المنتديات العلمية
منتدى علم الاحياء => منتدى الاحياء العام => الموضوع حرر بواسطة: نبيل حاجي نائف في يوليو 26, 2008, 12:36:02 مساءاً
-
تصورات عن كيفية تشكل الكائنات ,أو البنيات الحية من البنيات الفيزيائية دون تخطيط مسبق وأهم العوامل التي أدت إلى نشوئها
إن أهم خصائص الكائنات الحية هي :
1 – الأيض , أي التغذية وإنتاج الطاقة , عن طريق التعامل مع الوسط الموجودة فيه .
2 – التوالد أو التناسخ الذاتي , فالكائنات أوالبنيات الحية تملك القدرة على نسخ نفسها . وهذا يحتاج إلى تخطيط , وإعلام , وتنقيذ .
يقول ريمي ليستيين عن البنيات الحية :
لكي تعيش الكائنات الحية , عليها أن تكون قادرة على أن تتبادل مع الخارج مادة وطاقة . والحياة موسومة بجهد مستمر من أجل التصدي لتغيرات الوسط الخارجي , والإبقاء على شروط الوسط الداخلي ثابتة.
والموجود الحي حقق بواسطة ميكانيكيات التنظيم هذه الشروط بالتدرج , الاستقلال الذاتي وطول العمر الضروري ليبقى بعد اضطرابات الطبيعة الدورية . لقد تعلم أن يتكيف مع توالي الليل والنهار, والاضطرابات الطبيعية الكارثية , كالقحط أو فقدان الغذاء.
كيف تشكلت الكائنات الحية من البنيات الفيزيائية .
تتشكل البنيات الفيزيائية , الذرة والمركبات الكيميائية و الكواكب والنجوم , دون تخطيط مسبق . وكذلك تتشكل مجاري الأنهار والبحار وغيرها دون تخطيط - وكذلك تتشكل القرى والدول والحضارات دون تخطيط - . فهي تتشكل نتيجة العناصر والقوى الفيزيائية , والأوضاع , الموجودة فقط , ودون تخطيط مسبق .
أما الكائنات أوالبنيات الحية إن كانت نبات أو حيوان , فهي تتشكل بناءً على تخطيط وإعلام مسبق , وكذلك أعضاء وأجهزة الكائنات الحية تتشكل بناءً على تخطيط مسبق , ولا يمكن إلا أن يكون هناك مخطط لتكوًنها . فهذه البنيات الحية , أوأعضائها وأجهزتها , لا يمكن أن تتكوٌن على هذا الشكل المحدد والموجه بهذه الدقة , دون تخطيط مسبق ( أي برنامج موضوع مسبقاً ).
لذلك كان البشر دوماً يتساءلون عن صانع أو مخطط لهذه البنيات الحية . وكان الوصول لفهم قريب من الواقع لكيفية حدوث ذلك , أي كيف يخطط لهذا وكيف يتم ذلك , ليس بالأمر السهل أبداً , وقد استغرق هذا وقت طويل من البحث والتفكير والتجارب والجهد , ومن قبل الكثيرين .
إن البنيات الحية تحمل كافة خصائص البنيات الفيزيائية والكيميائية بالإضافة إلى خصائص البنيات الحية , وقد تشكلت البنيات الحية من البنيات الفيزيائية والكيميائية . وتم ذلك نتيجة تشكل دارات من تفاعلات العناصر والمركبات الكيميائية . فلولا وجود العناصر والظروف التي سمحت بتكوٌن هذه الدارات , لما كان بالامكان نشوء البنيات الحية .
فالتفاعلات الفيزيائية والكيميائية المتعددة والواسعة , والمنتظمة في سلسلة أو سلاسل طويلة , هي التي سمحت بتشكل دارات مغلقة من تفاعلات العناصر والمركبات , والتي تتكرر على شكل دارة مغلقة , وتبقى لفترة طويلة نسبياً . فهي تستطيع تحقيق التوازن والاستمرار الزمن طويل مقارنةً بزمن التفاعلات الكيميائية العادية التي تجري بسرعة وزمن متناهي في الصغر . ولكن هذه البنيات لاتنسخ نفسها .
