استفسار نشانی این مقاله شاید درنگاه ابتدا تعجب برانگیز به نظر آید و احتمالا خیال برخی را برای یافتن پاسخ به وادی فلسفه بکشاند. اما این مسئله که چرا ما زنده هستیم؛ یعنی به نشانی گیرایی جاندار از جهان مرده شاخص شده ایم، ازنگاه زیست شناسان پاسخی کاملا علمی و متقاعدکننده دارد. درواقع چرا زنده هستید؟» نشانی جدیدترین ویدئوی استودیوی انیمیشن سازی کورتسگزکت است که سازنده مثل همیشه در آن به موجزترین شکل ممکن، چرایی بقا در جانداران را شرح داده است.
بوسیله نقل از ویدئوی کورتسگزکت، زنده ماندن یعنی درحرکت وجود داشتن عاری بزمین نشستن به هیچ مقصدی؛ تحرکی که به محض توقف، موجود زنده را به تمایل نیستی خواهد کشاند. ولی شاید استفسار بنیادی تر این است که اصلا بود چیست و موجود زنده چه تفاوتی با نوع غیرزنده دارد؟ پیش از رسیدن به پاسخ باید بگوییم در این مقاله قصد نداریم ماهیت و معنای زندگی را از نگاه فلسفی وارسی کنیم. پس اگر بیرون از دنیای علم به پشت جواب این پرسش ها می گردید، احتمالا بهتر است از خواندن ادامه ی متن صرف رویت کنید.
هرچند زیست شناسی درباره ی معاینه ی حیات است، زیست شناسان بر سر معنای اصلی حیات» ائتلاف رویت ندارند. دانشمندان صدها نحو بخاطر را درود حیات نمایش داده اند؛ اما هیچ کدام بوسیله نعوظ فراخ ازسوی سایرین پذیرفته نشده است. بوسیله جای تعریف واژه ی حیات در یک یا چند جمله، کتاب های درسی این مفهوم را با فهرستی از چند ویژگی توصیف می کنند که اگر سندیت آن ها را داشته باشد، حی و دارای حیات محسوب می شود.زنده ماندن یعنی درحرکت بودن بدون رسیدن بوسیله هیچ مقصدی؛ تحرکی که به محض توقف، موجود زنده را به میل انهدام خواهد کشاند
یک ویژگی حیات داشتن سلول است؛ محفظه ای که فرایندهای بیوشیمیایی را دربردارد. براساس نظریه ی سلولی که یکی از مفاهیم بنیادین داخل زیست شناسی است، تمام موجودات زنده از سلول تشکیل شده اند و سلول واحد پایه ی حیات محسوب می شود. از باکتری تک سلولی تا تریلیون ها سلول تشکیل دهنده ی بدن انسان، هر شان که سلول دارد، زنده به شمار می آید. در توصیف جانداران، ویژگی های دیگری نیز تذکر شده است ازجمله داشتن فرایندهای رشد، تولیدمثل و توانایی سازگاری با محیط.
اکنون بوسیله پرسش نشانی مقاله بازمی گردیم. درواقع می خواهیم بدانیم چرا و چگونه جانداران به حیات ادامه می دهند؟ هرگونه تلاشی برای پاسخ به این پرسش احتمالا نمی تواند به وزن ی باریک ی علمی کورتسگزکت عبث مطلب را ادا کند. پس بدون هیچ توضیح اضافه ای شما را به دیدن این ویدئو دعوت می کنیم.
داخل همین لمحه شما روی لبه باریکی بین زندگی و اجل قرار دارید. احتمالا این را احساس نمی کنید؛ اما در شما مقداری باورنکردنی از فعالیتی درحال اجرا است که هرگز نمی تواند راکد شود. خود را بوسیله عنوان یک اسلینکی (نوعی ادوات ورزش) درحال پایین رفتن از پله ای برقی تصور کنید که به سمت فراز می رود. پاره پایین رونده بیانگر فرایند خودجایگزین گری تو سلول های شما و پله برقی نیز مبین قوانین فیزیک است که شما را به سمت بالا می برد.
