بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – عندما رسم عالم الطبيعة البريطاني تشارلز داروين نظريته عن التطور في كتاب بعنوان “أصل الأنواع” عام 1859 – مقترحا أن الأنواع البيولوجية تتغير مع مرور الوقت من خلال اكتساب الصفات التي تساعد على البقاء والتكاثر – أثار ذلك ثورة في الفكر العلمي .
والآن بعد مرور 164 عامًا، اقترح تسعة علماء وفلاسفة يوم الاثنين قانونًا جديدًا للطبيعة يتضمن التطور البيولوجي الذي وصفه داروين بأنه مثال حيوي لظاهرة أوسع بكثير، ظاهرة تظهر على مستوى الذرات والمعادن والأغلفة الجوية للكواكب والكواكب. والنجوم وأكثر من ذلك.
ويرى أن الأنظمة الطبيعية المعقدة تتطور إلى حالات ذات نمط وتنوع وتعقيد أكبر.
وقال عالم المعادن والأحياء الفلكية في معهد كارنيجي للعلوم: “إننا نرى التطور كعملية عالمية تنطبق على العديد من الأنظمة، الحية وغير الحية، والتي تزداد في التنوع والنمط عبر الزمن”. ، مؤلف مشارك للورقة العلمية التي تصف القانون في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
تحت عنوان “قانون زيادة المعلومات الوظيفية”، ينص هذا القانون على أن الأنظمة المتطورة، البيولوجية وغير البيولوجية، تتشكل دائمًا من العديد من وحدات البناء المتفاعلة مثل الذرات أو الخلايا، وأن العمليات موجودة – مثل الطفرات الخلوية – التي تولد العديد من التكوينات المختلفة. ومن المؤكد أن التطور يحدث عندما تخضع هذه التكوينات المختلفة للاختيار لوظائف مفيدة.
وقال هازن: “لدينا قوانين موثقة جيدًا تصف الظواهر اليومية مثل القوى والحركات والجاذبية والكهرباء والمغناطيسية والطاقة”. “لكن هذه القوانين، منفردة أو مجتمعة، لا تصف أو تشرح سبب استمرار الكون في أن يصبح أكثر تنوعًا وتعقيدًا على مستويات الذرات والجزيئات والمعادن وغيرها”.
في النجوم، على سبيل المثال، كان عنصران فقط – الهيدروجين والهيليوم – هما المكونات الرئيسية في الجيل النجمي الأول بعد الانفجار الكبير قبل حوالي 13.8 مليار سنة والذي أدى إلى نشوء الكون.
قام هذا الجيل الأول من النجوم، في مراجل الاندماج النووي الحراري الموجودة في قلبها، بتكوين حوالي 20 عنصرًا أثقل مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين التي انطلقت إلى الفضاء عندما انفجرت في نهاية دورات حياتها. الجيل اللاحق من النجوم الذي تشكل من بقايا الجيل السابق قام بالمثل بتكوين ما يقرب من 100 عنصر إضافي.
على الأرض، اكتسبت الكائنات الحية تعقيدًا أكبر بما في ذلك اللحظة المحورية التي نشأت فيها الحياة متعددة الخلايا.
وقال هازن: “تخيل نظامًا من الذرات أو الجزيئات التي يمكن أن توجد في تريليونات لا حصر لها من الترتيبات أو التكوينات المختلفة”. “فقط جزء صغير من جميع التكوينات الممكنة سوف “يعمل” – أي أنه سيكون لديه درجة معينة من الوظيفة المفيدة. لذلك، الطبيعة تفضل تلك التكوينات الوظيفية فقط.”
وأضاف هازن أن “الوظيفة” قد تعني أن مجموعة من الذرات تصنع بلورة معدنية مستقرة يمكن أن تستمر، أو أن النجم يحافظ على بنيته الديناميكية، أو أن “شكل الحياة يتعلم “خدعة” جديدة تسمح له بالتنافس بشكل أفضل من”. وأضاف هازن: “جيرانها”.
اقترح المؤلفون ثلاثة مفاهيم عالمية للاختيار: القدرة الأساسية على التحمل؛ الطبيعة الدائمة للعمليات النشطة التي قد تمكن التطور؛ وظهور خصائص جديدة كتكيف مع البيئة.
بعض الأمثلة البيولوجية لهذا “الجيل الجديد” تشمل الكائنات الحية التي تطور قدرتها على السباحة والمشي والطيران والتفكير. ظهر جنسنا البشري بعد أن انحرفت السلالة التطورية البشرية عن سلالة الشمبانزي واكتسبت مجموعة من السمات بما في ذلك المشي المنتصب وزيادة حجم الدماغ.
وقال مايكل وونغ، عالم الأحياء الفلكية وعالم الكواكب في معهد كارنيجي، المؤلف الرئيسي للدراسة: “أعتقد أن هذه الورقة مهمة لأنها تصف وجهة نظر الكون المتجذرة في الوظيفة”.
“تكمن أهمية صياغة مثل هذا القانون في أنه يوفر منظورًا جديدًا حول سبب تطور الأنظمة المتنوعة التي تشكل الكون بالطريقة التي تتطور بها، وقد يسمح بالتنبؤات حول كيفية تطور الأنظمة غير المألوفة – مثل الكيمياء العضوية على قمر زحل تيتان – مع مرور الوقت”، أضاف المؤلف المشارك جوناثان لونين، رئيس قسم علم الفلك بجامعة كورنيل، في إشارة إلى عالم يتم فحصه بحثًا عن حياة محتملة خارج كوكب الأرض.
(تقرير بواسطة ويل دنهام، تحرير ليزا شوميكر)