حقوق الصورة: Woods Hole Oceanographic
كان على الكثير من الأشياء أن تسير على ما يرام من أجل الحياة. إذا عدت إلى الوراء ، فسيبدأ كل شيء بعالم Big Bang يولد المكان والزمان. في ذلك الكون المبكر تردد صدى حوله ، تباطأ في الحيوية ، تجمعت العناصر البدائية ثم تكثفت في الجيل الأول من النجوم المولدة الضخمة. بعد الاحترار إلى الفكرة (عن طريق الضغط الجاذبي) ، بدأت المادة البدائية في الاندماج في النوى النجمية وانتقل شكل أقل من الضوء إلى الخارج لتدفئة وإضاءة الكون الشاب الذي يحتمل أن يتوسع باستمرار.
شهد مزيد من الوقت ومساحة أكبر العديد من النجوم الزرقاء المبكرة تنفجر (بعد أن عاشت حياة قصيرة جدًا). انفجرت الانفجارات اللاحقة كميات هائلة من الذرات الثقيلة - غير البدائية - في الفضاء. من هذا الوقف الكوني الغني تشكلت نجوم جديدة - العديد منها مع الكواكب. نظرًا لأن شموس الجيل الثاني والثالث أقل ضخامة من أسلافها ، فإنها تحترق بشكل أبطأ وأكثر برودة وأطول بكثير - وهو أمر ضروري لنوع مستويات الطاقة المتسقة بشكل جيد اللازمة لجعل الحياة العضوية ممكنة.
على الرغم من أن النجوم المولدة تشكلت خلال بضع مئات الملايين من السنوات من الانفجار العظيم ، إلا أن الحياة هنا على الأرض استغرقت وقتها. شمسنا - نجم الجيل الثالث ذو الكتلة المتواضعة - تشكلت بعد تسعة مليارات سنة. تطورت أشكال الحياة بعد أكثر من مليار عام بقليل من ذلك. عند حدوث ذلك ، اجتمعت الجزيئات لتكوين المركبات العضوية التي - في ظل ظروف مناسبة - تتحد معًا كأحماض أمينية وبروتينات وخلايا. خلال كل هذا أضيفت طبقة واحدة من التعقيد إلى أخرى وأصبحت المخلوقات أكثر إدراكًا للعالم من حولهم. في نهاية المطاف - بعد مليارات السنين - تم تطوير الرؤية. والرؤية - إضافة إلى الشعور الذاتي بالوعي - جعلت من الممكن للكون أن ينظر إلى نفسه.
يظهر البحث التجريبي في أساسيات الحياة أن اختلاط العناصر المختارة جيدًا (الهيدروجين والكربون والأكسجين والنيتروجين) المعرضة للأشعة فوق البنفسجية غير المؤينة تشكل أحماض أمينية. الأحماض الأمينية نفسها لديها قدرة ملحوظة على التسلسل معًا في البروتينات. والبروتينات لديها القدرة "البروتينية" إلى حد ما على إعطاء الشكل والسلوك للخلايا. من الممكن الآن أن تكون الأحماض الأمينية الأولى قد تشكلت في الفضاء1 - محمية من أشكال الإشعاع الأصعب داخل السحب الشاسعة التي تتكون من المواد البدائية والمواد النجمية. لهذا السبب ، قد تكون الحياة ظاهرة في كل مكان تنتظر فقط ظروفًا مواتية معينة للتجذر والنمو إلى مجموعة متنوعة من الأشكال.
يعتقد علماء الأحياء الخارجية حاليًا أن الماء السائل ضروري لتكوين وتكاثر الحياة العضوية. الماء مادة استثنائية. كمذيب خفيف ، يمكّن الماء الجزيئات الأخرى من التفكك والخلط. في هذه الأثناء ، فهي مستقرة للغاية وشفافة للضوء المرئي - وهو أمر مفيد إذا كان للمضادات الحيوية أن تستمد الطاقة مباشرة من ضوء الشمس. وأخيرًا ، يحمل الماء درجة الحرارة بشكل جيد ، وينقل الحرارة الزائدة من خلال التبخر ، ويطفو عند تبريده ليصلب كثلج.
وفقًا لعالم الأحياء الخارجية في وكالة ناسا أندرو بوهوريل ، "تجمع المياه الجزيئات العضوية معًا وتسمح بالتنظيم في الهياكل التي أصبحت في النهاية خلايا". وبذلك ، يعمل الماء في مصفوفة لا مثيل لها تمكن الجزيئات العضوية من تكوين هياكل ذاتية التنظيم. يشير أندرو إلى خاصية واحدة مرتبطة بشكل فريد بالماء تجعل التنظيم الذاتي والنمو ممكنًا: "التأثير الناجم عن مسعور هو المسؤول عن حقيقة أن الماء والزيت لا يختلطان ، والصابون و" التقاط "المنظفات الترابية الزيتية أثناء الغسيل في الماء عدد كبير من الظواهر الأخرى. بشكل أعم ، فإن التأثير الكارهة للماء هو المسؤول عن فصل الجزيئات غير الزيتية (الزيتية) أو أجزاء من الجزيئات من الماء ، بحيث يمكن أن تلتصق ببعضها البعض على الرغم من أنها غير مرتبطة. في علم الأحياء ، هذه هي بالضبط التفاعلات المسؤولة عن تكوين جدران الخلايا الغشائية وعن طي البروتينات في الهياكل الوظيفية ".
