-
فرگشت (تکامل)
داروین در سال ١٨٧١ عنوان کرد که حیات احتمالا از ترکیب چند ماده شیمیایی در یک آبگیر کوچک و گرم آغاز شده.
از حدود ۴ میلیارد سال قبل باکتری و آرکیا به مدت ٢ میلیارد سال ساکنین زمین بودند. سپس به تدریج میزان گاز سمی اکسیژن افزایش یافت و حیات در زمین در آستانه انقراض کامل قرار گرفت؛ در مهمترین نقطه عطف حیات، در رخدادی با احتمال بسیار اندک، یوکاریوت از ترکیب باکتری و آرکیا متولد شد. ادامه مسیر آن در طول زمان به گیاهان و حیوانات امروزی منجر شد. اما باکتری به دلیل محدودیت ساختاری قابلیت پیچیده شدن نداشت.از همان لحظه صفر مثبت، انتخاب طبیعی Natural selection به مولکولهای برنده اجازه تکثیر و انتقال اطلاعات را داد. حیات از همان لحظه ابتدایی محصول تکامل/فرگشت بود. به عبارت دیگر، حیات از همان لحظه‌ای آغاز شد که مولکولهای حاوی اطلاعات تولیدمثل کردند و بنابر انتخاب اصلح تکامل یافتند.
استنلی میلر در آزمایشش معروفش در ١٩۵٢، تعدادی عناصر ابتدایی را در معرض جریان گذرای الکتریکی قرار داد، و بعد از مدتی آمینو اسیدهای ساده که در ساخت پروتیئن مشارکت دارند، بوجود آمد. اهمیت این آزمایش در این بود که نشان داد از چیزهای غیرزنده، شکل ساده‌ای از حیات می‌تواند متولد شود.
تمام حیات دارای یک ساختار سلولی مشابه است و از فرایند مشابهی برای تولید انرژی استفاده می‌کند. ما با اکسید کردن غذا، بعضی باکتری‌‌ها با استفاده از هیدروژن، و گیاهان با فتوسنتز الکترون آزاد تولید میکنند، که طی یک فرایند پیچیده به ATP یا واحدهای انرژی تبدیل می‌شوند.
انرژی را به نقاط مختلف سوال انتقال می‌دهند. هر انسان در طول روز به اندازه وزن خود ATP تولید می‌کند.
برای فهمیدن حیات، باید انرژی و آنتروپی را فهمید. آنتروپی میزان بینظمی disorder در یک سیستم است.
هر سیستمی از اجزا و ذراتی تشکیل شده که حرکت تصادفی دارند که تمایل جمعی آنها به سمت بینظمی و یا حالت با آنتروپی بالا است. قانون دوم ترمودینامیک بیان می‌کند که که در سیستم بسته آنتروپی افزایش می‌یابد، و کاهش آنتروپی ممکن نیست جز با اعمال انرژی به سیستم.
اما حیات در کره زمین از ابتدا شکل‌گیری تا به امروز به وضوح به سمت نظم و پیچیدگی بیشتر در جریان بوده. سلول که پایه‌ای‌ترین بخش حیات به شمار می‌رود به شکل حیرت‌‌انگیزی پیچیده است. در هر سلول انسان چندین میلیارد DNA, RNA، و پروتئین و همچنین چند مگابایت اطلاعات وجود دارد.
برای آغاز نظم و پیشبرد پیچیدگی حیات در زمین، نیاز به یک منبع انرژی بود: خورشید. این فرایند نظر فیزیکدانان معروفی را به خود جلب کرد. بولتزمان حیات را تلاشی برای غلبه بر آنتروپی می‌دانست. اروین شرودینگر در کتاب ‘حیات چیست؟’ حیات را فرایندی برای جذب order و دفع بینظمی خواند.
