مقابلة مع فيليب بال Ball ( مؤلف كتاب حاضن الحياة : السيرة الذاتية للماء )
٧ مايو ٢٠٠٣
مجلة البايلوجيا الفلكية
المترجم :ابو طه / عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ٧١ لسنة ٢٠١٨
التصنيف : متفرقات
By Astrobio - May 7, 2003
مقدمة المترجم
" وجعلنا من الماء كل شيء حي"، المتأمل لما ورد في مقدمة هذه المقابلة مع مؤلف كتاب "Life's Matrix: A Biography of Water," - "حاضن الحياة : السيرة الذاتية للماء" يلاحظ ان وكالة ناسا اذا ارادت ان تبحث عن حياة تقوم بتتبع وجود الماء كدلالة على وجود حياك من نوع ما سواء على موكبنا او على كواكب اخرى،
صحيح ان المقابلة جرت قبل مايقارب من ١٥ عاماً الا أن لها دلالتها في حد نفسها من جهة ومن جهة اخرى تأتي مكملة للمقالة رقم ٧٠ لسنة ٢٠١٨ التي نشرناها بالأمس على هذا الرابط: http://adnan-alhajji.blogspot.com/2018/02/blog-post_20.html?m=1
**النص**
واحدة من سياسات ناسا التوجيهية في البحث عن حياة الغرباء هو "تتبع الماء." الماء شائع إلى حد ما في الكون، موجود في كل مكان من سحب الغبار النجمي الضخمة إلى الحقول البرتقالية والحمراء للمريخ، ولكن معظم هذه الماء في شكل جليد. الماء الصلب لا يمكن أن يكون بمثابة زيوت تشحيم للعمليات الجزيئية للحياة، وبالتالي فإن البحث هو عن الماء السائل - السلعة الأكثر ندرة في الكون.
يقول فيليب بال Ball ، مؤلف كتاب "لايف ميتركس : بايوغرفي اوف ووتر - سيرة ذاتية للماء.Life's Matrix: A Biography of Water"، إن الماء السائل ضروري لنوع الكيمياء المرهفة التي تجعل الحياة ممكنة. الماء السائل مذيب شامل ووسيط لتفاعلات الحياة الكيميائية ، وله هيكل مختلف عن أي سائل آخر. وفي مقابلة مع مجلة علم الأحياء الفلكي استربايلوجي ماگزين، ناقش فيليب بال مؤخراً أفكاره حول دور الماء السائل في الحياة على الأرض والعوالم الأخرى
مقابلة مع فيليب بال، محرر استشاري لمجلة "نيتشر Nature" والكاتب المقيم في قسم الكيمياء في جامعة كولدج لندن :
س: هل تعتقد أن الماء السائل ضروري لوجود الحياة في عوالم أخرى؟ و كبديل، ما رأيك في الاقتراحات التي تقول بأن الحياة في مكان آخر قد تتطور بدون ماء سائل، وبدلاً من ذلك تستفيد من سوائل مثل الكبريت؟
ج: أعتقد أن النقاش حول هذا، مع ما يصاحب ذلك من تكاليف ل "تيرا-سنتريسيتي ( عدم قدرة البشر على التفكير خارج حدود الأرض)"، عموماً لا يعترف بالشيء الفريد للماء في الواقع . وكلما فهمنا أكثر عن المياه البيولوجية، كلما رأينا أن قدرتها الفريدة على تشكيل شبكة ثلاثية الأبعاد برابطة هيدروجينة تمكنها من المشاركة في العمليات الكيميائية الحيوية وليس فقط لتكون بمثابة خلفية غير فاعلة.
على المستوى الأولي إلى حد ما، الحياة هي عمليات جزيئية، ك القولبة ، ومولوكيلار ريكوغنشينmolecular recognition ( * انظر التعريف في اخر المقال) التكرار الذاتي replication، ( الشيء يكرر/ينسخ نفسه) والتي يمكن تكرارها في المذيبات غير المائية. لكننا نجد أنه حتى بالنسبة لأبسط الكائنات، فإن الكثير من التفاعلات الجزيئية يسهلها الماء بطريقة دقيقة للغاية. لست متأكدا من أننا نعرف أي مذيب يمكن أن يلعب دوراً مماثلاً من حيث تمكين هذا النوع من الكيمياء المرهفة للغاية التي تجعل الحياة ممكنة.
