آیا تبدیلِ بیحیات به جاندار اتفاقی بود یا اجتنابناپذیر؟
دیوید بوهم فیزیکدان انگلیسی در مورد ذراتِ مقابل نور خورشید قول معروفی دارد: «حرکت ذراتِ غبار در مقابل نور خورشید فقط در ظاهر نامنظم و اتفاقی بهنظر میرسند. در حقیقت، در ورای بینظمی ظاهری پدیدهها، درجهی فوقالعاده بالایی از نظم وجود دارد که ما نام آنرا اتفاق میگذاریم.» اما، سوال خوانندگان احتمالا این است که خب، بحث نیاز و اتفاق از کجا شکل میگیرد؟ و چرا اتفاق یا نیاز؟ پس بنابراین، برای روشنی بیشتر، عمق بیشتری از خاستگاه حیات را به نمایش میگذاریم.
استنلی میلر کیمیادان آمریکایی، زمانیکه دانشجوی دکترا و زیر نظر هارولد اوری، کیمیادان نوبلی و استاد دانشگاه شیکاگو بود، در آزمایشهای دورانسازِ خود آمیزهی از چهار ترکیب گازی را که تصور میشد سازندگان عمدهای اتمسفیر پیشازیستی بودند، هیدروژن/هایدروجن، امونیاک، متان و بخار آب، را تشکیل داد و با گذراندن تخلیه الکتریکی از درون این آمیزه، اثر آذرخش آغازین را شبیهسازی کرد. نتیجهی حیرتانگیزیکه از این آزمایش بهدست آمد، تولید چشمگیر گسترهای از مواد عضوی/آلی، از جمله امینواسید بود. به دلیل اینکه امینواسیدها بلوکهای سازندهی پروتئینها استند و پروتئینها جز کلیدی همهی سیستمهای زنده، نتایج میلر دورهی جدیدی از مطالعات پیشازیستی را کلید زد. طولی نکشید که مخالفتهایی از جانب زیستشیمیدانان پا گرفت. شکلگیری حیات دقیقا در کجای زمین رخ داد؟ مکان ترجیحی آغازی یا همان «سوپ آغازی» به چند دلیل و موردِ احتمالی، به باد سوال گرفته شد و جایگزینهای آفرینندهی دیگری پیشنهاد گردید. برخیها گفتند که حیات ممکن است در دودکشهای هیدروترمال(گرماآبی یا زمینگرمایی) در ژرفای دریا شکل گرفته باشد، در حالیکه بعضی دیگر میگفتند که حیات در سطوح گلی شکل گرفت. به این ترتیب آن شور و هیجان بهوجود آمده از آزمایش میلر و خوشبینیهای خلق شده، با پا گرفتن رقیبهای دوسویه و ناسازگار، به بیانسجامی و عدم قطعیت تغییر یافت. اما تنها چیزیکه همه بر آن توافق داشتند این بود که حیات چیزی در حدود 4 یا 4.5 میلیارد سال پیش، از مواد بیحیاتِ حاضر بر زمینِ پیشازیستی پدید آمد.
این دیدگاه که همه بر سر آن اتفاق نظر دارند، پدید آمدن حیات از بیحیات، مارا برسر دوراهی بسیار دردسرساز قرار میدهد. آیا پدیدارگشتن حیات بر روی زمینِ پیشازیستی یک اتفاق بود یا نیاز؟ آیا پیشامدی بود فوقالعاده نامحتمل – رخدادی عجیب که تقریبا بیتردید هرگز تکرار نخواهد شد یا اینکه با توجه به قوانین فیزیک و کیمیا، پدیدارشدن حیات ناگزیر بود؟ تعدادی از فیزیکدانان معتقد هستند که این تبدیلِ بیحیات به جاندار، نمیتواند بهصورت اتفاقی صورت پذیرفته باشد. این دسته دانشمندان مثال میآورند: «برای آنکه همگرایی نوکلئوتیدها بهصورت «اتفاقی» موجبِ بهوجود آمدنِ مولکول RNA گردد، میباید طبیعت به اندازه 15^10سال سعی و خطا انجام دهد، که خود چیزی معادلِ 100 هزار بار طولانیتر از عمر کلی جهان هستی خواهد شد.» و نمونهی دیگر: «اگر اقیانوسِ نخستین میتوانست همهی انواع ایزومترها را که بهگونه اتفاقی از یک مولکولِ دارای صدها اتم، تولید کند؛ این کنش و اندرکنشها میتوانست 80^10 ایزومتر تولید کند که در مقایسه با آن، کلِ جهان هستی اتم ِکمتری از این تعداد دارد.»
