ورود به حساب کاربری
ایجاد حساب کاربری
کلمه عبور را فراموش کرده‌اید؟
ویرایش حساب کاربری

شارژ اعتبار
سوابق خرید
ردیف فاکتور تاریخ مبلغ (تومان) شرح تراکنش کد رهگیری

30 شماره آخر

  • شماره 3429 -
  • ۱۳۹۸ پنج شنبه ۲۶ ارديبهشت
روزنامه در یک نگاه
امکانات
روزنامه در یک نگاه ورق بزنید دریافت همه صفحات
تبلیغات
ایرانول سپیدار نارون

حیات ترمودینامیک

عرفان خسروی. دیرینه‌شناس

شرودینگر موفق شد نشان دهد ماهیت حیات، تافته‌ای جدابافته از سایر پدیده‌های عالم نیست و آن‌طور که نظریه ترمودینامیک پیش‌بینی می‌کند، موجودات زنده نیز مثل هر چیز دیگری در جهان، در معرض بی‌نظمی و اضمحلال و ازدست‌دادن نظم هستند. بااین‌حال، جانداران با جذب انرژی از محیط اطراف، منبع انرژی را بی‌نظم می‌کنند و درعوض خود را منظم نگاه می‌دارند؛ مثلا جانوری که میوه یا گوشت شکار می‌خورد، غذای خود را بی‌نظم می‌کند، انرژی آن را جذب می‌کند و خود را منظم نگاه می‌دارد؛ یعنی در برابر بی‌نظمی‌های خودبه‌خودی دائمی که بر جسمش تحمیل می‌شود (آسیب‌های محیطی، تجزیه مولکول‌های حیاتی، ازدست‌دادن انرژی به صورت گرما و...) مقاومت می‌کند، آسیب‌ها را ترمیم و ذخیره انرژی خود را تجدید می‌کند. به‌این‌ترتیب، هر جاندار تا وقتی به جذب فعالانه انرژی و حفظ نظم خویش ادامه می‌دهد، زنده و پایدار می‌ماند و حتی، می‌تواند با جذب ماده غیرزنده و افزودن نظم و انرژی به آن، ماده زنده جدید تولید کند؛ یعنی همان چیزی که ما رشد و تولیدمثل می‌نامیم.
بی‌نظمی خودبه‌خود رخ می‌دهد و ترمیم آن، هنری است که جانداران فعالانه آن را انجام می‌دهند، اما این انگاره فیزیکی برایند عجیبی را پیش‌بینی می‌کند: موجود زنده همواره در حال ترمیم آسیب‌های ناشی از بی‌نظمی است و ترمیم لزوما بازسازی دقیق نظم ازدست‌رفته نیست. اغلب تغییرات کوچکی رخ می‌دهد و این تغییرات، به مرور همه ساختارهای زنده موجود زنده را درمی‌نوردد. بنابراین جانداران همواره در حال تغییر هستند.
نظریه ترمودینامیک ماهیت حیات را به‌گونه‌ای پیش‌بینی می‌کند که برایند آن، تغییر و دگرگونی همیشگی ساختارهای زنده است. این پیش‌بینی مصداق‌های عینی فراوان دارد. ژن‌ها دچار آسیب‌های خودبه‌خودی می‌شوند، اما ماشین‌های مولکولی داخل یاخته این آسیب‌ها را ترمیم می‌کنند و نتیجه ترمیم، لزوما مطابق اصل نیست. بنابراین توالی‌های ژنتیک در معرض تغییرند. ساختار یاخته‌ها و بافت‌ها نیز در معرض آسیب و ترمیم و در نتیجه تغییر دائمی است. تغییر