لكي يأخذ الماء الحالة السائلة ، يجب أن يبقى في نطاق ضيق نسبيًا من درجات الحرارة والضغوط. وبسبب هذا فقط عدد قليل من الكواكب في وضع جيد - وربما حفنة من الأقمار الكبيرة مفضلة مع الظروف اللازمة لتعيش الحياة. في كثير من الحالات ، يعود الأمر كله إلى شكل من أشكال العقارات السماوية - الموقع ، الموقع ، الموقع ...
كانت الحياة المبكرة على الأرض بسيطة للغاية في الشكل والسلوك. على الرغم من كونها خلوية ، إلا أنها كانت تفتقر إلى نواة مركزية (بدائية النواة) وهياكل فرعية أخرى (عضيات). تفتقر إلى نواة تتكاثر مثل هذه الخلايا اللاجنسي. عاشت هذه اللاهوائيات في المقام الأول من خلال إنشاء (استقلاب) غاز الميثان من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. لقد أحبوا الحرارة - وكان هناك الكثير منها للتجول!
حقيقة أن الحياة تطورت على الأرض يجب ألا تكون مفاجئة كما قد يعتقد المرء. تعتبر الحياة الآن أكثر قوة مما كان يتخيله ذات مرة. حتى الآن فتحات التهوية الحرارية المائية في أعماق المحيط تخرج بالقرب من الماء المغلي. بالقرب من هذه الفتحات - تزدهر في شكل ديدان أنبوبية ومحارم عملاقة. في أعماق سطح الأرض تم العثور على البكتيريا اللاهوائية المستقلبة للمعادن. كان يعتقد أن مثل هذه الظروف مستحيلة طوال معظم القرن العشرين. يبدو أن الحياة تظهر حتى في أقسى الظروف.
مع تقدم الحياة في عالمنا ، طورت الخلايا عضيات - بعضها عن طريق دمج خلايا أقل تخصصًا في هياكلها. تبريد الكوكب ، وتوضيح غلافه الجوي وظهور ضوء الشمس على المحيطات. نشأت البكتيريا البدائية تلك الطاقة الثابتة من ضوء الشمس كغذاء. بقي بعض بدائيات النوى بينما طور البعض الآخر نواة (حقيقية النواة). زادت هذه البكتيريا البدائية من محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض. كل هذا حدث قبل حوالي 2 مليار سنة وكان ضروريا لدعم نوعية وكمية الحياة التي تسكنها حاليا "الكوكب الأزرق".
يتكون الغلاف الجوي في الأصل من أقل من 1٪ من الأكسجين - ولكن مع زيادة المستويات ، تتكيف أشكال الحياة التي تأكل البكتيريا لتوليف الماء من الأكسجين والهيدروجين. وقد أدى ذلك إلى إطلاق طاقة أكثر بكثير من قدرة التمثيل الغذائي للميثان. كان توليف المياه الخاضع للرقابة إنجازًا كبيرًا للحياة. ضع في اعتبارك تجارب مختبر الكيمياء بالمدرسة الثانوية حيث يتم الجمع بين الهيدروجين وغاز الأكسجين وتسخينها ثم تنفجر. كان على أشكال الحياة البدائية أن تتعلم التعامل مع هذه الأشياء المتقلبة للغاية بطريقة أكثر أمانًا بكثير - وضع الفوسفور في مهمة في تحويل ADP إلى ATP والعودة مرة أخرى.
في وقت لاحق - قبل مليار سنة تقريبًا - تشكلت أبسط المخلوقات متعددة الخلايا. حدث هذا عندما اجتمعت الخلايا من أجل الصالح العام. لكن هذه المخلوقات كانت مستعمرات بسيطة. كانت كل زنزانة مكتفية ذاتياً بالكامل وتعتني باحتياجاتها الخاصة. كل ما يحتاجونه هو التعرض المستمر للمرق الدافئ للمحيطات المبكرة للحصول على المغذيات والتخلص من النفايات.
