مرحله سوم پیدایش حیات

      وقتی که امر اتصال کربن‌ها به یک‌دیگر آغاز شد، هم‌چنان ادامه یافت و از میان موادی آلی ساخته شده، بعضی مواد با یک‌دیگر و با مواد غیرآلی ترکیب شدند و ملکول‌های پیچیده‌تر به وجود آوردند.

      از میان مواد آلی که با یک‌دیگر ترکیب شدند، یکی قندها بودند. نتیجه‌ی ترکیب شدن آن‌ها پیدایش یک سلسله مولکول‌های بزرگ‌تر شد که رشته‌های دراز کربن را شامل بودند. بعضی از پلی‌ساکاریدها که بدین طریق ساخته شدند بسیار فراوان هستند. مثلا" نشاسته، سلولز، گلیکوژن، از پلی‌ساکاریدهایی هستند که هر یک از 12 ملکول قند یا بیش‌تر از آن ترکیب یافته است. ظهور پلی‌ساکاریدها در آغاز امر برای پیدایش ماده  زنده اهمیت اساسی داشت زیرا چنان‌که خواهیم دید، پلی‌ساکاریدها از مواد ساختمانی بسیار خوب و از منابع عالی انرژی برای واکنش‌های شیمیایی هستند و در حال حاضر نیز به همین منظورها به کار می‌روند.

      در سلسله واکنش‌های دیگر، گلیسرین، با اسید چرب ترکیب شد و چربی‌ها را به وجود آورد. این مواد نیز از مواد عالی انرژی‌زا هستند و از نظر سازندگی بهتر از پلی‌ساکاریدها هستند.

      از مهم‌ترین ترکیبات جدید، پروتئین‌ها بودند. پروتئین‌ها از اسیدهای‌امینه‌ای که به صورت پیچیده‌ای به یک‌دیگر اتصال دارند، ساخته شده‌اند. ملکول‌های بی‌شماری از اسیدهای‌امینه (یکصد هزار ملکول یا بیش‌تر) ممکن است برای ساختن پروتئینی گرد هم‌آیند. الگوی هندسی چنین ماده‌ای ممکن است بی‌نهایت متغیر باشد. حاصل آن‌که نه تنها پروتئین‌ها بزرگ‌ترین ملکول‌ها را به وجود آوردند بل‌که شامل متنوع‌ترین ملکول‌ها نیز بودند.پروتئین‌ها به سبب تنوع و پیچیدگی فراوانی که دارند از مناسب‌ترین ماده‌ی ساختمانی ماده‌ی زنده نیز هستند.

      فراوانی‌ پروتئین‌ها از نظر دیگر، واجد اهمیت فراوان بود، زیرا بعضی از پروتئین‌ها توانستند واکنش‌های شیمیایی میان مولکول‌های دیگر را تسریع کنند. شیمیدان‌ها برای تسریع واکنش‌های شیمیایی، روش‌های بسیار می‌شناسند. مثلا" گرما یکی از عوامل تسریع‌کننده است. ولی بعضی از واکنش‌ها بدون تاثیر گرما و تنها با افزودن موادی به نام کاتالیزگر یا کاتالیزور تسریع می‌شوند. بسیاری از پروتئین‌ها مانند کاتالیزگر عمل می‌کنند. پروتئین‌های کاتالیزگر را آنزیم (دیاستاز) می‌نامند. بنابراین با پیدایش پروتئین‌ها، سرعت واکنش‌ها در اقیانوس‌های اولیه زیاد شد و از همان آغاز تا کنون «حیات تابع واکنش‌هایی شد که توسط آنزیم‌ها تسریع می‌گردند.»