وإذا قبلنا أن أي شكل من أشكال الحياة يتطلب درجة مماثلة من التطور الكيميائي، فمن الصعب أن نرى ماهو المذيب الآخر الذي من شأنه أن يجعل هذا ممكنا. وبعبارة أخرى، أود أن أضعه كلآتي:
1. الحياة على الأرجح تحتاج الى مذيب.
2. ذلك المذيب يحتاج إلى القيام بدور فعال ومتنوع ومرن.
3. الماء الآن هو السائل المشهور الوحيد الذي نعرف أنه قادر على هذا.
لذلك أعتقد أن لورانس هندرسون قد يكون على حق عندما جادل في عام ١٩١٣ أن الماء حاسم لنشئة الحياة (بيوفيليك biophilic) - على الرغم من أن لورانس لم يستخدم هذه الكلمة، وكان تفسيره لهذه الحقيقة مختلفاً نوعاً ما!
س: لاحظت في كتابك أن الماء يشبه في بعض النواحي البلورات أكثر من مشابهته للسائل. وقد يذكرنا ببعض النظريات التي تشير إلى أن البلورات قد لعبت دوراً في أصل الحياة، لا سيما فيما يتعلق بمشكلة الكيرالية chirality ( عدم التناظر المرآتي بين مركبين كيميائيين مع إنهما يحتويان على نفس العناصر الكيميائية). هل يمكن للماء أن بلعب دوراً في الحياة التي عزاها آخرون إلى البلورات؟
ج: أقول إن الماء قد لفت انتباه الناس الذين مالوا إلى أن يكونوا أكثر اهتماماً بالبلورية بدلاً من الحالة السائلة، مثل برنال وبولينغ. ولكن أود أن أقول أن الماء هو حرفياً كالكريستال من منظور واحد فقط: لديه درجة عالية على غير العادة من الترتيب ( النسق) المحلي local ordering . ولكن بالطبع هذا هو فقط في المتوسط - لا يوجد شيء كالهيكل المتسق الثابت حتى على المستوى المحلي. لذلك أنا لا أرى أن الماء يمكن أن يكون قد لعب أي نوع من الأدوار القولبية templating مثل تلك التي اقترحت لبعض البلورات المعدنية في أصل الحياة
س: لقد ذكرت أيضا في كتابك بعض التجارب التي استخدمت ضغوطاً ودرجات حرارة مختلفة لدراسة التأثيرات (الغريبة أحيانا) على الماء. هل تعتقد على الكواكب مع ضغوط ودرجات حرارة تختلف اختلافا كبيرا عن التي على الأرض، في أن الماء لا يزال يلعب دورا أساسياً في الحياة؟
ج: الضغط في الجزء السفلي من أخدود ماريانا في المحيط الهادئ يبلغ حوالي ١٠٠٠ غلاف جوي atm، في ظل هذه الحالة يكون للماء السائل بناءاً هيكلياً مختلفاً إلى حد كبير - أشبه بذلك الجليد غير المتبلور العالي الكثافة. ومع ذلك تستمر الحياة هناك. لذلك يبدو من الممكن تماماً أن الضغوط العالية على عوالم أخرى ليست عائقا للحياة في الماء.
 |
| أخدود ماريانا في المحيط الهادئ |
ومن المؤكد أنه من الممكن أن تستمر الحياة في الماء الفائق البرودة تحت نقطة تجمده الطبيعية أيضا - ولكن هذا سيكون وجوداً محفوفاً بالمخاطر، لأن خطر التجمد سيكون حاضراً على الدوام.
أما بالنسبة لدرجات الحرارة المرتفعة - أعتقد أن الظروف حول بعض المتنفسات vents الحرارية المائية فوق النقطة الحرجة للماء ( تعريف من خارج النص : النقطة الحرجة تحدث على درجة حرارة ٣٧٤ درجة مئوية وضغط ٣٢٠٠ psi ) . أشك في ما إذا كانت الحياة المستندة على الكربون ( الكربون العضوي) يمكن أن توجد في مثل هذه البيئة، ولكن ليس فقط لأن العديد من المواد العضوية تنهار عندما تكون الحرارة فوق بضع مئات من درجات الحرارة ، ولكن لأن خصائص المذيب للماء فوق الدرجة الحرجة مختلفة تماماً - الأنواع الكارهة للماء hydrophobic تصبح قابلة أكثر للذوبان، على سبيل المثال .