وهذه الدارات من التفاعلات كان تشكلها شبه حتمي , في ظل وجود عناصر ومركبات كثيرة متفاعلة وضمن ظروف متنوعة , وخلال زمن طويل , وكلما طال هذا الزمن كثرة احتمال تشكل هذه الدارات . وتنوعت هذه الدارات في شكلها وحجمها وطبيعتها وخصائصها .
ثم بعد ذلك تفاعلت هذه الدارات مع بعضها ضمن الظروف الموجودة , وتكونت نتيجة ذلك دارات أكبر وأوسع وأعقد , وزمن استمرارها ( طول عمرها ) أطول . فالبنيات الحية البسيطة جداً تتشكل نتيجة تفاعل مجموعة من البنيات ضمن أوضاع وظروف مناسبة , وهذه البنيات تكون متماسكة ومتوازنة في ظل ظروف متغيرة .
وهي تحقق هذا الزمن الطويل نتيجة تبادل الطاقة والعناصر مع الوسط الموجودة فيه . فلكي تبقى أي سلسلة مغلقة من التفاعلات مستمرة يجب أن تستمد طاقة من خارجها أي من الوسط الموجودة فيه . فقانون الترموديناميك الثاني يمنع حدوث سلسة مغلقة من التفاعلات أو أي دارة مغلقة من السيالات من الاستمرار دون تغذيتها من خارجها بالطاقة . فقد توصلت هذه البنيات إلى أحدى طرق استمداد الطاقة من الوسط الموجودة فيه , إن كانت طاقة حرارة أو ضوئية أو كيميائية .
وهذا يشبه بعض الشيء تشكل بنيات مثل المصانع والشركات والمؤسسات , التي تنشأ نتيجة تفاعل الأفراد والظروف المادية والاجتماعية والاقتصادية المناسبة . فهاذه البنيات لها بعض خصائص البنيات الحية , فهي بعد أن تتشكل تحافظ على نفسها وتنمو وتتطور , ولكنها لا تنسخ نفسها .
البنيات الحية والتغذية العكسية
إن دور التغذية العكسية , هوأساس تشكل البنيات بما فيها البنيات الحية . فتحقيق استمرار توازن البنيات المتفاعلة , مع وجود تغيرات مستمرة للأوضاع , لايمكن أن يحدث دون تغذية عكسية تصحيحية , تحافظ على نقاط ( أو مجالات ) التوازن .
فالتغذية العكسية هي التي تحقق التوازن والاستقرار للبنية التي تخضع لتأثيرات داخلية أوخارجية متغيرة , فلولا التغذية العكسية التي تؤدي إلى الوصول لنقاط التوازن , كلما حدثت انحرافات عن هذه النقاط . لاستحال تكون البنيات الحية .
فالتغذية العكسية هي التي توجه التفاعلات نحو نقاط التوازن , إذا حدثت تأثيرات حرفت التفاعلات بعيداً عن هذه النقاط , أمثلة على دور التغذية العكسية في تحقيق الثبات عند نقاط معينة أو نقاط التوازن :
1- منظم واط الذي ينظم سرعة عمل الآلة البخارية عند سرعة معينة .
2- منظم الصوت عند مسوى معين في أجهزة الراديو .
3- منظم مستوى السائل في خزان , يدخل ويخرج منه السائل .
4- منظم درجة الحرارة .
5- الكثير من توازنات الإحيائية ( الحيوانات مع بعضها أو مع البيئة والظروف ) .
6- التوزنات الكثيرة في المجال الاقتصادي . مثل توازن العرض مع الطلب .
وكلما كان زمن دارة التغذية العكسية صغيراً كان التصحيح أسرع , وإذا طال هذا زمن طال زمن التصحيح . فدارات التغذية العكسية التصحيحية التي تخضع لها الأنواع الحية في تطورها لتحقق التوازن والتوافق مع الأوضاع الموجودة فيها , يستغرق زمن طويل يقاس بآلاف وملايين السنين .