      گروه دیگر ملکول‌های پیچیده، که در تنوع و درجه‌ی پیچیدگی دست کمی از پروتئین‌ها نداشتند، ملکول‌هایی بودند که از پیریمیدین‌ها و پورین‌ها ساخته شده بودند. این دو ماده با دو نوع ماده دیگر ترکیب شدند: یکی از دو ماده‌ی اخیر یک قند 5 کربنی، و ماده‌ی دیگر فسفات بود. (فسفات از مواد کانی است که در آن ایام و نیز در حال حاضر همواره در اقیانوس‌ها موجود بوده و هست). حاصل آن‌که دو نوع ماده‌ی مرکب بسیار پیچیده به وجود آمد:

      یکی «پورین- قند- فسفات» و دیگری «پیریمیدین- قند- فسفات»، هردوی، این مواد را نوکلئوتید می‌گویند. صدها و هزارها ملکول نوکلئوتید با هم ترکیب شدند و ملکول‌های بی‌نهایت پیچیده‌ی اسیدهای‌نوکلئیک را ساختند.

      واکنش‌های شیمیایی سومین مرحله پیدایش حیات را می‌توان چنین خلاصه کرد:

     قند +

     اسید چرب + گلیسرین                                                       چربی  

     اسیدامینه + اسیدامینه                                                          پروتئین

     (پورین، پیریمیدین) + قند و فسفات                                    نوکلئوتید

     نوکلئوتید + نوکلئوتید                                                       اسیدهای نوکلئیک

مرحله چهارم پیدایش حیات

      فرایندهای تدریجی تولید ترکیبات گوناگون شیمیایی هم‌چنان ادامه یافت و ملکول‌هایی از پلی‌ساکاریدها، چربی‌ها، پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک به طرق گوناگون با هم ترکیب شدند. از میان ملکول‌های بسیار پیچیده‌ای که از این واکنش‌ها حاصل شد، نوکلئوپروتئین‌ها بودند که ترکیباتی هستند از اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها، نوکلئوپروتئین‌ها بزرگ‌ترین و پیچیده‌ترین ملکول‌های شناخته شده هستند.

تولید مثل

      شواهد موجود نشان می‌دهد که نوکلئوپروتئین‌ها، طی تاریخ تکامل خود، صاحب خواص بسیار مهمی شدند. مهم‌ترین این خواص عبارت از این بود که بعضی از ملکول‌های نوکلئوپروتئین می‌توانستند همانند خود را بسازند. به عبارت دیگر قدرت تولید مثل داشتند.

      این‌که ملکول بتواند همانند خود را بسازد، امری خیالی و غیرعملی می‌نماید و حال آن‌که وقتی فرایند همانندسازی را با دقت مطالعه کنیم، مسئله‌ای کاملا" عملی به نظر می‌رسد و تجسس‌های کنونی انسان‌ها پرده را از روی این راز برداشته‌اند.

      برای ساختن همانند چیزی، ابتدا باید اجزای ساختمانی آن چیز آماده شود، سپس آن اجزا را به صورتی با‌ هم جور کنند که نظیر الگوی نخستین گردد. بنابراین اگر باید ملکولی نوکلئوپروتئین ساخته شود، ابتدا وجود ملکول‌های قند و اسیدامینه و فسفات و پورین و پریمیدین لازم می‌آید. این اجزای سازنده‌ی نوکلئوپروتئین در اقیانوس‌اولیه به وفور موجود بودند. بخشی از این مواد، نخستین ملکول‌های نوکلئوپروتئین را به وجود آوردند و بقیه برای ساختن همانندهای نخستین ملکول‌ها به کار رفتند. بنابراین تولید ملکول نوکلئوپروتئین عبارت می‌شود از مرتب شدن اجزای موجود به صورت ملکول بزرگی که همانند ملکول اصلی است.

