جزيئات الحياة

في نهاية العام 2010، زعمت ورقة علمية منشورة في دورية «ساينس» المرموقة بأن علماء من معهد ناسا لعلوم بيولوجيا الفضاء، تمكنوا من الكشف عن بكتيريا نشأت في بحيرة مونو في كاليفورنيا، استبدلت الفوسفور في جزيء الدي.إن.أي بالزرنيخ. في حينها، عد هذا الأمر اختراقا كبيرا قد يؤدي إلى «إعادة تعريف الحياة». حيث إن الاعتقاد السائد هو أن الفوسفور أساسي للحياة، بينما الزرنيخ ذو خصائص سمية.
أذكر أنه حين تناقلت وكالات الأنباء والقنوات التلفزيونية الخبر، اتصل بي بعض الأصدقاء المهتمين يستفسرون عن الأمر. وأذكر حينها أنني قلت لهم بأن الوقت مازال مبكرا للحكم على هذا الكشف. في يناير الماضي، نشرت دورية «نيتشر» المرموقة خبراً عن أن فريقا من جامعة «بريتش كولومبيا» لم يستطع إعادة التجربة، ولم يجد الزرنيخ في المادة الوراثية.
منذ أن عرف الطبيب الفرنسي «كازفيي بيشا» الحياة بأنها «مجموعة الوظائف التي تقاوم الموت» مرورا بتعريف «أرنست كاهان»: «الحياة لا توجد»، يسعى العلم إلى إيجاد تعريف «حقيقي» وغير «امبيريقي» للحياة، تعريف يقوم على ماهية الحياة نفسها وليس على تمظهراتها كما هي التعريفات المدرسية التي تقوم في الواقع على وصف للفروقات ما بين الكائن الحي والكائن غير الحي.
فيما بعد أصبح هذا السؤال محوريا في البيولوجيا الإنشائية (وقد نتحدث يوما عن الخلية الحية التي صنعها كريج فنتر في المعمل)، ومن ثم في بيولوجيا الأنظمة الحية. السؤال في صورته الأكثر تبسيطا (والأكثر تعقيدا في نفس الوقت): ما الذي يجعل الكائن الحي، كائنا حيا في حين أنه يتكون من نفس الجزيئات التي يتكون منها الكائن غير الحي؟
لكن ما هي هذه الجزيئات التي تتكون منها الحياة على وجه الدقة؟ تقوم الحياة أساسا على أربع ذرات هي الهيدروجين، والأكسجين، والنيتروجين، والكربون. ويتذكر الطلاب الذين سعدت بالعمل معهم في جامعة الملك سعود العام 2009، أنني كنت أقول لهم باستمرا بأن ما هو مدهش في سؤال جزيئات الحياة أن الذرات الأربع الأساسية لديها التكافؤ 1،2،3،4 على التوالي. والتكافؤ هو عدد الروابط التي يمكن لذرة ما أن تقيمها مع ذرات أخرى من أجل تكوين جزيء ذي خصائص معينة.يضاف إلى هذه الذرات ذرة الفوسفور التي تدخل أساسا في تركيب العمود الفقري للحمض النووي (المادة الوراثية)، وهذا هو ما ذهبت إليه الدراسة المشار إليها سابقا بأن بكتيريا بحيرة مونو في كاليفورنيا استبدلت الفوسفور الأساسي للحياة، بالزرنيخ ذي الخصائص السمية.
قد لا يكون القارئ مهتما بالتفاصيل العلمية قدر اهتمامه بالتساؤلات الفلسفية المتصلة بها. وهو على أي حال ما نسعى إلى مشاركة القارئ به ولكن توجب هذا المدخل العلمي البسيط الذي نعرفه كلنا من أجل وضع الأمور في سياقاتها المنطقية.
إذن ما هي أهمية أن نكتشف كائنا استبدل الفوسفور في حمضه النووي بالزرنيخ؟ ثم ما أهمية أن نعطي تعريفا للحياة أو أن نعيد تعريف الحياة؟ يعرف القارئ الكريم بأن الحياة نشأت على كوكب الأرض قبل نحو 3.8 مليار عام، والاعتقاد السائد في الأوساط العلمية أن الحياة نشأت في الماء تحت ظروف فيزيائية قاسية (ضغط عال، حرارة قاسية، تركيز عال من الملوحة.. إلخ). والواقع أن أحد الأسئلة المهمة هو أن الأكسجين لم يظهر في الغلاف الجوي إلا بعد ظهور الخلية النباتية، إذن كيف كانت الكائنات تتنفس؟ ما هو الجزيء الذي كان يلعب دور الأكسجين اليوم؟
كما أشرنا في المقدمة، فإن الفريق العلمي الذي نشر البحث ممول من وكالة الفضاء ناسا. تسعى ناسا من خلال هذه الأبحاث إلى معرفة إمكانية وجود صور من الحياة خارج كوكب الأرض. ومن المعروف أن الظروف الطبيعية في الكواكب الأخرى خصوصا خارج المجموعة الشمسية هي شروط متطرفة، حيث لا يوجد غلاف جوي، لا أكسجين، لا ماء.. إلخ. العثور على صورة من صور الحياة حتى و لو كانت بدائية (بكتيريا أو كائن مكون من خلية واحدة فقط) يعطي للعلماء أملا بإمكانية العثور على حياة في الكواكب الأخرى.
كما يمكن للقارئ أن يخمن بأن تعريف «الحياة هي مجموعة الوظائف التي تقاوم الموت» هو في نهاية الأمر تعريف سطحي ولا يعطي تعريفا لأي شيء. ثمة جانب مهم في الأمر، هو أنه رغم تقدم العلم إلا أنه لم يصل بعد لإعطاء تعريف للحياة: ما الذي يجعل الكائن الحي كائنا حيا؟ أو ما هي الحياة؟