والتغذية العكسية لا يمكنها أن تحقق دوماً الوصول إلى نقاط التوازن , ويمكن أن لا يكون هناك نقاط توازن . وهذا يمكن أن يؤدي إلى تفكك أو انهيار البنية الحية كلها .
وهناك آلية أخرى هامة جداً , وهي التبادل المتوازن أوالصفقة المتوازنة , بين البنيات الحية مع بعضها أو مع البيئة والظروف , أو ضمن بنياتها الداخلية . ويمكن اعتبار التبادل نوع من التغذية العكسية المتطورة , فهو أخذ وعطاء متكرر أي دارة من التفاعلات أو تبادل التأثير .
كيف تم الوصول إلى بنيات حية تنسخ نفسها ؟
إن تكوًن البنيات الحية التي لا تنسخ نفسها أي لا تتوالد , ليس بالأمر الذي يحتاج إلى سنين من التفاعلات الكيميائية والعضوية , الأمر الصعب والذي يحتاج لسنين طويلة , هو تكوًن بنيات حية قادرة على نسخ نفسها أي تتوالد .
لقد كان نشوء أو تكون بنيات حية بسيطة والتي لا تتوالد لا يحتاج لزمن طويل , وهو كان يحدث دوماً وبشكل طبيعي أوعشوائي , فكانت هذه البنيات التي تتشكل , تعود وتتفكك أي تموت , وبموتها نعود إلى الصفر, ويجب إعادة تشكلها من جديد .
فالمهم ليحدث تطور مستمر للبنيات الحية البسيطة وبالتالي نشوء سلسلة الكائنات الحية , المحافظة على ما تم الوصول إليه والانطلاق منه وليس العودة إلى البداية , وهذا لا يتم إلا بنسخ هذه البنيات , والاستمرار في التفاعلات والتطورات لهذه النسخ . التي ستخضع للانتخاب الظروف ويبقى المتوافق مع الأوضاع . وبذلك يحدث التطور وتتراكم المنجزات التي يتم الوصول إليها . لذلك كان الوصول لبنيات حية قادرة على نسخ نفسها هو الأمر الحاسم .
إن الأحماض النووية هي التي سمحت بذلك , نتيجة الخاصية الأساسية لهذا الأحماض وهي قدرتها على تشكيل لولب مزدوج يمكن أن ينتسخ , فإذا انفصل قسميه , كل قسم يعيد القسم الآخر , وبذلك يحدث نسخ لهذا اللولب .
فتوفر آلية النسخ سمح بتشكل بنيات عضوية تنسخ نفسها . وبهذا اكتملت العناصر والآليات الأساسية اللازمة لنشوء بنيات عضوية معقدة تستخدم آلية نسخ فعالة .
فقد كانت تفاعلات الاحماض الأمينية كونت كم هائل من أشكال البروتينات . وكذلك تفاعلات الأحماض النووية كونت عدد هائل من اللوالب التي تستطيع نسخ نفسها , وبتفاعل البروتينات مع هذه اللوالب ومع باقي المركبات الكيميائية , تشكلت أوائل البنيات الحية البسيطة التي تنسخ نفسها أو تنسخ بعض أجزائها .
حاشية :
إن الفيروسات هي لوالب من " د ن أ " لا تستطيع نسخ نفسها , فهي لكي تنسخ يجب أن تدخل خلية حية , ففي نواتها توجد آليات النسخ , وعن طريقها يتم نسخ هذه الفيروسات .
النسخ وأشكال النسخ
إن عملية النسخ بشكل عام تحتاج للأمور التالية :
1 - المعلومات " أو الإعلام " الكافية لتحقيق عمليات النسخ . يستثنى النسخ بالقالب لأنه يتم بطريق بسيطة .
2 – وجود طريقة لترميز عناصرالبنية المراد نسخها , أي وجود آلية مناسبة ترمز الإعلام ( أي وجود لغة لنقل المعلومات)
3 – وجود المواد والآليات اللازمة لصنع النسخة .
4 – وبالنسبة للبنيات الحية يجب أن تتوفر هذه الأمور الثلاثة لدي البنية الحية التي سوف تنسخ ذاتها .