الخطوة العظيمة التالية في تطور الحياة2
جاء مع تطور أنواع أنسجة الخلايا المتخصصة. تقدمت العضلات والأعصاب والبشرة والغضاريف لتطوير العديد من أشكال الحياة المعقدة التي تسكن كوكبنا الآن - من النبات المزهر إلى الفلكي الشاب الناشئ! ولكن ربما كان هذا المخلوق المنظم الأول هو دودة (حلقية) تخترق الوحل البحري منذ حوالي 700 مليون سنة. تفتقر إلى العيون والجهاز العصبي المركزي فقد امتلك فقط القدرة على اللمس والتذوق. لكن الحياة الآن لديها القدرة على التفريق والتخصص. أصبح المخلوق نفسه المحيط ...
مع ظهور مخلوقات جيدة التنظيم تسارعت وتيرة الحياة:
بحلول عام 500 ميلادي ، تطورت الفقاريات الأولى. ربما كانت هذه مخلوقات تشبه ثعبان البحر تفتقر إلى الرؤية ولكنها حساسة للتغيرات الكيميائية - وربما الكهربائية - في بيئاتها.
بحلول عام 450 ميلا ، انضمت الحيوانات الأولى (الحشرات) إلى نباتات التجذير على الأرض.
حوالي 400 MYA أول الفقاريات صعدت من البحر. قد تكون هذه سمكة برمائية تعيش على الحشرات والحياة النباتية على طول الشاطئ.
بحلول 350 MYA - ظهرت أول الزواحف "الشبيهة بالإغوانا". كانت هذه الفكين قوية ، صلبة ، في جمجمة من قطعة واحدة. عندما كبروا ، خففت هذه الزواحف جماجمهم بإضافة فتحات (ما وراء مآخذ العين البسيطة). قبل أن تهيمن الديناصورات على الأرض ، سبقتها التماسيح والسلاحف والبتروصورات (الزواحف الطائرة).
تعود الثدييات البدائية تقريبًا 220MY. كانت معظم هذه المخلوقات صغيرة وشبه القوارض. طورت الإصدارات اللاحقة المشيمة - لكن الأنواع المبكرة ببساطة فقست البيض داخليًا. جميع الثدييات بالطبع ، ذوات الدم الحار وبسبب هذا يجب أن تأكل بشراسة للحفاظ على درجة حرارة الجسم - خاصة في الليالي العاصفة الباردة التي تعقب المجرات الباهتة على طول نهر Eridanus ...
مثل الثدييات ، تتطلب الطيور ذات الدم الحار طعامًا أكثر من الزواحف - ولكن مثل الزواحف - تضع البيض. ليست فكرة سيئة لمخلوق الطيران! تطير اليوم الطيور السماوية (مثل Cygnus the Swan و Aquila the Eagle) لأن الطيور الحقيقية أخذت 150 جناحًا MYA.
كانت أقدم الرئيسيات موجودة حتى أثناء انقراض الديناصورات. وهناك دليل قوي يدعم فكرة أن الديناصورات نفسها مرت كمجموعة بعد أن اصطدم كويكب - أو مذنب - بشبه جزيرة يوكاتان بالولايات المتحدة المكسيكية. بعد هذا الحدث الكارثي ، انخفضت درجات الحرارة مع هبوط فصل الشتاء "غير النووي". في ظل هذه الظروف ، كان الطعام احتياطيًا ، ولكن دماء دافئة جاءت في ذاتها. ولكن لم يمض وقت طويل قبل أن يحل نوع واحد من "العملاق" محل نوع آخر - فالثدييات نفسها نمت إلى أحجام استثنائية وأكبرها تطور في رحم البحر ويتخذ الآن شكل الحيتان العظيمة.
لم تكن نهاية "السحالي الرهيبة" أول انقراض جماعي للحياة - فقد سبقتها أربع حالات وفاة سابقة. اليوم ، وإدراكًا لإمكانية حدوث مثل هذه التأثيرات الكارثية الأخرى ، يراقب بعض علماء الفلك في العالم قطعًا من الحطام تدور حول الأرض والتي خلفتها تركيبة النظام الشمسي. أصغر الأنواع - النيازك على سبيل المثال - تضع عروض الأضواء السماوية غير المؤذية. أحيانًا تنشر النيازك الأكبر حجمًا "اللهب" وتتبع "الدخان" أثناء ارتطامها بالأرض. تركت الجثث الأكبر حجما من الدمار الطبيعي عبر أميال من الغابات - حتى دون ترك أي أثر لمادة "الحطام" الخاصة بهم وراءهم. ولكن المتسللين الأكبر ليس لديهم مثل هذا التواضع. كويكب أو مذنب يبلغ قطره كيلومترًا واحدًا يمثل كارثة مطلقة لمركز سكاني. قد تفسر الجثث عشرة أضعاف هذا الحجم حالات الوفاة الضخمة من النوع الذي هجى نهاية الديناصورات.