وجود خورشید به عنوان منبع انرژی، عاملی برای کاهش آنتروپی در زمین و آغاز حیات بود. نقطه آغازین حیات جایی بود که در آن انتقال گرما جریان داشته و سیستم در تلاش برای رسیدن به تعادل بوده، نظیر برکه آب، اعماق اقیانوس، و یا اعماق یخهای قطبی.
در چنین نقاطی، تعادل هیچگاه حاصل نمی‌شود، و پیچیدگی به صورت پیوسته می‌تواند افزایش یابد. سیستم‌های بسته به شرط دریافت پیوسته انرژی امکان افزایش پیچیدگی یا همان حیات را دارند.
شرودینگر همچنین به این موضوع می‌‌پردازد که رخدادهای درون موجود در ارگانیسم زنده چگونه توسط قوانین فیزیکی و شیمی قابل توضیح است. او یک ساختار کریستالی با پیوندهای شیمیایی در موجودات زنده را پیش‌بینی کرد که ذخیره کننده اطلاعات ژنتیکی است. این ایده الهام‌بخش جیمز واتسون شد که در دهه ۵٠ ساختار مارپیچ حلزونی DNA را به عنوان حامل اطلاعات معرفی کرد.اینکه چگونه قوانین پایه‌ای فیزیک و شیمی حیات را از ساختار اولیه را به شکل امروزی تبدیل کردند، بسیار دور از ذهن به نظر می‌رسد. مثال آن ‘بازی حیات’ از کانوِی را می‌توان نام برد، که یک بازی ساده در یک صفحه دو بعدی طراحی کرد. خود او با توجه به قوانین محدود در یک صفحه محدود تصور نمی‌کرد بازی بتواند حیات بینهایت تولید کند. مدت کوتاهی بعد، الگوی glider gun پیدا شد که تا بینهایت ادامه داشت.
ریشه حیات در واقع فرایندی برای تبادل انرژی و آنتروپی بود، و حیات به شکل پیچیده امروزی در حال اقناع قانون دوم ترمودینامیک است به شکلی که پیوسته آنتروپی جهان را که در ابتدای پیدایش بسیار کم بود، افزایش دهد.
برگرفته از کتاب The Vital Question
-
1 پاسخ
-
کتاب Human Errors از Nathan Lents.
کتابی فوق‌العاده که به زبون ساده ما انسانها رو به شکل دیگه بررسی/نقد میکنه. ما موجودی عالی و بی نقص نیستیم، چه خصوصیات فیزیکی و چه توانایی ذهنی.
مطلب کتاب به صورت خیلی خلاصه:
١. نزدیک بینی ناشی از خطای طراحی چشمه. کره چشم بزرگه و تصاویر قبل از رسیدن به انتها، متمرکز میشن.
٢. در مقایسه با سگ و گربه، چشم انسان تعداد نور بیشتری را میبینه اما قدرت دید سگ و گربه در شب بهتره.
٣. طراحی غیردقیق شُش ما باعث شده تا در هر نفس، میزان زیادی هوا همچنان در شش باقی بمونه و بازدهیش کم باشه. به همین منظور لازمه تا گاهی نفس عمیق بکشیم.
۴.اجداد ما حدودا ۶میلیون سال قبل از خانواده میمونها و جدا شدن و راست قامت شدن اولین تفاوت بود. آناتومی انسان بسیار دقیق هست و شکی در اون نیست. اما ایراداتی همچنان وجود داره چرا که فرصت کافی برای تطبیق با این تغییرات رو نداشتیم، به خصوص تغییر از دنیای شکارچی بودن به دنیای مدرن. رباط صلیبی در زانوی ما استحکام کافی نداره. هیچ راهی مناسبی برای تقویتش در صورت پارگی و راهی برای ترمیمش جز جراحی وجود نداره. پارگی اون هم کم و بیش شانسیه.
۵.احتیاجات غذایی انسان به املاح و مواد معدنی مختلف بیش از هر موجود دیگه ای هست. در حالیکه حیوانات توانایی تولید اونها را دارن، تغذیه انسان باید موارد لازم رو پوشش بده. نظیر ویتامین C، تقریبا همه جانوران میتونن در بدن تولید کنند، جز انسان و چند پستاندار دیگه.