حی ماندن یعنی درحرکت وجود داشتن بدون رسیدن بوسیله هیچگاه مقصدی. چنانچه به بالای پله برقی برسید، دیگر پایین رفتن امکان پذیر نیست و بخاطر همیشه راحت اید. گیتی به طرز هراس آوری می خواهد شما بوسیله بالا برسید؛ اما چگونه از ارتفاع رفتن اجتناب می کنید و چرا زنده هستید؟
کامل حیات برپایه ی سلول است. سلول قطعه ای از جهان اسایش است که خود را از سایر مقدر شدن ها جدا کرده تا بخاطر مدتی متکی بوسیله خود باشد. وقتی این جدایی بی خراج می ماند، سلول می میرد و دوباره به باقی جهان مرده می پیوندد. متاسفانه، جهان میل دارد که بود با اتکا به خود لباس بگیرد و به دلایلی طرفدار چیزهای هیجان انگیز نیست؛ بلکه تلاش می نرم تا حد امکان یکنواخت باشد. ما این اصل را که روال ی بنیادین دنیا است آنتروپی» می نامیم.
آنتروپی مفهومی پیچیده و متناقض است و توضیح آن به سادگی امکان پذیر ازاله. فعلا تمام آنچه باید بدانید این است که چیزهای زنده ذاتاً تشویش انگیز هستند. سلول انباشته از میلیون ها پروتئین و میلیون ها مولکول ساده تر نظیر آب است و درون آن هزاران فرایند مرموز و خودجایگزین گر صدها هزار بار در دم اتفاق می افتد. سلول بخاطر زنده ماندن و ناراحتی انگیز وجود داشتن باید مدام تلاش بطی ء تا از رسیدن خویشتن به آنتروپی، یکنواختی و مرگ جلوگیری و نیز باید جدایی از باقی جهان را حفظ یواش به عنوان شهید حاد با بیرون کشیدن بی وقفه ی مولکول های اضافی، غلظت متفاوت از مولکول های معین را در درون و بیرون نگاه می دارد. سلول به مشیت ایفا این متد کارها بوسیله انرژی» نیاز دارد.مقاله های مرتبط:انتروپی و مفهوم آن به زبان سادهفیزیک ناممکن؛ چرا هنوز هیچ ماشینی با لول دائمی وجود ندارد؟
انرژی توانایی اجسام گیتی برای انجام کار، به حرکت درآوردن خواه دست بازی کردن در چیزی یا خلق دگرگونی است. این توانایی را نمی قابلیت ایجاد یا نابود کرد و قیمت مشخص انرژی در دنیا هرگز تغییر نخواهد کرد. ما چرایی این قضیه را نمی دانیم؛ درنتیجه، میلیاردها سال پیش یکی از اساسی ترین چالش ها برای بدوی موجودات زنده، به دست آوردن انرژی کاربردی حیات. ما اطلاعات چندانی درباره ی این سلول های اولیه نداریم، به جزاینکه کارمایه خویشتن را از واکنش های کیمیایی ساده به مشت می آوردند. آن ها جهیز بازپسین انتقال انرژی را یافتند: عنصر پرانرژی سازنده ی وجود خواه مولکول آدنوزین رطوبت فسفات (ATP). ساختار این مولکول باعث می شود به اسلوب منحصربه فرد مناسب پذیرش و آزادسازی انرژی باشد. وقتی سلول نیازمند کارمایه است، مثلا بخاطر بیرون کشیدن مولکول ها یا مرمت ریزدستگاهی ارکارافتاده می تواند ای تی پی را تجزیه و از کارمایه شیمیایی برای ادا کار و ایجاد تبدیل استفاده کند. بوسیله همین دلیل موجودات زنده قادر بوسیله ادا کار هستند. ما نمی دانیم نخستین مولکول ای تی پی دقیقا کِی و چگونه روی زمین ساخته شد؛ اما هر موجود زنده ی شناخته شده برای حفظ کردن فعالیت ساختار داخلی خود از ای تی پی یا مولکولی بیش مثل استفاده می کند.