مشى البشر لأول مرة حوالي 6MYA. ربما حدث هذا عندما اختلف المسار بين الشمبانزي البدائي وأشباه البشر المبكرة. جاء هذا الاختلاف بعد عشرة ملايين سنة من تطور الرئيسيات السريع ومزج في دورة ستة ملايين سنة من التطور البشري. صُنعت الأدوات الحجرية الأولى باليد البشرية منذ حوالي 2 مليون سنة. تم تسخير النار من قبل بعض المغامرين من الأنواع البشرية بعد مليون سنة. اكتسبت التكنولوجيا زخمًا بطيئًا جدًا - لقد مرت مئات الآلاف من السنين دون أي تحسن كبير في الأدوات التي استخدمتها المجتمعات القبلية في الماضي الطويل.
نشأ الإنسان الحديث منذ أكثر من 200000 عام. بعد حوالي 125 ألف سنة حدث وقع ربما قلص عدد البشر على كوكب الأرض إلى أقل من 10000 شخص. لم يكن هذا الحدث خارج الأرض بطبيعته - من المحتمل أن الأرض نفسها قد خرجت "بالحجر والكبريت" أثناء ثوران غرفة الصهارة المشحونة بالغاز (على غرار تلك الموجودة تحت حديقة يلوستون الوطنية في غرب الولايات المتحدة الأمريكية). مرت 65000 سنة أخرى ، وأفسح العصر الحجري المجال لعصر الزراعة. قبل 5000 سنة ، اندمجت أولى دول المدن في وديان خصبة محاطة بأجواء أقل كرمًا بكثير. حضارات كاملة جاءت وذهبت. كل يمرر شعلة الثقافة والتكنولوجيا المتطورة ببطء إلى التالي. اليوم لم يمر سوى بضعة قرون قصيرة منذ أن شكلت أول عين الإنسان عدسات زجاجية وقلبت عين الإنسان على أشياء سماء الليل.
تسمح لنا اليوم المرايا الضخمة ومسابير الفضاء بالتأمل في المساحات الشاسعة للكون. نرى ديناميكية كوزموس وربما مثيرة للغاية مع حياة أكثر وفرة مما يمكن لأي شخص أن يتخيله. مثل الضوء والمادة ، قد تكون الحياة جودة أساسية في استمرارية الزمكان. يمكن أن تكون الحياة عالمية مثل الجاذبية - وشخصية مثل المساء وحده مع تلسكوب تحت سماء الليل ...
1 في الواقع ، تم العثور على بصمة طيفية للترددات الراديوية لحمض أميني واحد على الأقل (جلايسين) في السحب الضخمة من الغبار والغاز داخل الوسط النجمي (ISM). (انظر الأحماض الأمينية الموجودة في الفضاء السحيق).
2 أن الحياة تتطور من الأشكال الأقل تعقيدًا إلى الأشكال الأكثر تعقيدًا هي مسألة تتجاوز الخلاف العلمي. إن كيفية حدوث هذه العملية بالتحديد هي مسألة انقسام عميق في المجتمع البشري. الفلكيون - على عكس علماء الأحياء - ليسوا مطالبين بحمل أي نظرية معينة حول هذه المسألة. سواء كانت الطفرة الصدفة والاختيار الطبيعي هي الدافع للعملية أم أن هناك "يد" غير مرئية موجودة لإحداث مثل هذه الأشياء خارج نطاق البحث الفلكي. يهتم الفلكيون بالبنى والظروف والعمليات في الكون ككل. عندما تصبح الحياة أكثر بروزًا في هذه المناقشة ، سيكون لعلم الفلك - وخاصة علم الأحياء الخارجية - المزيد ليقوله عن هذه المسألة. لكن حقيقة أن الفلكيين يمكنهم السماح للطبيعة بالحديث حول قضايا مثل "إنشاء مفاجئ وفوري" في شكل انفجار كبير تظهر مدى مرونة التفكير الفلكي فيما يتعلق بالأصول النهائية.
إعتراف: شكري لطبيب الأحياء الخارجية
أندرو بوهوريل من وكالة ناسا الذي نبهني إلى الأهمية الكبيرة للتأثير الكارهة للماء على تشكيل الهياكل ذاتية التنظيم. لمزيد من المعلومات حول علم الأحياء الخارجية ، يُرجى الاطلاع على موقع الويب الرسمي لحياة الحياة عبر الفضاء والوقت التابع لناسا والذي حظيت من خلاله بالتواصل الجيد مع أندرو.
نبذة عن الكاتب:
مستوحى من تحفة أوائل القرن العشرين: "السماء من خلال تلسكوبات ثلاثة وأربعة وخمسة بوصات" ، بدأ جيف بربور في علم الفلك وعلوم الفضاء في سن السابعة. يخصص جيف حاليًا الكثير من وقته في مراقبة السماء والحفاظ على الموقع
Astro.Geekjoy.
