«سرآغاز حیات» در کتابفروشی‌ها

کتاب «سرآغاز حیات؛ آنچه همه باید بدانیم» نوشته دیوید ویلسون دیمر به‌تازگی با ترجمه اقبال جاسمی توسط انتشارات ققنوس منتشر و راهی بازار نشر شده است. نسخه اصلی این‌کتاب سال 2020 توسط انتشارات دانشگاه آکسفورد چاپ شده است.

دانشمندان در مطالعه سرآغاز حیات دنبال مناطقی از زمین فعلی هستند که مشابه زمین اولیه در حدود 4 میلیارد سال پیش است. مکان‌هایی در مریخ وجود دارد که ممکن است در گذشته از حیات برخوردار بوده باشند، یا همین الان هم ممکن است در برخی نواحی جهان حیات به‌نحوی آغاز شده یا در حال شکوفایی باشد. شرایط محیطی در زمین اولیه بسیار خشن بوده و برخوردهای پی در پی شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‌دارها، فوران‌های عظیم آتشفشانی و تغییرات شدید دمایی امری کاملا عادی بوده است.

به این‌ترتیب اشکال اولیه حیات ممکن است به نحوی از این‌وضعیت سخت جان سالم به در برده باشند. این‌مناطق معمولا در محیط‌هایی هستند که در حال حاضر آن‌ها را تحت نظر داریم: نواحی زمین‌گرمایی در زیر زمین یا سطح آن، اعماق دریا، در شوری و اسیدیته بالا و پایین، در یخ، یا مکان‌های خشک و بی‌آب. بنابراین موجودات زنده برای ادامه حیات در این‌محیط‌های خشن به پروتئین‌ها و آنزیم‌های قوی نیاز داشته‌اند تا از آن‌ها مقابل این‌شرایط محافظت کند.

اولین‌گمانه‌زنی‌ها در مورد چگونگی شروع حیات روی زمین در کتابی روسی از الکساندر اُپارین در سال 1924 و پس از آن، در مقاله‌ کوتاهی از جان هالدان در سال 1929 منتشر شد. هر دو اثر به این‌نتیجه می‌رسیدند که سرآغاز حیات را می‌توان در چارچوب علم شیمی درک کرد و این‌دیدگاه از آن‌زمان تا امروز، هدایتگر تحقیقات در این‌زمینه بوده است. با این‌حال، رشته جدیدی به نام اخترزیست‌شناسی، چشم‌انداز انسان را به فراتر از زمین و زیست‌کره آن گسترش داد. اخترزیست‌شناسی بر دانش روزافزون در مورد چگونگی شکل‌گیری سیارات، ستارگان، کهکشان‌ها و حتی جهان متکی است. دانشمندان امروز می‌دانند زمین چگونه به سیاره‌ای قابل سکونت تبدیل شد و چرا حیات احتمالا در سراسر کهکشان راه شیری با 150 میلیارد ستاره و سیاره‌هایش، که مطمئنا برخی از آن‌ها قابل سکونت هستند، گسترش یافته است.

دیوید ویلسون دیمر نویسنده کتاب «سرآغاز حیات» متولد 1939 در آمریکا، بیولوژیست و پژوهشگری است که به‌عنوان استاد مهندسی زیست‌مولکولی در دانشگاه کالیفرنیا تدریس کرده است. بررسی ترکیبات آلی در شهاب سنگ مورچیسون و ریاست انجمن بین‌المللی مطالعه منشاء حیات ازجمله موارد موجود در کارنامه تحقیقاتی او هستند.

کتاب پیش‌رو 3 فصل اصلی دارد که به‌ترتیب عبارت‌اند از: «چگونه اجزای یک سیاره قابل سکونت را سرهم‌بندی کنیم»، «از غیر زنده تا تقریبا زنده» و «آنچه هنوز کشف نکرده‌ایم».

فصل اول کتاب از این‌عناوین تشکیل شده است: «عناصر حیات روی زمین میلیاردها سال قدمت دارند»، «اتم‌هایی سنگین‌تر از هیدروژن در ستارگان تولید می‌شوند»، «همه اشکال حیات از شش عنصر زیست‌زا تشکیل می‌شوند»، «غبار بین‌ستاره‌ای بذرهای اتمی و مولکولی حیات را برای منظومه شمسی فراهم کرد»، «ابرهای مولکولی زادگاه ستارگان و سیارات‌اند»، «منظومه شمسی از دیسکی از غبار و گاز که به دور خورشید می‌چرخید ساخته شد»، «عناصر رادیواکتیو هسته زمین را به حالت مذاب نگه می‌دارند»، «واپاشی رادیواکتیو سن زمین را به ما می‌گوید»، «حیات نمی‌توانست آغاز شود تا زمانی که اقیانوس به وجود آمد» و «سیارات کوچک و دنباله‌دارها آب موجود در زمین را تامین کردند».