وكما نعلم هناك عدة أنواع من النسخ .
الأول البنية ذاتها تقوم بنسخ نفسها بما تملك من إمكانات , بالإضافة لتوفر وسط مناسب لتأمين عناصر ومستلزمات النسخ .
الثاني هو أن تقوم بنيات أخرى بنسخ البنية .
الثالث تشارك البنية مع البنيات الخارجية في النسخ .
وهناك بالإضافة لذلك نوع متطور من النسخ , وهو نسخ التصرفات لدى الكائنات الحية , ونسخ البنيات الفكرية لدي البشر . فالتقليد والمحاكاة الموجودين لدى أغلب البنيات الحية هما بمثابة نسخ .
هناك صنع للبنيات المتشابهة ودون وجود تخطيط مسبق , بل نتيجة توفر العناصر والظروف المناسبة بشكل طبيعي أو عشوائي . مثال على ذلك تكون النجوم أوالكواكب أو الذرات أو الجبال أو القرى والمدن أو الدول .....الخ . وهذا ليس نسخ بالمعنى الصحيح بل هو صنع دون تخطيط مسبق , مع أنه ينتج بنيات متشابهة أو حتى متطابقة .
النسخ , والتمثيل بنموذج مشابه
إن النسخ المطابق هو : إنتاج بنية مطابقة لبنية أخرى .
أما التمثيل بنموذج مشابه فهو : تشكيل أو بناء بنية من بنيات أولية مختلفة عن البنيات الأولية للبنية الممثلة , مثل الصورة الفوتوغرافية أو التمثال لشيء . . . , فهي تمثيل البنيات ببنيات شبيهة مؤلفة من مواد مختلفة .
في حالة نسخ بنية مادية , أي أن بناء بنية مادية تشابهها أو تطابقها بدرجة عالية , يلزم ما يلي:
1 - كافة المعلومات ( أي الإعلام ) اللازمة لبنائها.
2 - كافة البنيات أو العناصرالأولية اللازمة.
3 - كافة آليات التفاعل التي تلزم لبناء أوتكوين البنية المراد نسخها , بالإضافة طبعا ً إلى القدرة على تنفيذ هذا النسخ .
فالخلية الحية تنسخ نفسها عن طريق الانقسام إلى خليتين متساويتين . و كذلك الكائن الحي يتم نسخه بواسطة المعلومات والقدرات الموجودة في الخلية والجينات الوراثية . وفي حالة نسخ الخلية يتم نسخ الجينات الوراثية بطريقة القالب المعروفة والتي تستخدمها كثيراً في النسخ , أما باقي أجزاء الخلية فيتم قسمه إلى قسمين متساويين تقريبا ً.
طرق النسخ
هناك عدة طرق للنسخ و هي:
1- النسخ بطريقة القالب وهي تستخدم في نسخ الجينات الوراثية . والإنسان يستخدمها كثيراً في أغلب عمليات النسخ البسيطة التي يقوم بها.
2- النسخ باستعمال البنيات الجزئية ( أي الأولية ) وآليات التفاعل , لتكوين نسخة عن البنية المطلوب نسخها , مثل نسخ الكائن الحي بدأ من خلية ملقحة , أو نسخ بناء , أو نسخ آلة , أو نسخ جهاز , أو نسخ أي بنية أخرى . وذلك بتشكيلها من بنياتها الأولية باستعمال العناصر والآليات المناسبة . هذا النوع من النسخ ينطبق عليه مفهوم المشروع الهادف , وهذا النسخ يلزمه مسبقا ً معرفة المعلومات اللازمة لتكوين النسخة.
والنسخ بكافة أنواعه , إما أن يكون بدأً من بنيات من مستوى منخفض , أو بدأ من بنيات من نفس المستوى . ففي حالة النسخ بالقالب يتم تحقيق النسخ باستعمال البنيات التي من نفس المستوى , ما النسخ من بنيات من مستوى أقل (أو تحتي) فمثال عليه البناء الذي يبنى من مواد الحجارة و الخشب و الحديد و غيرها . وكذلك تقوم الخلية الجنينية ببناء الكائن الحي من المواد العضوية البسيطة و بآليات معقدة كثيرة , و هذا ما يستدعي في هذه الطريقة من النسخ , الوجود المسبق لكافة المعلومات اللازمة لنسخ . بالإضافة إلى القدرة على التنفيذ , والتي يلزمها الكثير من العناصر والظروف الخارجية والداخلية الملائمة .