داغترین بحث برسر مسئلههای اتفاق و نیاز، رویارویی پرآوازهی دو زیستشناس سرشناس نوبلی بود. زاگ مونود آنرا بهصورت پیشامد عجیب میدید که بعید است تکرار شود. در واژههای خودش اینگونه گفته بود: «معنایش آن است که احتمال پیشاندر آن کمابیش صفر بود. ... نه گیتی آبستن حیات بود و نه زیستسپهر آبستن آدمی.» اما، کریستین دو دوو دیدگاهی کاملا مخالف داشت: «خود آشکار است که گیتی آبستن حیات بود و زیستسپهر آبستن آدمی. وگرنه ما اینجا نبودیم.» خب، حق با کیست؟ آیا حیات از سر بخت بود یا الزام؟ چی نتیچهی میتوانیم از این رویاروییها بگیریم؟ پاسخ شستهرفته این است: تقریبا هیچ! با اینحال اما، هنوز راههای برای اقناع خاطر وجود دارد.
در جاهایی از فیزیک، در بحث احتمالات، موضوع دوشیکاف بسیار مطرح میشود. در یک آزمایشی با دوشکاف و یک صفحه عکاسی، وقتی یکبهیک ذرات را به سمت دو شیکافیکه خیلی نزدیک بههم تعبیه شده اند، در ابعاد ذرات، میفرستیم، احتمال اینکه ذره از کدام شیکاف عبور خواهد کرد، فقط 50 درصد است. تشخیص قطعی اینکه ذره از کدام شیکاف/شیار عبور میکند و به کدام قسمت صفحه خواهد نشست، ناممکن است. با این دیدگاه حرکت و مسیر ذرهی نوری کاملا اتفاقی و غیر قابل پیشبینی است. اما بعد از فرستادنِ هزاران ذره، لکهی که بر صفحه عکاسی باقی میگذارد، بههیچوجه اتفاقی نیست. به این معنا که ذرات فرستاده شده تصویر کاملا منظم تشکیل میدهند که بهنام اثر تداخل یاد میشود. معنی کلی این مثال این است که خصوصیات اتفاقی ذرات، درجهی بالایی از نظم را با خود دارد که برای ما قابل درک نیست.
با نگاهی به قطعات پازلی ارائه شده از اول بحث حیات تا اکنون، میتوانیم این نتیجه را ارائه دهیم. ما از جزئیات فرایندِ پدیدار شدن حیات و شرایط فراگیرِ زمین در زمانِ پیشازیستی نا آگاهیم. بنابراین نمیتوان توقع داشت که در مورد فرایندِ که نمیفهمیم و در شرایط که برای ما نامعلوم است، دست بهقضاوت بزنیم. اتفاق نظرها برسر کلیتِ فرایند تبدیل شدنِ حیات از بیحیات، وجود دارد اما به دلیل نداشتن آگاهی از شرایط پیشازیستیِ زمین، کشف تمام جزئیاتِ این فرایند از توان دانش امروز خارج است. به قول فیلسوف دنیل دِنِت، باید صبر کرد تا گذر زمان ثابت کند که علم این مسئله را تا کجا میتواند دنبال کند.
عکس: میلر در آزمایشگاه
همه ای ما کمابیش لذت درک کردن چیزی را چشیده ایم؛ لذتی که در تک تک سلول های مغزمان جاری می شود و تمام وجودمان را فرا می گیرد. با درک کردن و فهمیدن، احساس قدرت می کنیم. گاهی ممکن است چیزی را نفهمیم؛ آری زیاد پیش می آید. گاهی هم می پنداریم چیزی را فهمیده ایم و به آسانی از کنارش رد می شویم. اما گاهی مصرانه باقی می مانیم وکم نمی آوریم؛ آنقدر پافشاری می کنیم تا به واقعیت دست یابیم. اما چه زمان است که چیزی رامی فهمیم؟ اصلا فهمیدن به چه معنی است وتفاوت بین یادگیری و فهمیدن در چیست؟