ک عاملی که دریانوردی رو در گذشته مرگ آور میکرد عدم آگاهی نسبت به اهمیت ویتامین C بود. چرا که غذای دریانوردا فاقد ویتامین C بود. تا اینکه با آزمون و خطا فهمیدن نارنج و پرتغال واسه دریانوردی مفیده!
۶. نقص دیگه طراحی، تولید ویتامین ارزشمند B در روده بزرگ ما هست در حالیکه جذب اون تو روده کوچیک ممکنه. در نتیجه همش دفع میشه!
٧. ما توانایی تولید ٩تا از ٢٠امینو اسید لازم رو از دست دادیم. جهشهای تصادفی تکاملی، اگر مزیتی داشته باشند موندگار میشن. در مورد ما، مزیتی نداشت و تصادفی بود اما چون قادر به تأمین از طریق غذا بودیم موندگار شد.
٨. آدم‌ها چون میتونن زیاد غذا نمیخورن، زیاد میخورن چون اینجوری طراحی شدن. حس ما به غذا با فیزیولوژی ما هنوز سازگار نشده، به همین دلیل طوری غذا میخوریم که انگار آخرین وعده است.
٩. اجداد ما بعد از گذراندن دوران کودکی، یک نوع پروتیین به نام آنتی‌بادی در بدنشون تولید میشد که در برابر ویروس و باکتری محیط محافظت میکرد. اما سیستم ایمنی ما به زمان زیادی برای توانمند شدن نیاز داره. در همین زمان رشد سیستم ایمنی تو بچه ها، عموما عفونت از سیستم ایمنی جلو میزنه. واسه همین بچه ها بیشتر مریض میشن و وقتی هم سیستم ایمنی تصمیم میگیره واکنش نشون بده، شدیدتر هست (تب تو بچه ها شدیدتره). در کل مریضیهایی که ما بهش مبتلا میشیم، بیشتر از حیوانات خونگی و بسیار بیشتر حیوانات وحشی هست. انگاری ساخته شدیم تا مریض بشیم!
١٠. در مواردی خود سیستم ایمنی عامل بیماری هست نظیر لوپوس و گِرِیوز. حساسیت هم واکنش اشتباه سیستم ایمنی به یک عامل خارجی (آنتی ژن) بی‌خطر هست. بعضی مطالعات نشون داده پاستوریزه نگه داشتن بچه باعث ضعف سیستم ایمنی و حساسیت بیشترش در آینده میشه.
١١. میزان سرطان رو به افزایشه، بیشتر به این خاطر که آدمی از عوامل دیگه نمیمیره تا سرطان بیاد سراغش. سرطان هم خودیه و از گیج شدن سلولها در انجام دستورعمل مربوط به خودشون و رشد بی رویه هست. که در نهایت منجر به اختلال عملکرد عضو مربوطه میشه. طعنه آمیز اینه که، سرطان نتیجه یک مکانیزم بسیار حیاتی در زندگیه، جهش/mutation. هر ارمغان بزرگی که تکامل برای حیات داشته نتیجه جهش بوده. از منظر تکاملی، جهش (که یک جور خطا در سیستم هست) منجر به تنوع گونه و ادامه حیات میشه. ‘توانایی DNA در مرتکب شدن به یک خطای خیلی کوچیک، بسیار حیرت انگیز و قابل ستایشه که اگر نبود حیات تنها به صورت باکتری وجود داشت’
١٢. بدن و مغز انسان در طی ١٢٠٠٠ سال گذشته تغییر چندانی نکرده، و به عبارتی ما به صورت سخت افزاری برای دنیای امروز ساخته نشدیم. این موضوع بیشتر در برداشت ما از دنیا نمود پیدا میکنه. ما به جهتگیری انتزاعی (cognitive bias) مبتلا هستیم، چرا که دنیا رو اون طور که مغز نشون میده میبینیم نه اون شکلی که واقعا هست. مغز تمایل داره در کمترین زمان ممکن با قالبهایی که از قبل داره، یک برداشت به خورد ما بده.١٣. خطای confirmation bias: علاقه به تایید چیزهایی که از قبل می‌دونیم. به همین دلیل، دید سیاسی اجتماعی مردم بسیار سخت عوض میشه، فارغ از ادله ای که ارایه میشه. (هیچکس تو دعوای توییتری نظرش عوض نمیشه)
١۴. خطای gambling fallacy: قماربازی که فکر میکنه یک اتفاق تصادفی شانس بیشتری داره، اگه مدتی پیش نیومده باشه. و برعکس. کلا آدمی نقش شانس و تصادف رو در خلقت خیلی جدی نمیگیره. پدیده های تصادفی مستقل از هم، واقعا از هم مستقل هستند!
