تطور الخلية عبر التاريخ

الخلايا التي غيرت الأرض:

بعض من أقدم الخلايا على الأرض هي كائنات أحادية الخلية تدعى البكتريا. حيث تشير السجلات الأحفورية إلى أنَّ أكوامًا من البكتيريا كانت تغطي في أحد أيام الأرض الشابة. بدأ البعض منهم في صنع طعامهم باستخدام ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والطاقة التي تحصدها من الشمس. هذه العملية (تسمى التمثيل الضوئي) أنتجت ما يكفي من الأوكسجين لتغيير الغلاف الجوي للأرض. بعد ذلك بوقت قصير، ظهرت أشكال جديدة من الحياة التي تتنفس الأكسجين على الساحة. مع السكان من الحياة البكتيرية المتنوعة على نحو متزايد، تم تعيين المرحلة لحدوث بعض الأشياء المدهشة.

البكتيريا هي كائنات أحادية الخلية مع جزيء دنا دائري ولا عضيات.

نظرية النشوء التعايشي (Endosymbiotic):

توجد أدلة دامغة على إنَّ الميتوكوندريا والبلاستيدا الخضراء كانت خلايا بكتيرية بدائية. وتمَّ وصف هذه الأدلة في نظرية النشوء التعايشي. كيف حصلت هذه النظرية على اسمها؟ يحدث التعايش عندما يستفيد نوعان مختلفان من العيش والعمل معًا. عندما يعيش كائن حي واحد داخل الآخر يطلق عليه تكافل داخلي ( endosymbiosis). تصف نظرية النشوء التعايشي كيف يمكن أن تصبح خلية مضيفة كبيرة والبكتيريا الملتهمة بسهولة يعتمد بعضها على البعض من أجل البقاء، مما يؤدي إلى علاقة دائمة. على مدى ملايين السنين من التطور، أصبحت الميتوكوندريا والبلاستيدا الخضراء أكثر تخصصا واليوم لا يمكنهم العيش خارج الخلية.

إنَّها مجرد نظرية:

في الكلام اليومي، يستخدم الناس نظرية الكلمة لتعني رأي أو تكهنات لا تستند بالضرورة إلى الحقائق. ولكن في مجال العلوم، نظرية هو تفسير راسخ على أساس التجريب واسعة النطاق والملاحظة. يتمُّ تطوير النظريات العلمية والتحقق من قبل المجتمع العلمي ويتمُّ قبولها عموما كحقيقة.

الميتوكوندريا تمتلك DNA:

تمتلك الميتوكوندريا والبلاستيدا الخضراء تشابه مذهل مع خلايا البكتيريا. حيث يملكون الحمض النووي الخاص بهم، والذي هو منفصل عن الحمض النووي الموجود في نواة الخلية. وتستخدم كل من العضيات الحمض النووي لإنتاج العديد من البروتينات والإنزيمات اللازمة لوظيفتها. يحيط غشاء مزدوج بكل من الميتوكوندريا والبلاستيدا الخضراء، دليل آخر على أنَّ كلاهما تمَّ استيعابهما من مضيف بدائي. تتكاثر العضيتان كالبكتيريا أيضـًا، ويكرران الحمض النووي الخاص بهما ويوجهان تقسيمهما الخاص.

رسم تاريخ التطور:

الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) لديه نمط فريد من الميراث. يتمُّ تمريره مباشرة من الأم إلى الطفل، وإنَّ التغييرات تتراكم ببطء أكثر بكثير من أنواع أخرى من الحمض النووي. بسبب خصائصه الفريدة من نوعها، قدَّم mtDNA أدلة هامة حول التاريخ التطوري. على سبيل المثال، يتمُّ فحص الاختلافات في mtDNA لتقدير مدى قرابة أحد الأنواع إلى آخر.

كشف تحليل الحمض النووي الميتوكوندري من الناس في جميع أنحاء العالم العديد من القرائن عن أنماط الهجرة البشرية القديمة.

العتائق (Archaea): نماذج لعلم الأحياء الفلكية

نجت العتائق اليوم في بيئات قاسية للغاية، مثل برك الملح التبخيري على حافة بحيرة الملح الكبرى والينابيع الساخنة المغلية في حديقة يلوستون الوطنية.

كانت الظروف على الأرض قبل 4 مليارات سنة مختلفة جدًا عما هي عليه اليوم. الغلاف الجوي يفتقر إلى الأكسجين، ولم تحمي طبقة الأوزون بعد الأرض من الإشعاعات الضار. كانت الأمطار الغزيرة والبرق والأنشطة البركانية شائعة. ومع ذلك نشأت أقدم الخلايا في هذه البيئة المتطرفة. اليوم، لا تزال مجموعة من الكائنات الحية أحادية الخلية تدعى البكتريا القديمة، تزدهر في البيئات القاسية.

علماء الأستروبولوجيا يستخدمون الآن العتائق لدراسة أصول الحياة على الأرض والكواكب الأخرى. لأنَّ العتائق تسكن في أماكن تعتبر في السابق غير متوافقة مع الحياة، فإنَّها قد توفر أدلة من شأنها أن تحسن قدرتنا على الكشف عن حياة خارج كوكب الأرض.

ومن المثير للاهتمام، تشير الأبحاث الحالية إلى أن العتائث قد تكون قادرة على السفر إلى الفضاء بواسطة النيازك. يمكن أن يكون مثل هذا الحدث قد سبب الحياة على الأرض أو في مكان آخر.

ترجمة: إبراهيم حسن

تدقيق لغوي: مؤمن الوزان

المصادر: 1

المزيد