ژن‌ها منجر به تغییر فراورده‌های ژن‌ها؛ یعنی نوع و میزان پروتئین‌ها می‌شود و در نهایت، تغییر در نوع یا میزان ساخت پروتئین‌ها، منجر به تغییرات ظاهری و رفتاری در جانداران می‌شود. تغییر، ویژگی ذاتی جانداران است. در این نگاه که دیگر مقید به ویژگی‌هایی از قبیل تغذیه و تنفس نیست، ویروس‌ها نیز با احترام کامل زنده شمرده خواهند شد؛ آنها گرچه سوخت‌وساز ندارند، اما در معرض تغییر همیشگی هستند و هرگز به یک شکل باقی نمی‌مانند.
این روند دائمی تغییر طی تولیدمثل نیز دیده می‌شود و نتیجه حتمی آن، تفاوت میان والد و فرزندان است. از یاخته‌ای که تقسیم می‌شود، دو یاخته با اندکی تفاوت خواهد زایید. از جانوری نیز که تولیدمثل می‌کند، زاده‌هایی متفاوت پیدا خواهد شد. دو جمعیت از جانداران نیز که از دل جمعیتی واحد جدا شده‌اند، واجد تفاوت‌های فراوان خواهند بود. تغییر دائمی منتهی به تفاوت خواهد شد و تفاوت، ماده خامی برای ایجاد تنوع است. موجودات زنده در تکاپوی نظم و بی‌نظمی همواره تغییر می‌کنند و ازاین‌روست که تنوع دارند. همه اینها و در نهایت پدیده‌ای که آن را تنوع زیستی نامیده‌ایم، پیش‌بینی‌های نظریه ترمودینامیک برای ماهیت حیات هستند.
اکنون می‌توان برخی از پرسش‌های مهم درباره چرایی و چیستی حیات و ویژگی‌های آن را پاسخ گفت. موجودات زنده ذاتا میل به تغییر و تنوع و تفاوت دارند. بنابراین دفعه بعدی که دو موجود زنده را مقایسه می‌کنید، سعی کنید به‌جای توجه به تفاوت‌های آنها، ویژگی‌های مشترک آنها را ببینید. وجود ویژگی مشترک میان دو جاندار، پدیده عجیبی است! جانداران چنان به تغییر و دگرگونی میل دارند که باید از دیدن هرگونه شباهت میان آنها شگفت‌زده شد و برای آن دلیلی جست. توجه کنید که برای تفاوت‌ها دنبال دلیل نمی‌گردیم، چون تفاوت ویژگی ذاتی زندگی است. آنچه پیش‌بینی نشده و مشاهده آن، محتاج اقامه دلیل تازه‌ای است، شباهت میان جانداران است.
چرا همه جانداران دستگاه ژنتیک مشابه دارند؟ چرا همه جانداران RNA دارند؟ چرا اغلب جانداران ساختار یاخته‌ای دارند؟ چرا همه جانوران پروتئینی به نام کلاژن دارند؟ چرا ژن‌های مسئول ساخت و الگودهی بندهای بدن در همه جانوران، از جمله بندپایان و مهره‌داران یکسان است؟ چرا تمام جانداران کره زمین از انانتیومر D قندها استفاده می‌کنند و از انانتیومر L اسیدهای آمینه؟ چرایی اینها و بسیاری شباهت‌های دیگر میان جانداران مختلف را هفته آینده در همین ستون «انتخاب طبیعی» دنبال خواهیم کرد.