مولکول ای تی پی برای تقریبا هر فرایند حیاتی است. گیاهان، قارچ ها، باکتری ها و جانوران باید زنده بمانند .بدون ای تی معلول حیاتی روی زمین نخواهد بود. احتمالا هیچگاه کجا نخواهد بود. هرچند تجزیه ی مواد شیمیایی برای انرژی، ایده ی چندان قباحت نیست، بود اولیه، خورشید بزرگ ترین منبع موجود انرژی را ازدست داد. خورشید اتم ها را ادغام می کند و فوتون هایی را می تاباند که کارمایه را به تو منظومه ی شمسی محموله می کنند. اما این انرژی خام و هضم نشدنی است و باید پالایش شود.یک روز یک سلول، سلولی دیگر را خورد و آن را نکشت. درعوض، آن ها به یک سلول دگرگونی شدند. آن روز هیچ چیز تغییر نکرد؛ ولی زمین برای همیشه تغییر کرد
پس از صدها میلیون سال تکامل، سرانجام یک سلول نحوه ی استفاده انرژی خورشید را آموخت. سلول تابش را جذب و بخش عمده ی آن را به ودیعه های شیمیایی کوچک و پالایش شده ای تبدیل کرد که برای حی ماندن بوسیله امر می آیند. ما این فرایند را فتوسنتز» می نامیم. شما فوتون هایی را می گیرید که به همراه انرژی الکترومغناطیسی درنوسان هستند و قدری از این انرژی را برای ادغام و ترکیب مولکول های مختلف با یکدیگر بوسیله کار می برید. این کارمایه الکترومغناطیسیِ تبدیل شده به انرژی کیمیایی در مولکول ای تی پی پس انداز می شود. این فرایند به مراتب بهبود یافت، به نحوی که فدایی سلول ها نحوه ی ساخت بسته های شیمیایی بهتر را آموختند: گلوکز خواه قند.»
گلوکز راحت تجزیه می شود، پرانژری و بسیار خوشمزه و به قدری به نفع است که برخی سلول ها تصمیم گرفتند بوسیله جای آنکه خودشان فعالیت پرزحمت فتوسنتز را انجام دهند، صرفا دیگر سلول های فتوسنتزگر را ببلعند و گلوکز و ای تی جای پا آن ها را به دست آورند. این امر عمدتاً یکی از بزرگ ترین خیانت های جانوری در تاریخ تکاملی قلمداد می شود. سلول های فتوسنتزگر عمدتاً در سطوح خود قادر بوسیله بهره گیری از انرژی هستند که این خصوصیت، تولید حداکثری انرژی و بوسیله تبع آن مسیرهای تکاملی آن ها را تاحدی محدود کرد.
با گذشت زمان برخی سلول ها قند تولید کردند و سایرین آن ها را خوردند. تکامل حکم خود را انجام داد؛ اما اوضاع کلی برای صدها میلیون سال تقریبا یکسان پاینده ماند تا اینکه یک روز یک سلول، سلولی دیگر را خورد و آن را نکشت. درعوض، آن ها به یک سلول تبدیل شدند. آن روز هیچ چیز دگرگونی نکرد؛ اما زمین برای قدیم تغییر کرد. این سلول به جد طولانی جانوران روی زمین دگرگونی شد. وال های آبی، آمیب ها .دایناسورها، عروس دریایی، جبه دوز پری وار صورتی و پوست انباشته سوندا و البته شما. کامل جانوران می توانند موجودیتشان را تا آن زمان ردیابی کنند. ادغام دو موجود زنده بیش مهم است؛ بمنظور وقتی دو سلول یکی شوند، قدرت بیش بیشتری پیدا می کنند.
سلول سابقاً وارسته تو سلول میزبان توانست ازتلاش بخاطر بقا مشت بردارد و درعوض بر عمل یک وظیفه تمرکز بطی ء: تاسیس ای تی پی. این سلول به موتورخانه ی سلول میزبان تبدیل شد و نخستین میتوکندری» را شکل داد. تضمین بقا در جهان خطرناک و تدارک ی غذا برای میتوکندری به سلول میزبان سپرده شد. میتوکندری اساساً فتوسنتز را داخل فرایندی پیچیده و مشابه وارونه کرد. آن ها مولکول های قندی را که ما با نوشانیدن دیگر موجودات زنده به مشت می آوریم، برمی دارند و با اکسیژن و مولکول های پیش ماده می سوزانند تا مولکول های ای تی پی جدید و غنی از کارمایه بسازند. این فرایند همانند کوره ای کوچک ادا می درنگ و ضایعاتی نظیر کربن دی اکسید، آب و قدری انرژی جنبشی ای بیرون می دهد که با گرم شدن بدن تجربه می کنید. این بدوی تقسیم کار، بدان معنا بود که سلول متاخر بسیار بیشتر از هر سلولی به انرژی دسترسی داشت که به معنای فرصت های بیشتر دراختیار تکامل بخاطر توانمندسازی سلول های مرموز تیز حیات.