الاعلام
الاعلام بالمعنى العادي هو نقل مفهوم أو دلالة إلى كائن واع بتوسط رسالة اصطلاحية , وبتوسط حامل مطبوعة أو موجات صوتية...الخ.
أما معناه العام فهو نقل معلومات أو تعليمات ( أو برنامج ) من بنية إلى أخرى .
يجب التمييز بين عناصر الاعلام بشكلها العام وتحديدها وهي:
1 - البنية التي ترسل الرسالة ( أو الإعلام ) .
2- الرسالة عناصرها و مضمونها
3- البنية التي تستقبل الرسالة وتتعرف على مضمونها .
4- محصلة ونتائج هذه العملية , وهي تكون غالباً قيام البنية المستقبلة باستجابات أو أعمال , بناء على مضمون الرسالة .
في بعض الحالات تكون البنية التي ترسل الرسالة هي نفسها التي تستقبلها .
إن الجينات تحمل اعلام ( برنامج أو مخطط ) هائل , يمكٌن من- أو تكون نتائجه- أن البنية الكائن الحي تنسخ نفسها .
كيف يمكن أن نفسر هذه الحالة المعقدة من الاعلام الذي ينفذ مضمونه ؟
الجينات هي البنيات التي تحمل مضمون الرسالة وهي التي ترسلها إلى البنيات المستقبلة , وبمساعدتها يتم الاستقبال للرسالة وتنفيذ مضمونها .
ماهي هذه البنيات المستقبلة للرسالة ؟
هناك الكثير من البنيات التي تكون ممثلة لمستقبل الرسالة وهي:
1 - الخلايا الحية نفسها , التي تقوم بحمل الجينات وماتتضمنه من بنيات وخصائص .
2 - الحاضن أو الرحم الذي تجري فيه عمليات استقبال الرسالة .
3 - كافة الظروف والأوضاع التي تجري فيها عملية الاستقبال والتنفيذ , ومنها التزاوج .
4 - وهناك الكثير من العمليات , وكذلك الكثير من دارات الاعلام بالتغذية العكسية ( رسائل متبادلة ) التي تجري ليتم نقل وتنفيذ مضمون الرسالة الذي هو تكوين الكائن الحي المطابق . فهذه العملية بمثابة مشروع كبير يجري تنفيذه .
يقول ستيفن روز :
" إن المرء يستطيع أن ينظر إلى الأنظمة ومفعولاتها ليس فحسب بلغة المادة وسريان الطاقة من خلالها . بل بلغة تبادل المعلومات - أي أن البنيات الأولية تستطيع نقل التعليمات أو المعلومات إحداها للأخرى –
إن الجزئ " د ن أ" يستطيع أن يحمل تعليمات ( أي معلومات ) وراثية عبر الأجيال . وهكذا فإن الجزيئات والتبادلات النشطة فيما بينها . وبكلمات أخرى فإن ثمة سريان للمعلومات بين هذه الجزيئات في إتجاه واحد " .
-
موضوع ذو اسم لا يمت بصلة للموضوع ......................... سوى انه من صاحب الموضوع............
ولكن معذرة
ألا ترى ان مواضيعك طويلة قليلا ..........؟؟
ربما تقوم بتجزئته على هيئة عدة مشاركات ليحتفظ بشكل محبب للنفس لقرائته .
على الموضوع .
-
أهلاً ومرحباً بعالم الفيزياء .
لقد أخطأت وكتبت إسمي بدل عنوان الموضوع , فعذراً .
-
الموضوع جميل ولكن لو لخص هذا الموضوع لاصبح اكثر متعة في القراءة والاستفادة
-
تفاصيل الموضوع جميلة ومفيدة وواضحة
أشكرك
جزاك الله خيرا ...