ارسال دیدگاه شما

ساعت
روزنامه شرق
عنوان صفحه‌ها

شماره 3367

تاریخ ۱۳۹۷/۱۱/۲۷

کارتون
کارتون

حیات ترمودینامیک

عرفان خسروی. دیرینه‌شناس

شرودینگر موفق شد نشان دهد ماهیت حیات، تافته‌ای جدابافته از سایر پدیده‌های عالم نیست و آن‌طور که نظریه ترمودینامیک پیش‌بینی می‌کند، موجودات زنده نیز مثل هر چیز دیگری در جهان، در معرض بی‌نظمی و اضمحلال و ازدست‌دادن نظم هستند. بااین‌حال، جانداران با جذب انرژی از محیط اطراف، منبع انرژی را بی‌نظم می‌کنند و درعوض خود را منظم نگاه می‌دارند؛ مثلا جانوری که میوه یا گوشت شکار می‌خورد، غذای خود را بی‌نظم می‌کند، انرژی آن را جذب می‌کند و خود را منظم نگاه می‌دارد؛ یعنی در برابر بی‌نظمی‌های خودبه‌خودی دائمی که بر جسمش تحمیل می‌شود (آسیب‌های محیطی، تجزیه مولکول‌های حیاتی، ازدست‌دادن انرژی به صورت گرما و...) مقاومت می‌کند، آسیب‌ها را ترمیم و ذخیره انرژی خود را تجدید می‌کند. به‌این‌ترتیب، هر جاندار تا وقتی به جذب فعالانه انرژی و حفظ نظم خویش ادامه می‌دهد، زنده و پایدار می‌ماند و حتی، می‌تواند با جذب ماده غیرزنده و افزودن نظم و انرژی به آن، ماده زنده جدید تولید کند؛ یعنی همان چیزی که ما رشد و تولیدمثل می‌نامیم.
بی‌نظمی خودبه‌خود رخ می‌دهد و ترمیم آن، هنری است که جانداران فعالانه آن را انجام می‌دهند، اما این انگاره فیزیکی برایند عجیبی را پیش‌بینی می‌کند: موجود زنده همواره در حال ترمیم آسیب‌های ناشی از بی‌نظمی است و ترمیم لزوما بازسازی دقیق نظم ازدست‌رفته نیست. اغلب تغییرات کوچکی رخ می‌دهد و این تغییرات، به مرور همه ساختارهای زنده موجود زنده را درمی‌نوردد. بنابراین جانداران همواره در حال تغییر هستند.
نظریه ترمودینامیک ماهیت حیات را به‌گونه‌ای پیش‌بینی می‌کند که برایند آن، تغییر و دگرگونی همیشگی ساختارهای زنده است. این پیش‌بینی مصداق‌های عینی فراوان دارد. ژن‌ها دچار آسیب‌های خودبه‌خودی می‌شوند، اما ماشین‌های مولکولی داخل یاخته این آسیب‌ها را ترمیم می‌کنند و نتیجه ترمیم، لزوما مطابق اصل نیست. بنابراین توالی‌های ژنتیک در معرض تغییرند. ساختار یاخته‌ها و بافت‌ها نیز در معرض آسیب و ترمیم و در نتیجه تغییر دائمی است. تغییر ژن‌ها منجر به تغییر فراورده‌های ژن‌ها؛ یعنی نوع و میزان پروتئین‌ها می‌شود و در نهایت، تغییر در نوع یا میزان ساخت پروتئین‌ها، منجر به تغییرات ظاهری و رفتاری در جانداران می‌شود. تغییر، ویژگی ذاتی جانداران است. در این نگاه که دیگر مقید به ویژگی‌هایی از قبیل تغذیه و تنفس نیست، ویروس‌ها نیز با احترام کامل زنده شمرده خواهند شد؛ آنها گرچه سوخت‌وساز ندارند، اما در معرض تغییر همیشگی هستند و هرگز به یک شکل باقی نمی‌مانند.
این روند دائمی تغییر طی تولیدمثل نیز دیده می‌شود و نتیجه حتمی آن، تفاوت میان والد و فرزندان است. از یاخته‌ای که تقسیم می‌شود، دو یاخته با اندکی تفاوت خواهد زایید. از جانوری نیز که تولیدمثل می‌کند، زاده‌هایی متفاوت پیدا خواهد شد. دو جمعیت از جانداران نیز که از دل جمعیتی واحد جدا شده‌اند، واجد تفاوت‌های فراوان خواهند بود. تغییر دائمی منتهی به تفاوت خواهد شد و تفاوت، ماده خامی برای ایجاد تنوع است. موجودات زنده در تکاپوی نظم و بی‌نظمی همواره تغییر می‌کنند و ازاین‌روست که تنوع دارند. همه اینها و در نهایت پدیده‌ای که آن را تنوع زیستی نامیده‌ایم، پیش‌بینی‌های نظریه ترمودینامیک برای ماهیت حیات هستند.
اکنون می‌توان برخی از پرسش‌های مهم درباره چرایی و چیستی حیات و ویژگی‌های آن را پاسخ گفت. موجودات زنده ذاتا میل به تغییر و تنوع و تفاوت دارند. بنابراین دفعه بعدی که دو موجود زنده را مقایسه می‌کنید، سعی کنید به‌جای توجه به تفاوت‌های آنها، ویژگی‌های مشترک آنها را ببینید. وجود ویژگی مشترک میان دو جاندار، پدیده عجیبی است! جانداران چنان به تغییر و دگرگونی میل دارند که باید از دیدن هرگونه شباهت میان آنها شگفت‌زده شد و برای آن دلیلی جست. توجه کنید که برای تفاوت‌ها دنبال دلیل نمی‌گردیم، چون تفاوت ویژگی ذاتی زندگی است. آنچه پیش‌بینی نشده و مشاهده آن، محتاج اقامه دلیل تازه‌ای است، شباهت میان جانداران است.
چرا همه جانداران دستگاه ژنتیک مشابه دارند؟ چرا همه جانداران RNA دارند؟ چرا اغلب جانداران ساختار یاخته‌ای دارند؟ چرا همه جانوران پروتئینی به نام کلاژن دارند؟ چرا ژن‌های مسئول ساخت و الگودهی بندهای بدن در همه جانوران، از جمله بندپایان و مهره‌داران یکسان است؟ چرا تمام جانداران کره زمین از انانتیومر D قندها استفاده می‌کنند و از انانتیومر L اسیدهای آمینه؟ چرایی اینها و بسیاری شباهت‌های دیگر میان جانداران مختلف را هفته آینده در همین ستون «انتخاب طبیعی» دنبال خواهیم کرد.

ارسال دیدگاه شما