یک روز، سلول های اولیه تشکیل گروه ها و جوامع کوچک را آغاز کردند که بوسیله وجود چندسلولی و درنهایت شما منجر شد. امروز شما توده ای از تریلیون ها سلول هستید که هرکدام مملو از ده ها و شاید حتی صدها دستگاه کوچکی هستند که کارمایه کاربردی بخاطر حی ماندن ما را تهیه می کنند. اگر این فرایند حتی بخاطر چند دقیقه مغشوش شود، شما می میرید. ولی اگر حیات این طور شکننده است، آیا نمی توان همانند ذخیره ی قند داخل سلول های چربی، ای تی اثر را پس انداز کرد تا اگر برای مدتی لمحه نکشیدیم، نمیریم؟ اگر حیات برای زنده نگاه داشتن شما به امروز مسائل بسیاری را حل کرده است، چرا مشکل مرگ سریع هنوز حیات دارد؟
تا اینکه باکتری ساده ای همانند اشریشیا کلی در هر تقسیم سلولی تقریبا ۵۰ برابر حد بدن خود ای تی پی برقرار می کند. تریلیون ها سلول بدن برای حی نگاه داشتن شما بوسیله مقدار بیش زیادی ای تی جای پا احتیاج دارند. بدن شما روزانه درحدود ۹۰ میلیون میلیارد میلیارد مولکول ای تی معلول تولید و تغییر می کند: تقریبا هم وزن بدن خودتان. بخاطر آنکه عزب یک روز ابدیت بیاورید به اندازه ی یک نفر ای تی پی نیاز دارید. حتی ذخیره سازی مقدار کافی ای تی جای پا برای دوام آوردن بوسیله پیمانه ی چند دقیقه اساساً غیرممکن است. مولکول ای تی جای پا برای جابه جایی سریع انرژی بیش ارزان اما برای ذخیره سازی افتضاح است، در مدت فقط یک درصد از انرژی مولکول گلوکز را تو سه مقابل بزه خود دارد؛ درنتیجه ای تی پی پیوسته تولید و تقریبا زننده مصرف می شود.بقا همانند راندن خودرویی با سرعت طولانی درحین تولید سوخت داخل صندوق عقب با خاکروبه هایی است که از پهلو جاده برمی دارید
این ادبیات کوتاه و ساده شده ی مولکولی بود که بوسیله شما امکان می دهد با دنیا مایه تسلی متفاوت و اسلینکی روی پله برقی باشید .ادبیات عجیبی است. برای بقا درون کامل اوقات به این مولکول احتیاج دارید. باید بوسیله لول ادامه دهید، بجای حتی وقفه ای کوتاه اسلینکی شما را از حرکت بازمی دارد. بقا بسان راندن خودرویی با سرعت طولانی درحین تولید بنزین داخل مجری عقب با زباله هایی است که از بر جاده برمی دارید. تا آنجا که می دانیم، منشاء طولانی این فرایندها به میلیاردها سال پیش بازمی گردد؛ وقتی قطعاتی کوچک از دنیا راحت گردهم آمدند و برای لحظه ای بوسیله چیزی دیگر تبدیل شدند. این موجود خود می تواند به مسیرش دنباله دهد و قادر به نمو است.
از آن زمان که اسلینکی به حرکت در آمد، تاکنون درحال پیش روی بوده است. از اولیه سلول ها تا شما که اکنون این متن را می خوانید. یک روز شما دوباره با همیشگی جهان مایه تسلی ادغام خواهید شد. شاید داستان هایی را درباره ی ماجراجویی هایتان برایش تمجید خواهید کرد و شاید هم نکنید؛ اما پیش از آنکه بفهمید فرصت دارید به نیکوترین گونه عمر کنید و جهانی راحت را بسیار جذاب تر کنید.بیشتر بخوانید:تولید گیاهان همیشه درخشان؛ دستاورد متاخر مهندسان ژنتیکایجاد تصادفی ارشد ترین ابرکامپیوتر جهان با مشارکت کامپیوتر های خانگیکشف شواهد فسیلی که نشان دهنده ی گذر میمون ها از اقیانوس اطلس استشبکه های موبایل چگونه کار می کنند؟ (مدخل اول)نتایج پژوهشی تازه: مارها بخاطر دفاع از خویشتن زهر تولید نمی کنند
درباره این سایت