مسئله‌ی خاستگاه حیات به شکل خیره‌کننده‌ی دشوار است. بیست سال پس از کشف DNA، کارل پوپر، فیلسوف برجسته‌ی علم، با تاکیدش بر این مسئله که: «حیات سدی نفوذناپذیر برای علم است و جان به‌دربرده از همه‌ی کوشش‌ها برای فروکاستنِ زیست‌شناسی به کیمیا و فیزیک»، رسیدن به جواب علمی در مورد خاستگاه حیات را ناممکن می‌دانست. و برعکسِ این دیدگاه، کیمیا دان برجسته‌ی هاروارد جرج وایت‌سایدز، به‌تازگی با صراحت نامعمول، در مورد حیات این‌گونه ابراز نظر کرده است: «بیشتر کیمیادانان از جمله خودم، باور دارند که حیات به‌شکل خودبه‌خودی از آمیزه‌ای از مولکول‌ها در زمینِ پیشازیستی پدید آمد. چطوری؟ هیچ ایده‌ای ندارم.» این حرف چکیده‌ی همه‌ی این قصه است.

مبنای دیدگاه مدرن این فرض است که چیزی در حدود 4.6 میلیارد سال قبل، حیات در روی زمین از سرآغازهای «نازیستی» به راه افتاد. این دیدگاه اولین بار در سال 1920 با کارهای مشترک زیست‌شیمی‌دان روسی الکساندر اُپارین، ژنتیک‌دان و زیست‌شناس فرگشتی پرنفوذ انگلیسی جی. بی. اس. هلدین پا گرفت. ایده‌های ناکام و ضعیف‌تری مثل «همه‌گشنی» نیز شکل گرفت که به زودی توسط دانشمندان نادیده گرفته شدند. با این‌حال اما، این سوال هسته‌ی مباحث فعلی است. اگر سخن اخیر وایت‌سایدز را جدی بگیریم، پس حیات چگونه از بی‌حیات پدید آمد؟

دانشمندان برای پاسخ به این سوال دو رهیافت را در نظر گرفته اند. در حقیقت این پرسش دو چهره‌ای کاملا متمایز دارد – پیشینه‌ای و ناپیشینه‌ای. رهیافت پیشینه‌ای رمزگشایی از رویدادهای واقعی کیمیایی است که در زمینِ پیشازیستی رخ داده است. مسیر کیمیایی و فیزیکی خاصی که پیموده شد، گام به گام از بی‌حیات تا به حیات ساده اولیه. و مهم‌ترین سوالات تشکیل دهنده این رهیافت: کدام بلوک‌ها به‌وجودآورنده‌ی مولکول‌هایی هستند که حیات از آن‌ها به‌وجود آمد؟ شرایط تعاملی و واکنشی عمومی در زمین چگونه بوده که باعث شد حیات اولیه در آن شکل بگیرد؟ آیا مراحل میانی در این دوره فرگشت طولانی، از مولکول‌های اولیه تا حیات ساده اولیه وجود داشت؟ رهیافت ناپیشینه‌ای به پرسش عمومی «چرا » می‌پردازد. در واقع بیشتر تمرکز بر چرایی شکل‌گیری حیات دارد. چرا ماده بی‌حیات اولیه فارغ از هویت ساختاری اش، مسیر پیچیدگی‌یافتگی را تا حیات ساده اولیه پیموده است؟ این رهیافت بیشتر شبیهِ روش نیوتن در مورد جستجوی دلیل افتادنِ سیب از درخت است، این‌که «چرا سیب به زمین افتاد؟». کدام اصول فیزیکوکیمیایی می‌تواند چنین تبدیل کیمیایی خیره‌کننده‌ای را توضیح دهند؟

دانشمندان می‌گویند که یک نوع درهم‌تنیدگی بین این دو رهیافت وجود دارد. دانستن یکی می‌تواند جنبه‌هایی از رهیافت دیگر را نیز توضیح دهد. به فرض مثال غلتیدن صخره‌ای از بالای کوه را در نظر بگیرید. در مسیر پایین آمدن صخره از کوه هر دو رهیافت به راحتی قابل تشخیص هستند. چگونه این صخره از کوه جدا شد؟ صخره از کدام مکان کوه شروع به غلتیدن کرد و چرا چنین مسیری را پیمود؟ و پرسش رهیافت دوم: چرا اصولا باید صخره به سمت شیب کوه و در چنین مسیری سقوط کند؟ که البته در مورد صخره جواب این سوال خیلی روشن است.