١۵.خطای anchoring bias: اهمیت اولین ورودی اطلاعاتی که به ما میرسه، مستقل از اینکه چقدر صحت داره، بیشتره.
١۶. وابستگی به حادثه ها anecdote: حکایت‌ها و تجربیات ما رو بیشتر قانع میکنند تا آمار. چرا که ما توانایی همذات پنداری و تصویرسازی تجربه و حکایت رو داریم، اما با اعداد و داده نمیتونیم ارتباط برقرار کنیم.
یکی از دوستام برادرش به خاطر عبور از چراغ زرد/قرمز تصادف کوچیکی کرد. دوستم موقع عبور از چهارراه خیلی مراقبه اما فاصله با ماشین جلو رو رعایت نمیکنه، در حالیکه دومی بسیار خطرناکتره.
١٧. اگر شخصی تا ٢۵سالگی سیگارنکشه، احتمال اینکه سمت سیگار بره خیلی کمه چرا که به بلوغ فکری کافی رسیده. تو ذهن نوجوون‌ها کسی که مثلا سیگار می‌کشه و مواد مصرف میکنه حتما آدم ریسک پذیر و شجاعیه. خطا از این واضحتر؟!
١٨. دو وضعیتی بودن بشر: که اوج تجربه بشری هست. انسان می‌تونه در لحظه از موجودی دوست داشتنی و بامحبت به موجودی بی‌رحم و خشن تبدیل بشه. اجداد ما که این دو حالت رو مدیریت میکردند، برنده نزاعها بودند.
چند نکته جالب دیگه از فصل‌های اخر کتاب:
یکی از مشاهده های داروین این بود که همه ارگانیسمها به صورت پیوسته و تعداد زیاد تولید مثل میکنند، اما جمعیت اونها نسبتا ثابته. نتیجه‌ای که گرفت این بود که زندگی و بقا واقعا سخته! خیلی‌ها شکست میخورن.
موجودات زنده از جمله انسان به تولید مثل به چشم یک هدف تکاملی، بقا نسل، و انتقال ژن نگاه نمی‌کنن. هدف ما از نگهداری و پرورش فرزند، غریزه عمیق پدر-مادری است. اما این واقعیت همچنان معتبره که ما برنامه ریزی شدیم تا ژن‌هامون رو انتقال بدیم.
توانایی پایین انسان(در مقایسه با دیگر ارگانیسمها) در امر تولیدمثل، در واقع یک امتیاز هست تا بچه های به دنیا اومده شانس بیشتری برای زندگی داشته باشند. اما با اهلی کردن حیوانات،ساکن شدن و زندگی اجتماعی در کنار دیگر انسانها، باروری پایین انسان کاملا جبران شد.
ممکنه که natural selection دیگه موتور محرک تغییر انسان نباشه اما تکامل، تغییر ژنتیک در طول زمان، همچنان جریان داره. تنها ثابت موجود در دنیا ‘تغییر’ هست.