      نوکلئوپروتئین‌ها ملکول‌هایی بزرگ و دراز و رشته ماننداند که یکی از خواص آن‌ها این است که هر بخش سازنده‌ی مولکول، میل ترکیبی با بخش آزاد نظیر خود، که در محیط موجود است، دارد. حاصل آن‌که اگر همه‌ی اجزای ساختمانی یک ملکول نوکلئوپروتئین در حول آن موجود باشد، هر جزیی به جزء همانند خود در طول ملکول متصل می‌شود و مجموع اجزای متصل شده به ترتیبی قرار می‌گیرند که آن ترتیب در ملکول قبلی بوده است. بنابراین ساخته شدن یک ملکول جدید هنگامی پایان می‌پذیرد که اجزای گرد‌آمده به صورتی «صحیح» به هم متصل شوند.

      میلیون‌ها سال طول کشید تا در نتیجه‌ی ترکیب قند و فسفات و پیریمیدین و پورین، نوکلئوتید به وجود آمد و سپس بر اثر ترکیب نوکلئوتیدها اسیدهای نوکلئیک ساخته شدند. و در نتیجه‌ ترکیب اسیدهای‌امینه، پروتئین‌ها پیدا شدند و سرانجام بر اثر ترکیب پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک، نوکلئوپروتئین‌ها ظاهر گشتند. هنگامی که نخستین ملکول‌های نوکلئوپروتئین ساخته شدند، به عنوان الگو در تولید ملکول‌های دیگر، ولی سریع‌تر، به کار رفتند. هر ملکول نوکلئوپروتئین که در آغاز با کندی بسیار پیدایش می‌یافت، برای به وجود آمدن مولکول‌های نو در حکم «دستور تهیه» بود. به کمک این دستور تهیه قندها و اسیدهای امینه و پورین‌ها و پیریمیدین‌ها و اسیدهای فسفریک و غیره به وضعی مناسب به یک‌دیگر متصل شدند و یک‌جا و به طور مستقیم ملکول‌های نو ساختند.

      از آن پس معنی درست تولید مثل چنین شد: «گرد آمدن سریع مواد ساده‌ی خام، برطبق الگویی از مدل قبلی، برای به وجود آوردن همانند آن» در امر تولید مثل موجودات زنده، خود الگوی قبلی، کار جمع‌آوری و مرتب ساختن اجزای ساختمانی همانند خود را به عهده دارد. الگوی حاصل نیز به نوبه خود الگویی برای ساخته شدن مدل نو می‌شود. با این روش بود که جانشینان نوکلئوپروتئین‌های اولیه، یکی پس از دیگری، از آغاز پیدایش تا کنون، به وضعی مداوم به دنبال هم ساخته شدند.

      تا آن‌جا که اطلاع داریم نوکلئوپروتئین‌ها نخستین و تنها ملکول‌هایی بودند که می‌توانستند همانند خود را بسازند و اکنون نیز چنین هستند. این خاصیت مهم نوکلئوپروتئین‌ها بستگی کامل به سازمان داخلی و پیچیدگی اتمی مولکول‌های آن‌ها دارد. هر وقت که تعداد و انواع معینی از اتم‌ها به صورت درستی گردهم آیند، خاصیت تولید خواهند یافت. این فرایند هیچ‌گاه نباید اسرار آمیز و عجیب‌تر از خواص ترکیبی سایر اتم‌ها به نظر آید زیرا مثلا" اتم‌هایی هستند که با هم ترکیب می‌شوند و اسیدی به وجود می‌آورند و این اسید می‌تواند فولاد را سوراخ کند. حاصل آن‌که تولید مثل خاصیتی چون خواص دیگر موادی است که از اتم‌ها ترکیب یافته‌اند و حیات جز بسط چنین خاصیتی چیز دیگری نیست.

 تغذیه

      یکی از نیازمندی‌های تولید مثل فراهم بودن مواد اولیه ساختمانی نوکلئوپروتئین‌ها بوده و در حال حاضر نیز هست. بنابراین مواد بی‌شمار آلی و کانی موجود در اقیانوس‌اولیه در حکم مواد خوراکی محسوب می‌شدند. پس به وجود آمدن نخستین ملکول نوکلئوپروتئین نه تنها موجب فرایند تولید مثل بوده بل‌که فرایند تغذیه را هم به میان کشیده‌ است. مواد آلی خوراکی یا غذاها، چون قندها و اسیدهای‌امینه و پورین‌ها و پیریمیدین‌ها و غیره، هم‌راه مواد خوراکی کافی چون فسفات‌ها و آب بودند که فرایند تولید مثل را امری ممکن ساخته‌اند.