«طرح‌های مختلف برای چگونگی آغاز حیات روی زمین»، «تمام اشکال حیات از نوع سلولی است و احتمالا نخستین اشکال حیات نیز همین‌طور بوده است»، «حیات به آب مایع نیاز دارد»، «حیات احتمالا در آب‌های شیرین جزایر آتشفشانی آغاز شد»، «حیات به مونومرها نیاز دارد»، «حیات از پلیمرها تشکیل شده است»، «ترکیبات آلی برای پشتیانی از سرآغاز حیات در دسترس بودند»، «ترکیبات آلی برای واکنش دادن باید تغلیظ شوند»، «انرژی و آغاز حیات»، «خودگردهمایی و گنجانده‌شدن [ترکیبات درون محفظه‌های غشایی]»، «اولین گام‌ها به سوی حیات بوده است»، «سرآغاز حیات به یک منبع انرژی نیاز داشت»، «کاتالیزورها برای حیات اولیه و همچنین تمام اشکال حیات امروزی ضروری بوده و هستند»، «شرایط چرخه‌ای برای شروع حیات ضروری بود»، «برخی از واکنش‌های شیمیایی پیچیدگی مولکولی را افزایش می‌دهند، برخی دیگر مولکول‌های پیچیده را تجزیه می‌کنند»، «حیات به چرخه‌های انتقال اطلاعات بین اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها بستگی دارد» و «قدیمی‌ترین شاهد فسیلی شناخته‌شده از حیات حدود 3/5 میلیارد سال قدمت دارد» هم عناوینی هستند که در فصل دوم کتاب با آن‌ها روبرو می‌شویم.

در سومین‌فصل هم مخاطب با این‌عناوین روبرو می‌شود: «آیا جهان RNA واقعی است یا فقط حدس و گمان است؟»، «سوخت‌وساز چیست و چگونه آغاز شد؟»، «اولین کاتالیزورها چه بودند؟»، «حلقه‌های بازخوردی تنظیمی چگونه شروع به کار کردند؟»، «حیات چگونه هموکایرال شد؟»، «فتوسنتز چیست و چگونه شروع شد؟»، «اولین ریبوزوم چه بود؟»، «کد ژنتیکی چگونه پدیدار شد؟»، «ویروس‌ها از کجا آمده‌اند؟»، «چگونه سیستم‌های پلیمری گنجانده‌شده در غشا شروع به تکامل کردند؟»، «پروژنوت و LUCA (آخرین جد مشترک جهانی) چیست؟»، «چگونه حیات پروکاریوتی به حیات یوکاریوتی تبدیل شد؟»، «آیا درخت حیات وجود دارد؟»، «آیا می‌توانیم حیات را در آزمایشگاه تولید کنیم؟»، «آیا حیات امروزی می‌تواند دوباره روی زمین آغاز شود؟»، «آیا شرایط سیارات دیگر می‌تواند امکان شروع حیات را فراهم کند؟» و «آیا روزی خواهیم فهمید که حیات چگونه آغاز شده است؟»

در قسمتی از این‌کتاب می‌خوانیم:

برخی از واکنش‌های شیمیایی پیچیدگی مولکولی را افزایش می‌دهند، برخی دیگر مولکول‌هایی پیچیده را تجزیه می‌کنند

این ضرب‌المثل قدیمی را همه شنیده‌اند که فواره چون بلند شود سرنگون گردد. بیایید لحظه‌ای در مورد آن بیندیشیم. پرتاب یک توپ بیسبال به هوا انرژی می‌گیرد، زیرا در مقابل نیروی گرانش مقاومت می‌کند. این انرژی در توپ ذخیره و با سقوط توپ به زمین انرژی آن آزاد می‌شود. به همین ترتیب برای پلیمریزاسیون نیز به انرژی احتیاج داریم، به طوری که مولکول‌های آب را از بین مونومرها خارج کند تا پیوندهای شیمیایی برقرار شوند. هنگامی که منبعی از انرژی وجود ندارد، آب موجود شکستن پیوندها در فرایندی خودبه‌خودی به نام هیدرولیز یا آبکافت می‌شود تا انرژی ذخیره‌شده را آزاد کند. هم تولید پولیمرها و هم تجزیه آبکافتی برای حیات ضروری‌اند. مثلا، مواد غذایی سرشار از پلیمرهایی مانند نشاسته و پروتئین هستند. تنها راه به دست آوردن انرژی از غذا شکستن پلیمرها به مونومرهای آن‌ها _ یعنی گلوکز و اسیدهای آمینه _ است. آبکافتی که در طول هضم اتفاق می‌افتد توسط آنزیم‌ها کاتالیز می‌شود، مانند آمیلاز و مالتاز که نشاسته را به گلوکز تجزیه می‌کنند و پروتئازهایی که پروتئین‌ها را به اسیدهای آمینه تجزیه می‌کنند.

پیش‌تر توضیح دادیم که چگونه یک‌منبع ساده انرژی باعث می‌شود مونومرهایی مانند اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها از طریق پیوندهای شیمیایی به پلیمرهایی متصل شوند که برای شروع حیات ضروری‌اند. با این‌حال، همین‌شرایط اجازه می‌داد تا انواع فرایندهای رو به پایین نیز رخ دهد. اگر پلیمرها تولید شوند، به‌ناچار تجزیه هم می‌شوند. پس بدون شک راهی وجود داشته که آن‌ها به اندازه کافی دوام آورده‌اند تا حیات آغاز گردد.

این‌کتاب با 168 صفحه مصور، شمارگان 770 نسخه و قیمت 150 هزار تومان منتشر شده است.