به همین ترتیب اگر در مورد خاستگاه پیشینه‌ای پرسشِ حیات در جزئیاتش بپردازیم، یعنی مواد آغازی و مراحل واکنشی، آنگاه دانستن اصول کلی حاکم بر تبدیل شدن بی‌حیات به حیات ساده اولیه چشمگیر خواهد بود؛ و می‌پرسد که دنبال چی نوع مدرک پیشینه‌ای بگردیم. و برعکس دانستن واکنش‌هایی که به تبدیل ماده بی‌حیات به ماده جاندار انجامید، کمک زیادی به پرده‌برداشتن از آن اصولی کلی خواهد کرد که بر چنین تبدیل برجسته‌ای حکم رانده‌اند.

کهن‌ترین مدرک پیشینه‌ای در مسئله خاستگاه حیات، دیرین‌شناسی و مدارک و بازمانده‌های میکروفسیلی و میکروارگانیسم‌های باستانی اند که در تازه‌ترین یافته‌ها در مورد عمر آنها، حیات ابتدایی را چیزی در حدود 3.4 میلیارد سال پیش می‌رساند. با این‌حال، همه‌ای این شواهد میکروفسلی، به حیات یاخته‌ای(سلولی) پیش‌رفته‌ای می‌انجامد و نمی‌تواند به فرایندهای قدیمی‌ترِ «نازیست‌زایی» نوری بتاباند. پس باید نتیجه بگیریم که تنها سند دیرین‌شناسی به تنهایی و به خودی خود نمی‌تواند بینشِ سرراست بر سرراه مسئله خاستگاه حیات قرار دهد.

تکنیک توانمند دوم برای کاوش پیشینه‌ی حیات بر روی زمین، تحلیل «تبارژنتیکی» یا تحلیل «توالی» است. زیست‌فیزیکدان برنده جایزه نوبل، ماکس دلبروک، در یک سخنرانی در فرهنگستان هنرها و علوم کانتی کت در سال 1949 چنین فرموده بود: «هر یاخته زنده‌ی با خود تجربه میلیاردها ساله از تجربه کردن را حمل می‌کند.». این سخن دلبروک روشن می‌کند که امکان تشکیل درخت حیات از روی شواهد یاخته‌ای وجود دارد. با رمزگشایی از پیشینه‌ی فرگشتی می‌توانیم ارتباط همه‌چیز با یکدیگر را پیدا کنیم. در پایه درخت حیات، آخرین نیای مشترک همگانی Last Universal Common Ancestor (LUCA) را می‌گذاریم – تازه‌ترین چیز زنده‌ای که تمام حیات فعلی از آن فرگشت یافته است. با این‌حا اما ابزارهای دیرین‌شناختی و تبارشناختی شیوه‌هایی اند که اطلاعاتی از حیات اولیه در اختیار ما قرار می‌دهد اما نمی‌تواند به این پرسش که چگونه نازیست‌زایی اتفاف افتاد پاسخ بدهد. رهیافت دیگری که برای پاسخ دادن به این سوال روی دست دانشمندان است، رهیافت «شیمی پیشازیستی» است. این رهیافت دو سناریو را در خود پرورانده است که به رهیافت «نخست متابولیسم» و رهیافت «نخست تکرارشوندگی» تقسیم شده است. آیا شیمی‌ پیشازیستی می‌تواند فرایند نازیست‌زایی را توضیح دهد؟

#خداوند_و_علم       آیا علم می تواند همه چیز را تبیین کند؟       اسرار موجودات زنده