      به تدریج در نتیجه‌ی تولیدمثل، مواد خوراکی بیش‌تری، به صورت نوکلئوپروتئین در می‌آمدند، و این ملکول‌ها همانند خود را می‌ساختند و تعداد آن‌ها روزافزون می‌شد. شک نیست که سرعت تبدیل مواد خوراکی به نوکلئوپروتئین از همان آغاز، بیش از سرعت ساخته شدن ملکول‌های نو مواد خوراکی براساس ترکیب شدن متان و آمونیاک و آب بوده است.

      عامل دیگری نیز وجود داشت که سبب کاهش مواد خوراکی آزاد و مورد نیاز ساخته شدن مولکول‌های نو نوکلئوپروتئین‌ها می‌شد. به درستی نمی‌دانیم که چگونه و چه وقت این عامل دست‌اندر کار شد ولی اوضاع فیزیکی روی زمین سرانجام به نحوی تغییر یافت که اندوخته تازه قند و اسیدامینه و سایر غذاها فراهم نمی‌گشت. شاید تخلیه‌ی الکتریکی اتمسفر به درجه‌ای کم شده بود که متان و آب و آمونیاک به مقدار قابل ساخته نمی‌شدند، شاید به سبب روی دادن تغییرات دیگری در اتمسفر زمین، انرژی اشعه‌ی خورشید با شدت و مقادیر قبلی به سطح زمین نمی‌رسید. تعدادی از این قبیل تغییرات فیزیکی، کافی بود که ساخته شدن مواد غذایی را متوقف سازد و حال آن‌که غذای موجود در اقیانوس‌ها به وسیله‌ی نوکلئوپروتئین‌های روزافزون در شرف اتمام بود. آشکار است که با پیدایش نوکلئوپروتئین‌های تولیدمثل‌کننده، دیر یا زود، همه‌ی ذخایر ملکول‌های آزاد اقیانوس از میان می‌رفت و به صورتی در می‌آمد که در حال حاضر هست. مسئله کاهش روزافزون اندوخته‌ی غذایی سبب پیش آمدن وضع جدیدی شد و آن مسئله تنازع بقا بود. از آن‌جا که تنها ملکول‌های نوکلئوپروتئین می‌توانستند، ملکول‌های آزاد غذایی را از اقیانوس بگیرند، پس در به دست آوردن غذا شروع کردند به تنازع. در چنین اوضاعی، خاصیت دیگری در نوکلئوپروتئین‌ها به ظهور پیوست که اهمیت‌ش کم‌تر از تولید مثل نبود و از این گذشته روز به روز مهم‌تر شد.

تکامل

      مولکول نوکلئوپروتئین سازمانی پایدار دارد. یعنی برخلاف سایر انواع مولکول‌ها، به آسانی تحت اثر عوامل فیزیکی و شیمیایی از هم پاشیده نمی‌شود. ولی در عین ثباتی که دارد تحت تاثیر شرایط درونی و محیطی دست‌خوش بعضی از تغییرات می‌شود. وقتی که چنین تغییری به ملکولی دست داد، ملکول تغییر یافته، ثبات خود را در وضع جدید هم‌چنان حفظ می‌کند و آن را عینا" به ملکول‌های بعدی انتقال می‌دهد. این‌گونه تغییرات ارثی را جهش یا موتاسیون(Mutation) می‌نامند. جهش‌ها ممکن است تغییراتی جزیی یا نسبتا" بزرگ در نوکلئوپروتئین‌ها به وجود آورند.