س: ما هي نظريتك المفضلة لأصل الحياة على الأرض - متنفس vent حراري مائي أو بركة ضحلة مشرقة أو بانسبيرميا ( بذور كونية - تعريف من خارج النص:هي فرضية تقول بأن "بذور" الحياة موجودة في جميع أرجاء الكون , وأن الحياة على الأرض من الممكن أنها أتت من تلك "البذور", وأنه من الممكن أن هذه البذور قد نبتت بالفعل في بعض الكواكب) ، أو غيرها؟
ج: أعتقد أن ما يُعزى الى نظرية المتنفس vent هي أكثر من غيرها، وليس أقلها لأنها تفترض بيئة مستقرة نسبياً في مواجهة حالة قابلة للتغيير وغالبا ما تكون سيئة نوعاً ما على سطح الأرض أو في البحر.
البانسبيرميا ( البذور الكونية) دائما ما تكون غير مرضية لأنها تصرف عن المشكلة بدل ان تعالجها . ولكن هذا ليس لنقول أنها مستبعدة لهذا السبب بطبيعة الحال!
س:برأيكم ما هي بعض النتائج الأخيرة الأكثر إثارة للاهتمام أو مثيرة عن خصائص الماء؟
ج: في الوقت الراهن، أعتقد أن بعض أكبر الأسئلة يتوقف على طبيعة الماء في الخلية. لا يزال هناك الكثير من الجدل حول هذا: هل ماء الخلية أكثر أو أقل شبهاً بالماء السائب؟ علماء الكيمياء عادة ما يعالجونه بهذه الطريقة. أو هل هو مُعدّل ( مغير) من قبل وجود الكثير جداً من الجزيئات الكبيرة macromolecules والأسطح حيث يكون لدى الماء بنية مختلفة تماما؟
بعض الناس يعتقدون أن ماء الخلية هو أشبه بالهلام. ويعتقد آخرون أنه غير متجانس إلى حد كبير، وأحيانا له كثافة معززة - مما شجع عليها وجود بعض الأيونات الذائبة - وأحيانا كثافة منخفضة، مما يجعله مذيباً أكثر فقراً ( يعني مذيب ضعيف ) وأكثر شبهاً بالجليد.
في الآونة الأخيرة كانت هناك العديد من التقارير تشير الى أن الماء القريب جداً من أسطح مواد كارهة للماء شبيهة بالبخار: بحيث هذه الأسطح تكون "جافة نسبيا". وهذا من شأنه ان يترتب عليه أشياء هامة مثل الجذب الهايدرفوبي ( الكاره للماء)، وكذلك تنوّي nucleation ( تكوّن) فقاعات غاز على السطوح، والتي تم اقتراحها كتفسير للغلاف الغامض للجاذبية بين الأسطح الكارهة للماء الواسعة النطاق.
لدينا أيضا المزيد والمزيد من الأمثلة على الماء الملازم للبروتينات الذي يلعب دوراً وظيفياً هاماً - على سبيل المثال، سلاسل من جزيئات الماء داخل قنوات شبيهة بمسام البروتين تعمل ك"أسلاك بروتون". كل هذا يجعل من الواضح أن الماء يلعب دوراً دقيقاً ودينامياً في البيولوجيا الجزيئية، وهو في حد ذاته جزيء حيوي biomolecule.
تعريف molecular recognition
في الكيمياء والبيولوجيا، التعرف الجزيئي هو التفاعل المعين بين جزيئين أو أكثر من الجزيئات من خلال روابط غير تساهمية ، على سبيل المثال، عن طريق الروابط الهيدروجينية. والروابط التناسقية المعدنية؛ وروابط فان دير فالس؛ و π-π، وكره الماء، أو التفاعلات الكهروستاتية.
المصدر:
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق