في هذا المجال، جون ساذرلاند الباحث في مختبر "ام ار سي" للبيولوجيا الجزئيه في مدينه كامبريدج. ففي عام 2009، اظهرت تجربه اجراها ساذرلاند ان اخضاع مواد كيمياويه بسيطه تقوم اساسا علي الكربون لمعالجه بسيطه بدورها، تتمثل في غمر هذه المواد بالاشعه فوق البنفسجيه، قد يؤدي الي تشكل اثنتين من اللبنات الاربع الرئيسيه المكونه لـ"الحمض النووي الريبوزي". ومنذ ذلك الحين، اثبت الباحث نفسه انه "يمكن كذلك بتغيير طفيف في طريقه المعالجه، تحويل المواد الكيمياويه ذاتها، الي اللبنات الاساسيه المكونه للبروتينات". كما يمكن ان تتحول هذه المواد الي اللبنات، التي تتكون منها "الليبيدات الدهنيه"، التي تشكل الغشاء الخارجي للخلايا. وتري الباحثه في جامعه مينيسوتا الامريكيه كيت اديمالا، ان ساذرلاند "يمضي بثبات نحو بلوره سيناريو كامل، يتم في اطاره تخليق احماض امينيه معقده وطويله". من جهه اخري، يمكن ان تجف برك المياه الصغيره الموجوده علي سطح الارض بشكل دوري، وعلي نحو كامل تقريبا، وذلك بفعل ارتفاع درجات الحراره، قبل ان تمتلئ من جديد، حينما تهطل الامطار. ومع ان دورات "الجفاف والامتلاء بالمياه" هذه قد تبدو بلا اثار سلبيه، فانها قد تخلف تاثيرات عميقه علي الكيمياويات اللازمه للحياه. يعتقد العلماء ان برك المياه الصغيره المعزوله تمثل بقاعا زادت فيها احتمالات نشوء الصوره المبكره من الحياه، مقارنه بالمساحات الواسعه من مياه المحيطات العميقه وفي الوقت الذي تمخضت التجربه التي اجراها ساذرلاند عام 2009 عن تشكل اثنتين فقط من اللبنات الاربع المكونه لـ "الحمض النووي الريبوزي"، اسفرت تجربه مماثله اجريت في المانيا بعد ذلك بعشر سنوات عن تكوين اللبنات جميعا، وفي وقت واحد. وفي اطار هذه التجربه، وضع الباحثون مواد كيمياويه بسيطه قائمه علي الكربون في ماء ساخن وعلي سطح معدني، قبل تعريضها الي دورات "الجفاف والامتلاء بالمياه" علي نحو متكرر. وبعد بضعه ايام من اتباع هذا الاسلوب، تخلق ما يكفي من مواد لتكون لبنات "الحمض النووي الريبوزي". وبالمثل، برهن الباحث ديفيد ديمر، من جامعه كاليفورنيا فرع مدينه سانتا كروز، علي ان دورات "الجفاف والامتلاء بالمياه" يمكن ان تقود لتشكل خلايا اوليه بسيطه، يصبح فيها جزيء بيولوجي مثل "الحمض النووي الريبوزي" محاطا بغلاف من الليبيدات الدهنيه. وفي عام 2017، وجدت الباحثه فالنتينا ارستوفا ان الاحماض الامينيه ترتبط بالبروتينات البسيطه علي الاسطح المعدنيه، التي تخضع لدورات "الجفاف والامتلاء بالمياه". مهد الحياه ويري ديمر ان "برك المياه المتقلبه الموجوده في ينابيع المياه الساخنه البركانيه" تشكل البيئه التي يرجح ان تكون الحياه قد بدات فيها. اما ساذرلاند فلديه تصور بديل، وهو ان الحياه ربما تكون قد نشات في الفوهات التي خلفها ارتطام النيازك بسطح الارض، وهي تلك الفوهات التي يوجد علي جدرانها مجار تتدفق عبرها السوائل هابطه لاسفل، لتتجمع في بحيره تقبع في القاع. وعلي اي حال، ليس من الواضح بالنسبه لنا اي هذين السيناريوهين اكثر منطقيه من الاخر. كما ان الكثير من الباحثين الشبان، يؤكدون انهم لا يلزمون انفسهم بتاييد اي منهما علي حساب الاخر، قائلين انه ليس لدينا معلومات كافيه بشان التفاعلات والعمليات التي تقود لنشوء الحياه، بما يجعل بوسعنا استبعاد سيناريو ما وترجيح اخر عليه. اللافت ان كثيرا من الباحثين لا يزالون يتعاملون مع نظريه نشوء الحياه في الفتحات الهيدرو حراريه القلويه علي محمل الجد، برغم كل المشكلات التي تشوبها. لكن الواضح، رغم كل ذلك، ان الفكره التي طرحها داروين حول كيفيه نشاه الحياه كانت بعيده النظر. فقد تصور في اطارها ان ذلك يتطلب وجود مجموعه من المواد الكيمياويه التي تتركز في مساحه محدوده، وتوافر مصدر للطاقه يمكن ان يقود لحدوث تفاعلات كيمياويه. وتقول الباحثه لينا فينسنت ان تصور داروين حول نشاه الحياه في بركه صغيره دافئه المياه كان "متبصرا للغايه.. تماما كالكثير من الرؤي التي طرحها هذا الرجل". وتشير الي ان هذا العالم الشهير اوضح في رسالته لصديقه نقطه اخري "لا تلقي التقدير الكافي"، وهي ان "التفاعلات التي تشهدها هذه البركه الصغيره ربما تحدث بسهوله شديده، وهو ما يجعلها تحدث طوال الوقت". لكن لماذا لا نستطيع رؤيه هذه العمليات؟ الاجابه قد تتمثل ببساطه في انه كلما تشكل بروتين جديد او اي شكل اخر من اشكال الحياه، علي نحو طبيعي، التهمته بكتيريا جائعه. وتخلص فينسنت للقول: "نتحدث عن اصل الحياه وكانه امر حدث في الماضي السحيق. لكن ذلك شيء يمكن ان نجد انه يحاول ان يحدث، حتي في وقتنا الحاضر". يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي BBC Future
عالم الاحياء الشهير تشارلز داروين طرح في ملاحظات، خطها لصديق له علي عجل، نظريه بشان كيفيه نشاه الحياه علي سطح الارض. اللافت ان هذه النظريه ليست صائبه علي الارجح فقط، وانما سابقه لزمانها بنحو قرن كامل ايضا.