      بنابراین اگر جهش‌هایی در نوکلئوپروتئینی نو به وجود آید (بدون شک این‌گونه جهش‌ها صورت گرفته‌اند)، آن ملکول منفرد خواهد توانست تعداد زیادی مولکول‌های همانند خود تولید کند که سازمان داخلی آن‌ها با سازمان دیگر نوکلئوپروتین‌ها تفاوت دارد. بعضی از این جهش‌ها ممکن است برحسب شرایط مساعد حال ملکول باشد. مثلا" جهشی که نوکلئوپروتئین را قادر سازد از ملکول‌های غذایی که قبلا" نمی‌توانسته است مورد استفاده قرار دهد، استفاده کند، یا جهشی که نوکلئوپروتئین‌هایی را قادر سازد که بتوانند گرد‌هم آیند و توده‌ی ملکولی به وجود آورند. از آن‌جا که تعداد ملکول‌های فعال در هر توده‌ی ملکولی بسیار است و احتمالا" هر ملکولی می‌تواند بیش از ایامی که منفردا" می‌زیسته، غذا به دست آورد، ممکن است نخستین پدیده‌ی همکاری میان مولکول‌ها بدین روش آغاز شده باشد.

      احتمال دارد که در نتیجه وقوع این‌گونه شرایط‌های مساعد، گروه مخصوصی از نوکلئوپروتئین‌ها به وجود آمده باشند که بهتر از اقسام دیگر در تنازع بقا، به دست آوردن غذا، توفیق یافته باشند. در این صورت گروه نو قاعدتا" سریع‌تر تولید مثل کرده و اخلاف بیش‌تری تولید می‌کنند و حال آن‌که اقسام قبلی، که حتا از به دست آوردن غذایی که روز به روز کم می‌شد، عاجز بودند، قدرت تولید مثل نداشتند. حاصل این جریان به تکامل (Evolution) نوکلئوپروتئین‌ها انجامید.

      اختصاصات نوکلئوپروتئین‌ بدون تغییر به جانشینان می‌رسد تا وقتی که جهشی حاصل شود. جهش به نوبه خود به اخلاف تغییر یافته، انتقال می‌یابد.

      حاصل آن‌که :

      1- گروه‌های جدید نوکلئوپروتئین ظاهر شدند.

      2- تنازع بقا مؤثری میان انواع آن‌ها به وقوع پیوست و گروه‌هایی توانستند بهتر از دیگران تولیدمثل کنند.

      3- انتقال خواص مفید، از طریق وراثت، سبب بقای عده‌ی زیادی از نوکلئوپروتئین‌های نو شد.

      4- نوکلئوپروتئین‌هایی که در به دست آوردن غذا توفیق نیافتند سرانجام نابود شدند. 

      تردیدی نیست که با چنین تکاملی نسل‌های گوناگونی از نوکلئوپروتئین‌ها به وجود آمدند و عوامل تنازع‌بقا،هم‌کاری، جهش، تولیدمثل، وراثت و بقای‌اصلح تکامل را هم‌چنان پیش بردند.

      چهارمین مرحله پیدایش حیات را می‌توان چنین خلاصه کرد:

پلی ساکارید‌ها، چربی‌ها، پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک

ملکول‌های درشت بخصوص نوکلئوپروتئین‌ها، تغذیه، تولیدمثل، جهش، وراثت، تکامل

  انواع گوناگون نوکلئوپروتئین‌ها و توده‌های نوکلئوپروتئینی

      در نتیجه رشد و تنوع نوکلئوپروتئین‌ها، حیات به مرحله‌ای حد واسط میان موجودات زنده و غیرزنده رسید. گرچه بعضی از نوکلئوپروتئین‌ها، صاحب بعضی از خواص موجودات زنده بودند ولی موجودات زنده‌ی حقیقی هنوز به عرصه نرسیده بودند. در پنجمین مرحله پیدایش حیات بود که جان‌داران حقیقی به وجود آمدند.

ادامه دارد

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: