معلومة

لماذا تستخدم كل الحياة الجزيئات الكبيرة نفسها في شفرتها الجينية؟

لماذا تستخدم كل الحياة الجزيئات الكبيرة نفسها في شفرتها الجينية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لا يوجد قيد كيميائي حيوي من أي نوع ، فلماذا لا تعمل بعض الرموز الأخرى؟ لماذا هو على وجه التحديد RNA / DNA؟


الديباجة

أي إجابة تتعلق بأصول أصلنا التطوري الكيميائي الحيوي ستكون تخمينية بشكل معقول بالنظر إلى أن هذا سؤال صعب للغاية لاختباره علميًا وهذا المجال غير مدروس بشكل عام ليقول إنه إلى حد كبير السؤال البيوكيميائي الأساسي. ولكن هناك بعض الأسباب التي تجعل الحمض النووي الريبي (RNA) منطقيًا باعتباره الجزيء الجيني الرئيسي مقارنة بالجزيئات الكبيرة الأخرى الموجودة في الحساء البدائي ، وهناك أيضًا أسباب وجيهة تجعل الحمض النووي يحل محله باعتباره التخزين الجيني لمعظم الكائنات الخلوية.

باختصار ، جزيئات البوليمر البديلة الوفيرة التي جاءت من الحساء البدائي ليست متعددة الاستخدامات مثل الحمض النووي الريبي ، ومع مرور الوقت تم استخدام الحمض النووي أكثر على الحمض النووي الريبي نظرًا لكونه جزيء تخزين معلومات أكثر موثوقية.

يجب أن نتذكر على الرغم من أن الظروف التي أدت إلى نشأة الحمض النووي الريبي هي سؤال أصعب بكثير. هناك كمية لا يمكن فهمها من مجموعات المواد الكيميائية التي يمكن أن تسهل عملية تطورية. أدلىWYSIWYG بتعليق ممتاز بخصوص سبب استحالة الإجابة عن هذا السؤال بشكل نهائي:

... لماذا يتم استخدام العمود الفقري للفوسفوديستر بدلاً من الأثير أو الأميد أو إستر الكربوكسيل أو أي نوع آخر من الروابط؟ أو لماذا البيورينات والبيريميدين ، لماذا لا نفتالين الحلقات غير المتجانسة؟ لماذا إيميدازول ، لماذا لا أوكسازول أو فيوران؟ لا يمكنك تفسير ذلك بطريقة عكسية.

لذلك في هذه الإجابة سنناقش الحمض النووي الريبي والبوليمرات الحيوية الأخرى التي تم إنشاؤها بكثرة من الحساء البدائي المبكر جدًا ، وليس التكوين الأصلي لمثل هذه المواد الكيميائية الحيوية. ما الذي جعل كل واحد منهم أوعية جيدة لعملية تطورية؟

يحتاج الجزيء الضخم للشفرة الجينية إلى الميزات التالية:

  • مستقر.
  • هيكل متغير.
  • قابل للتوسيع.
  • قابلة للتكرار.

يمتلك الحمض النووي الريبي كل هذه العناصر ولا يعتمد على نظام بيولوجي لتكاثر جزيء الحمض النووي الريبي.

عالم RNA.

دعونا لا ننسى أن الحمض النووي ربما ليس الأول من نوعه وكان هناك عالم RNA قبل الخلية كما نعرفها. حتى اليوم ، تستخدم العديد من الفيروسات بشكل خاص ssRNA.

RNA كان جزيءًا جيدًا لأنه كان بوليمرًا مكونًا من 4 مونومرات قاعدية يمكن أن ترتبط بالبوليمرات الأخرى لتكوين أي مجموعة من التركيبات للمكونات الأساسية ويمكن تكرارها تلقائيًا. سمح هذا بنموذج بدائي للتطور الجزيئي كما نعرفه اليوم. إنه قادر على حمل معلومات أكثر تنوعًا من بوليمرات الجزيئات الكبيرة الأخرى الوفيرة.

يمكن أن يؤدي الحمض النووي الريبي أيضًا وظائف بطريقة مماثلة للبروتين ، بما في ذلك التحفيز. لا توجد سكريات معروفة أو جزيئات كبيرة أخرى قادرة على إظهار نفس المستوى من التباين والتنوع مثل RNA ، على الرغم من أن الديوكسيريبوزيمات مصممة بشكل مصطنع في المختبرات.

من المحتمل أن يكون هذا قد منحها فرصة جيدة لتأسيس نفسها كأول جزيء يطلق عملية التكوُّن الحيوي ، وهذا يؤدي إلى إنشاء الأحماض النووية باعتبارها الجزيء الأساسي للتطور الجزيئي.

التركيب الكيميائي للحمض النووي.

في نهاية المطاف ، تطور الحمض النووي الريبي (RNA) إلى هياكل أكثر تعقيدًا وحل محل الحمض النووي على نطاق واسع RNA كجهاز تخزين للمعلومات الجينية في الكائنات الخلوية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة الاستقرار الذي يقدمه الحمض النووي على الحمض النووي الريبي (RNA). إذا ألقينا نظرة على الحمض النووي على وجه التحديد ، نرى آلية تخزين بيانات جيدة جدًا لعدة أسباب.

  1. تجعل الرابطة الهيدروجينية داخل الخيوط ومجموعة السكر المختلفة الهيكلية كيميائيًا بنية عامة أكثر استقرارًا.
  2. تسمح الأخاديد الأكثر صلابة للبروتينات بالالتصاق في مواقع معينة.
  3. مرة أخرى ، إنه بوليمر ذو تركيبة متغيرة.

جزيئات الترميز البديلة.

ما هي خياراتنا الأخرى من البوليمرات البيولوجية؟

  • الكربوهيدرات. يكسو جلايكوكاليكس معظم الخلايا في أجسامنا ، ومن الواضح أن السكريات (على وجه التحديد السكريات والبروتينات السكرية) هي جزيء غني بالمعلومات قابل للتمدد. ومع ذلك ، فهو يعتمد على البروتينات للتجميع بنفس الطريقة التي تعمل بها البروتينات ، لذلك لم تتح له فرصة أن تكون ذلك الجزيء الأساسي.
  • الدهون. بوليمر لامع قابل للتمدد ، وكثير منها يتوسع تلقائيًا في الظروف المناسبة ، ولكن بشكل عام لا يمكن للدهون أن تحمل قدرًا كبيرًا من "المعلومات" في البوليمر (إلى حد كبير فقط أطوال متفاوتة من مجموعات CH2).
  • البروتينات. معقدة للغاية ولا يمكن تكرارها تلقائيًا. يعتمدون على أنظمة أخرى للإنتاج (باستثناء بعض الأمثلة النادرة ، على الرغم من أنه يمكن القول إنهم لا يزالون يعتمدون على نظام بيولوجي معقد).

هذا دليل على أن جميع المخلوقات تشترك في نفس سلف من التطور. حول أصل الشفرة الجينية ، اقترح العلماء بعض الفرضيات لتفسيرها.

  1. المبادئ الكيميائية: من التجارب ، وجد العلماء أن بعض الأحماض الأمينية لها صلة انتقائية ببعض الكودونات الثلاثية.

  2. التوسع الحيوي: قد تنتج المخلوقات الأصلية أحماض أمينية كمنتجات ثانوية لعملية التمثيل الغذائي ، ومن ثم يعمل بعضها في الترميز الجيني. تظهر الأدلة أنه تم استخدام عدد أقل من الأحماض الأمينية المختلفة في الماضي مما هو عليه اليوم.

  3. الانتقاء الطبيعي: الهدف من الترميز الجيني هو تقليل الطفرة. يفترض بعض العلماء أن الحياة القديمة قد تحتوي على كودون أطول من الكودون الثلاثي ، مثل الكودون الرباعي ، لكن الكودون الرباعي يحتوي على خطأ أكبر من الكودون الثلاثي ، وبعد ذلك فقط الكودون الثلاثي يمكنه البقاء على قيد الحياة.

  4. قناة المعلومات: هذه الفرضية افترض أن عملية ترجمة الشفرة الجينية هي قناة معلومات معرضة للخطأ. أرادت الكائنات الحية أن تتأصل في معلوماتها الجينية بدقة وكفاءة والابتعاد عن الضوضاء الجينية. يجب أن يتأثر الكود الجيني بثلاث قوى تطورية: الاحتياجات للأحماض الأمينية المتنوعة ، لتحمل الخطأ ولأدنى تكلفة للموارد. أخيرًا ، تصبح الأحماض الأمينية ذات الترميز الجيني غير عشوائية.

الشيء المثير للاهتمام في التطور هو أن الطبيعة الأم لا تعود إلى لوحة الرسم وتبدأ بتصميم جديد تمامًا. تحدث التغييرات التطورية بزيادات صغيرة. في مواجهة مشكلة مثل ظهور الأكسجين في الغلاف الجوي ، لم يعيد التطور تكوين البنية الجينية الكاملة للنباتات. العبث. لذلك انتهى بنا الأمر بنظام مُسرف وغير فعال. لكنها تعمل ، هذا الطفل يقوم بأروع فيديو فكاهي يشرح هذا. فقط أنابيب جوجل روبيسكو.


موارد تفاعلية للمدارس

الجزيئات الكبيرة

جزيئات كبيرة جدًا ، غالبًا ما تتكون من بلمرة وحدات فرعية أصغر

بروتين

بوليمر مكون من أحماض أمينية مرتبطة بروابط ببتيدية. تختلف الأحماض الأمينية الموجودة وترتيب حدوثها من بروتين إلى آخر.

قائمة المصطلحات

قائمة بالكلمات التي غالبًا ما تكون صعبة أو متخصصة مع تعريفاتها.

الميلانين

صبغة بنية داكنة أو سوداء موجودة في الجلد والشعر وقزحية العين. ينتج الجلد المزيد من الميلانين عند تعرضه لأشعة الشمس.

دهون

جزيئات تحتوي على الكثير من الطاقة المخزنة المتكونة من الأحماض الدهنية والجلسرين. تشمل الدهون الزيوت والدهون

ألبينو

شخص لديه صبغة قليلة أو معدومة في العينين والجلد والشعر. لقد ورثوا نسخة معدلة من جين لا يعمل بشكل صحيح وبالتالي لا ينتج الجسم الكميات المعتادة من الميلانين.

الوحدة الأساسية التي تتكون منها جميع الكائنات الحية ، وتتكون من غشاء خلوي يحيط بالسيتوبلازم ونواة.

تتشكل جسيمات الشحن عندما تفقد الذرة أو تكتسب إلكترونات أثناء تكوين الروابط الأيونية

حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين. هذا هو الجزيء الذي يحتوي على الكود الجيني. يلتف بإحكام داخل الكروموسومات. الحمض النووي هو حلزون مزدوج مصنوع من خيطين متصلين ببعضهما بواسطة أزواج من القواعد.

أدينوسين ثلاثي الفوسفات

جزيء يعمل كعملة طاقة مشتركة في جميع الخلايا ، ويوفر الطاقة اللازمة لتحريك التفاعلات الكيميائية في الخلايا.

أهمية الكيمياء في علم الأحياء

لماذا تتجعد بشرتك مع تقدمك في السن؟ إذا كان لديك تكوّن العظم الناقص ، فلماذا تنكسر عظامك بهذه السهولة؟ لماذا أرانب ألبينو لها عيون وردية؟ الإجابة على كل هذه الأسئلة ، على المستوى الأساسي ، هي الكيمياء!

علم الأحياء هو دراسة الكائنات الحية. مفتاح فهم علم الأحياء هو فهم الكيمياء الأساسية التي تدعم كل الحياة.

تشكل جزيئات الكولاجين في البشرة الفتية حلزونات ثلاثية مرنة تتمدد مع تحرك الجلد. مع تقدم العمر ، يتغير التركيب الجزيئي ليصبح أكثر صلابة وهشاشة وأكثر عرضة للتمزق. عندما يتحد الكولاجين مع العظام فإنه يمنحه قوة شد ، مثل الخرسانة المسلحة. في حالة تكون العظم الناقص ، لا يتحد الكولاجين والعظام بحيث يصبح العظم هشًا ويتكسر بسهولة. والأرنب ألبينو يفتقر إلى جزيء واحد يسمى الميلانين.

تبدأ كيمياء الحياة بالمبادئ الأساسية لتكوين الروابط وانكسارها وطبيعة المركبات المختلفة المتكونة. تدور الحياة حول عملية التوازن بين الطاقة المنبعثة عندما تنكسر الروابط والطاقة المأخوذة أثناء تكوين الروابط.

تعتمد الحياة على الأرض على طبيعة ذرة الكربون وطبيعة الماء. الماء أساسي للحياة ويساعد فهم خصائص الماء على فهم العديد من مجالات علم الأحياء الأخرى.

في حين أن العديد من الجزيئات والأيونات الصغيرة تلعب أدوارًا حيوية في الخلايا والكائنات الحية ، فإن الجزيئات الكبيرة هي أيضًا مفتاح. يمنحك فهم كيمياء المركبات بما في ذلك الكربوهيدرات والبروتينات والدهون و ATP والحمض النووي والحمض النووي الريبي الأدوات التي تحتاجها لفهم كل شيء من بيولوجيا الخلية إلى البيئة.

كل كائن حي عبارة عن مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي يتم التحكم فيها بعناية

صور أنتوني شورت ما لم يُنسب خلاف ذلك. الرسوم المتحركة والرسوم البيانية من قبل إدوارد فولليك طوال الوقت.


مقدمة

تحتوي كل خلية جسدية في الجسم بشكل عام على نفس الحمض النووي. تشمل بعض الاستثناءات خلايا الدم الحمراء ، التي لا تحتوي على الحمض النووي في حالتها الناضجة ، وبعض خلايا الجهاز المناعي التي تعيد ترتيب الحمض النووي أثناء إنتاج الأجسام المضادة. بشكل عام ، فإن الجينات التي تحدد ما إذا كان لديك عيون خضراء ، وشعر بني ، ومدى سرعة استقلاب الطعام هي نفسها في خلايا عينيك وكبدك ، على الرغم من أن هذه الأعضاء تعمل بشكل مختلف تمامًا. إذا كان لكل خلية نفس الحمض النووي ، فكيف تختلف الخلايا أو الأعضاء؟ لماذا تختلف الخلايا في العين بشكل كبير عن خلايا الكبد؟

في حين أن كل خلية تشترك في نفس الجينوم وتسلسل الحمض النووي ، فإن كل خلية لا تقوم بتشغيل أو التعبير عن نفس مجموعة الجينات. يحتاج كل نوع خلية إلى مجموعة مختلفة من البروتينات لأداء وظيفته. لذلك ، يتم التعبير عن مجموعة فرعية صغيرة فقط من البروتينات في الخلية. من أجل التعبير عن البروتينات ، يجب نسخ الحمض النووي إلى RNA ويجب ترجمة RNA إلى بروتين. في نوع خلية معين ، لا يتم نسخ جميع الجينات المشفرة في الحمض النووي إلى RNA أو ترجمتها إلى بروتين لأن خلايا معينة في أجسامنا لها وظائف محددة. يتم التعبير عن البروتينات المتخصصة التي تتكون منها العين (القزحية والعدسة والقرنية) فقط في العين ، بينما يتم التعبير عن البروتينات المتخصصة في القلب (خلايا جهاز تنظيم ضربات القلب وعضلة القلب والصمامات) فقط في القلب. في أي وقت ، يتم التعبير عن مجموعة فرعية فقط من جميع الجينات المشفرة بواسطة الحمض النووي لدينا وترجمتها إلى بروتينات. يعتبر التعبير عن جينات معينة عملية شديدة التنظيم مع العديد من المستويات والمراحل من التحكم. يضمن هذا التعقيد التعبير المناسب في الخلية المناسبة في الوقت المناسب.

بصفتنا مشاركًا في Amazon ، فإننا نكسب من عمليات الشراء المؤهلة.

هل تريد الاستشهاد بهذا الكتاب أو مشاركته أو تعديله؟ هذا الكتاب هو Creative Commons Attribution License 4.0 ويجب أن تنسب OpenStax.

    إذا كنت تعيد توزيع هذا الكتاب كله أو جزء منه بتنسيق طباعة ، فيجب عليك تضمين الإسناد التالي في كل صفحة مادية:

  • استخدم المعلومات أدناه لتوليد اقتباس. نوصي باستخدام أداة استشهاد مثل هذه.
    • المؤلفون: كوني راي ، روبرت وايز ، فلاديمير جوروكوفسكي ، جان دي سايكس ، جونغ تشوي ، ياعيل أفيسار
    • الناشر / الموقع الإلكتروني: OpenStax
    • عنوان الكتاب: علم الأحياء
    • تاريخ النشر: 21 أكتوبر 2016
    • المكان: هيوستن ، تكساس
    • عنوان URL للكتاب: https://openstax.org/books/biology/pages/1-introduction
    • عنوان URL للقسم: https://openstax.org/books/biology/pages/16-introduction

    © 15 سبتمبر 2020 OpenStax. محتوى الكتاب المدرسي الذي تنتجه OpenStax مرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution License 4.0. لا يخضع اسم OpenStax وشعار OpenStax وأغلفة كتب OpenStax واسم OpenStax CNX وشعار OpenStax CNX لترخيص المشاع الإبداعي ولا يجوز إعادة إنتاجه دون الحصول على موافقة كتابية مسبقة وصريحة من جامعة رايس.


    بناء الهياكل من المخططات

    يكون الجزء التالي من بناء البروتينات هو نفسه بشكل عام في جميع الكائنات الحية ، على الرغم من أنه قد يختلف قليلاً فقط من كائن حي إلى كائن حي. يتصل Messenger RNA بالريبوسومات في الخلية ، وهي هياكل تعمل كمصنع للبروتين. يتم نقل التسلسل الذي يحمله الرنا المرسال إلى جزء الريبوسوم حيث يتم دمجه مع الأحماض الأمينية. يختلف تكوين الأحماض الأمينية عن تكوين خيوط RNA. الحمض النووي الريبي هو مجرد ترجمة فردية للقواعد ، بينما عند إنشاء البروتينات يتم فحص ثلاث قواعد من الحمض النووي الريبي في وقت واحد ، وتكون التتابعات الثلاثية الأساسية المقابلة عبارة عن أحماض أمينية محددة ترتبط ببعضها البعض لإنشاء بروتينات.

    في الأساس ، يتم نقل تسلسل الحمض النووي إلى سلسلة الرنا المرسال التي تعطي المعلومات اللازمة للريبوسوم الذي يبني البروتينات. يتم التعامل مع كل جزء من جسمك من خلال هذا النظام لبناء البروتين ، وهذا هو السبب في أن الحمض النووي يسمى غالبًا مخطط الحياة.


    المفهوم 40 للكائنات الحية جينات مشتركة.

    جميع الكائنات الحية تخزن المعلومات الجينية باستخدام نفس الجزيئات و [مدش] DNA و RNA. مكتوب في الكود الجيني لهذه الجزيئات هو دليل مقنع على الأصل المشترك لجميع الكائنات الحية. يتطلب تطور أشكال الحياة الأعلى تطوير جينات جديدة لدعم خطط الجسم المختلفة وأنواع التغذية. ومع ذلك ، تحتفظ الكائنات الحية المعقدة بالعديد من الجينات التي تحكم وظائف التمثيل الغذائي الأساسية التي انتقلت من ماضيها البدائي.

    يتم الاحتفاظ بالجينات على مدى تطور الكائن الحي ، ومع ذلك ، يمكن أيضًا تبادل الجينات أو "سرقتها" من الكائنات الحية الأخرى. يمكن للبكتيريا تبادل البلازميدات الحاملة للجينات المقاومة للمضادات الحيوية من خلال الاقتران ، ويمكن للفيروسات إدخال جيناتها في الخلايا المضيفة. كما تم تبني بعض جينات الثدييات عن طريق الفيروسات وتم نقلها لاحقًا إلى مضيفات أخرى من الثدييات. بغض النظر عن كيفية حصول الكائن الحي على الجين والاحتفاظ به ، يتم دائمًا الحفاظ على المناطق الأساسية للوظيفة الصحيحة للبروتين. يمكن أن تتراكم بعض الطفرات في المناطق غير الأساسية ، وهذه الطفرات هي تاريخ شامل للحياة التطورية للجين.


    تأمين المعلومات

    كيف يمكن للحمض النووي الريبي أن يطلق تفاعلات كيميائية ولكن الحمض النووي لا يبدو كذلك؟ إنه جزئيًا الأكسجين الإضافي وجزئيًا القدرة الخاصة التي يتعين على الحمض النووي الريبي طيها في أشكال معقدة لتشكيل أدوات يمكنها القيام بالأشياء ، في حين أن الحلزون المزدوج منتظم ومستقر. يحافظ الحلزون المزدوج للحمض النووي على المعلومات بشكل آمن ولكنه لا يفعل أي شيء آخر.

    في عام 1989 ، شارك سيدني التمان وتوماس تشيك في جائزة نوبل في الكيمياء لإثبات أن الحمض النووي الريبي يمكن أن يحفز التفاعلات الكيميائية.

    قد تتساءل كيف يمكن لسلسلة من السكريات والقواعد مثل mRNA أن تعمل كنموذج لتشكيل سلسلة البروتين. الإجابة معقدة ولكنها تتضمن بعض المهايئات الذكية. بشكل مثير للدهشة ، هذه المحولات مصنوعة أيضًا من RNA ، يطلق عليها نقل RNAs أو tRNAs. يستخدمون قواعدهم الدورية للاقتران بصورهم المرآة في الرنا المرسال ويصطفون الأحماض الأمينية الصحيحة لصنع البروتين ، في حين أن الرنا الريباسي يطلق رد الفعل للقيام بالانضمام.

    هيكل جزيء نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي). صورة من shutterstock.com

    إن الاكتشاف القائل بأن الوظائف الأساسية تمامًا مثل تشفير المعلومات ، وامتلاك رسول قصير العمر للتعبير عنها ، وتحويلها إلى مجموعة من أدوات البروتين الوظيفية ، كلها تنطوي على RNA قادت الناس إلى افتراض أن الحياة المبكرة كانت مكونة من RNA.

    في البداية ، من المحتمل أن يكون الحمض النووي الريبي هو الذي فعل الكثير. ولكن بعد ذلك ، استحوذ الحمض النووي تدريجياً على دور مادة وراثية أكثر استقرارًا ، وأخذت البروتينات محلها كأدوات كيميائية أكثر استقرارًا. ونسي بعض الباحثين الحمض النووي الريبي تدريجيًا ، على الأقل حتى وقت قريب.


    البيولوجيا الجزيئية

    ونتيجة لذلك ، وبحلول منتصف الثمانينيات ، جاء "الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي والبروتينات ، وكل البيولوجيا الجزيئية ، وانطلقوا وتركوا الجليكانات خلفهم في المحطة" ، على حد قول فاركي.

    لقد علمت نفسي علم الأحياء الجزيئي خلال شهرين ونصف.

    كشفت تجارب البيولوجيا الجزيئية المتطورة عن المزيد من القرائن.

    تم إنجاز هذا الإنجاز ، الذي يحل تحديًا عمره 50 عامًا في علم الأحياء الجزيئي ، بواسطة فريق من شركة DeepMind ، شركة الذكاء الاصطناعي ومقرها لندن والتي تعد جزءًا من شركة Alphabet الأم من Google.

    من أجل هجومه الدؤوب على علم الأحياء التطوري وتقليص حجم الإله ليناسب العلم ، أعطي ماير المركز الثاني.

    التكامل كما يستخدم الكاثوليك المحافظين المصطلح ، ومع ذلك ، هو أكثر من علم الأحياء.

    قال لصحيفة التلغراف: "على المدى الطويل ، أنا أكثر قلقًا بشأن علم الأحياء".

    إنه يجادل بشكل أساسي بأن هناك مقايضات وظيفية في علم الأحياء التنموي.

    يقول: "لا يمكن لأي شخص إجراء الاختبارات الجزيئية ، في حين أن أي شخص يمكنه إجراء اختبار الإصبع".

    يجب أن يكون عمودها الفقري هو دراسة علم الأحياء ويجب أن تكون مادته هي البادرة من الأسئلة الملحة في يومنا هذا.

    "علم النبات هو ذلك الفرع من علم الأحياء الذي يعالج الحياة النباتية" فيه نفس الخطأ.

    "علم الأحياء" ليس مفهومًا جيدًا على أنه "علم النبات" ، على الرغم من أنه مصطلح أكثر عمومية.

    ويترتب على ذلك أن علم الأحياء هو الأساس وليس المنزل ، إذا استخدمنا رقمًا فظًا جدًا.

    حان الوقت للتخلي عن الفكرة القائلة بأن علم الأحياء يصف بالتفصيل كيف يجب أن ندير المجتمع.


    معهد بحوث الخلق

    لأكثر من 150 عامًا ، سيطرت فرضية داروين ورسكووس القائلة بأن جميع الأنواع تشترك في سلف مشترك على النقاش حول التطور والخلق. والمثير للدهشة أنه عندما كتب داروين عمله الأساسي ، لم يكن لديه أي دليل مباشر على علاقات الأنساب هذه ، ولم يكن مدششي يعرف شيئًا عن تسلسل الحمض النووي. في الواقع ، قبل اكتشاف بنية ووظيفة الحمض النووي ، كان الحصول على دليل علمي مباشر للأصل المشترك أمرًا مستحيلًا. الآن ، مع قواعد البيانات عبر الإنترنت المليئة بمعلومات تسلسل الحمض النووي من آلاف الأنواع ، بدأ الاختبار المباشر لفرضية داروين ورسكووس أخيرًا. ما يلي هو إعادة تقييم حاسمة للأسطر الأربعة الرئيسية للأدلة الجينية التي يستخدمها العلماء العلمانيون لدعم السلالة التطورية المشتركة.

    الدليل 1: التشابه الوراثي النسبي

    أحد أكثر الأدلة التي يتم الاستشهاد بها شيوعًا للتطور هو التصنيف الهرمي للحياة ، 1 والذي يعتمد على علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. إذا كان التطور صحيحًا ، فيجب على علم الوراثة أن يعكس هذا النمط بوضوح.

    يُظهر فحص موجز لميراث الحمض النووي الأساس النظري لهذا التوقع التطوري. عندما تبدأ الحياة عند الحمل ، ينتقل الحمض النووي من خلال كل من الحيوانات المنوية والبويضة ، لكن عملية الانتقال تحدث بشكل غير كامل. وبالتالي ، فإن كل جيل متتالي يصبح بعيدًا وراثيًا عن الأجيال السابقة حيث يساهم كل حدث إخصاب جديد في المزيد من الأخطاء الجينية في النسب.

    على سبيل القياس ، يبدو الأمر كما لو أن مجموعة من الأشخاص قد تم تكليفهم بنسخ نص كتاب ما ، وفي أثناء ذلك ، ارتكبوا عدة أخطاء مع كل عملية نسخ. إذا تم استخدام كل نسخة معيبة كأساس للنسخة التالية ، فإن كل حدث نسخ متتالي من شأنه أن يساهم في المزيد من الأخطاء في المنتج النهائي. نظرًا لأن الأخطاء تراكمية ، فإن مقارنة عدد الأخطاء بين النسخ الفردية للكتاب ستكشف عن النسخ التي تم نسخها سابقًا وأي منها تم نسخها لاحقًا. وبالمثل ، في ظل النموذج التطوري ، فإن مقارنة عدد أخطاء الحمض النووي بين الأنواع يجب أن يكشف أي منها له سلف مشترك حديث وأي منها له صلة أنساب أقدم. 2

    يجسد Darwin & rsquos iconic & ldquotree of life & rdquo مجموع التطور والتنبؤات النسبية حول الأنواع والأصل المشترك (الشكل 1 أ) ، ويبدو أن العديد من الملاحظات الجينية تدعم تصويره الهرمي لعلاقات الأنساب بين الأنواع. على سبيل المثال ، يميل البشر إلى مشاركة المزيد من الحمض النووي مع القردة العليا أكثر من الضفادع ، وتتشارك هذه الأنواع في الحمض النووي مع بعضها البعض أكثر مما تشترك فيه الحشرات. ويتسق هذا مع التعشيش المتوقع للفرع التطوري البشري داخل الفرع الرئيسي لشجرة الحياة ومع تجمع أنواع الفقاريات مع بعضها البعض ولكن ليس مع اللافقاريات على الشجرة.

    يبدو أن هذه النتائج تؤكد التطور. المشكلة؟ تتعارض العديد من الأنماط الجينية مع هذه الشجرة. 3 بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لتلك الأنماط التي تناسب الشجرة ، فإن هذه النتيجة في حد ذاتها لا توضح شيئًا عن صحتها. لماذا ا؟ يجب أن تميز الاختبارات العلمية بين الفرضيات و [مدش] التي تدعم إحداهما بينما تزعزع استقرار الأخرى و [مدش] ويدعم النمط الهرمي للحياة فرضيتين مختلفتين اختلافًا جذريًا. ما الفرضية الأخرى غير التطور التي تتنبأ بنمط هرمي؟ تصميم! على الرغم من أن البعض قد يحتج على أن فرضية التصميم لا تتنبأ صراحة بالتسلسل الهرمي كتوقيع ، إلا أن الملاحظات التجريبية سرعان ما تهدأ هذا الاعتراض. 4

    على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك أوجه التشابه والاختلاف بين الأنواع الرئيسية لمركبات النقل. تشترك سيارة سباقات إندي مع سيارات السيدان (على سبيل المثال ، أربع عجلات ، والحركة مقيدة على الأرض ، وما إلى ذلك) أكثر مما تشترك فيه مع الحوامات. ومع ذلك ، فإن جميع المركبات الثلاث لديها قواسم مشتركة مع بعضها البعض (على سبيل المثال ، تقتصر الحركة على البحر أو الأرض) أكثر من المروحية. وبالتالي ، يمكن رسم & ldquotree من النقل & rdquo دون بذل الكثير من الجهد من خلال مراقبة وتصنيف منتجات التصميم التي تحيط بنا ، وهذه الشجرة تصور المركبات في نمط هرمي (الشكل 1 ب).

    ومن ثم ، فإن التسلسلات الهرمية الجينية لا تقدم أدلة علمية صالحة للتطور. يجب أن تدعم الأدلة الحسنة النية على التطور الداروينية إلى الاستبعاد الواضح للتصميم. إذا فشل التسلسل الهرمي النسبي لأوجه التشابه الجيني في القيام بذلك ، فربما سيفعل ذلك دليل آخر؟

    الدليل 2: الاختلافات الجينية المطلقة

    للوهلة الأولى ، لا يبدو أن فرضية التصميم تتنبأ بالضبط بعدد الاختلافات الجينية التي يجب أن توجد بين البشر والشمبانزي. ومع ذلك ، فإن الفرضية التطورية تفعل ذلك. نظرًا لأن التقدم التطوري يحدث في النهاية عن طريق الوراثة غير الكاملة للحمض النووي ، فإن تراكم هذه الأخطاء على مدى الزمن التطوري يؤدي إلى توقعات دقيقة حول الاختلافات الجينية المطلقة بين الأنواع ، والتوافق بين هذه التنبؤات والواقع يمكن أن يعزز حالة داروين ورسكووس.

    لسوء حظ داروين ، فإن الاختلافات الجينية تتعارض مع التوقعات التطورية. يقلل الجدول الزمني والآلية التطورية من أهمية التنوع الجيني بين الأنواع. على سبيل المثال ، يوجد حوالي 900.000.000 DNA و ldquoletter & rdquo الاختلافات بين البشر والشمبانزي. 5 في إطار الجدول الزمني التطوري ، يجب أن تنشأ هذه الاختلافات عن طريق وراثة الدنا غير الكاملة في ستة ملايين سنة فقط. نظرًا لأن البشر والشمبانزي يتكاثرون ببطء نسبيًا ، فإن إنشاء اختلافات جينية في الشمبانزي بأكمله والسكان البشريين يمثل تحديًا كبيرًا. تشير كل من الحسابات النظرية وعمليات المحاكاة الحاسوبية إلى أن الاختلافات الحالية لا يمكن أن تنشأ خلال ستة ملايين سنة من التغيير التطوري. 6،7 يتنبأ التطور بالاختلافات الجينية بيننا وبين الشمبانزي أقل بكثير مما هو موجود بالفعل ، وبالتالي ، يستخف الاختلافات الجينية المطلقة الفعلية.

    التنبؤات التطورية للأنواع الأخرى تعاني من مشكلة معاكسة لتلك التي ابتليت بها المقارنات بين الإنسان والشمبانزي. على سبيل المثال ، الحمض النووي للميتوكوندريا و mdashlocated في مصانع الطاقة المجهرية للخلية و mdashis الموجودة في جميع أنحاء المملكة الحيوانية ، وهي موروثة بشكل غير كامل أيضًا. تم قياس معدل تراكم أخطاء الحمض النووي في الميتوكوندريا بشكل تجريبي لثلاثة أنواع حيوانية متميزة فقط ، ومع ذلك فإن كل هذه الأنواع الثلاثة لديها اختلافات قليلة جدًا في الحمض النووي للميتوكوندريا لأي نوع من الأنواع التي نشأت منذ ملايين السنين. في الواقع ، أخطاء الحمض النووي للميتوكوندريا تتراكم بسرعة كبيرة لدرجة أنه إذا كانت هذه الأنواع قد تطورت بالفعل منذ ملايين السنين ، فإنها قد خضعت لطفرات في كل واحد من مواقع الحمض النووي للميتوكوندريا عدة مرات. 8 هنا ، الفرضية التطورية بشكل كبير المبالغة التنوع الجيني الفعلي داخل هذه الأنواع.

    تكشف هذه النتائج معًا أن الاختلافات الجينية ليست صديقة للداروينية ، حيث أن الداروينيين لم يكونوا و rsquot حتى فهموا التعدادات الأساسية المتوقعة بشكل صحيح. علاوة على ذلك ، فإن هذه النتائج إما تطرح تساؤلات حول آلية التغيير الدارويني & mdashmutations & mdashor التي تستدعي تساؤل داروين و rsquos الجدول الزمني. ربما كلاهما.

    الدليل 3: الحمض النووي غير المرغوب فيه

    يؤدي السطر الثالث من الأدلة التطورية من علم الوراثة إلى نفس النتيجة. نظرًا لأن آلية التغيير التطوري تستند إلى أخطاء وراثية ، يتوقع أنصار التطور أن تكون جينومات بعض الأنواع مليئة بالحمض النووي عديم الفائدة وبقايا عملية التطور الخرقاء وغير الموجهة. يوضح عالم التطور دان غراور وزملاؤه هذا الأمر: "لا يمكن للتطور أن ينتج سوى جينوم خالٍ من & lsquojunk & rsquo ، فقط إذا كان حجم السكان الفعال ضخمًا وكانت الآثار الضارة لزيادة حجم الجينوم كبيرة جدًا. الأمتعة الجينومية الزائدة. حجم السكان الفعال مثير للشفقة وتكرار الحمض النووي لا يرتبط بحجم الجينوم. & rdquo 9 ومن ثم ، يتوقع أنصار التطور أن الجينوم البشري يجب أن يمتلئ بالحمض النووي غير المرغوب فيه.

    مشروع ENCODE ، وهو مشروع ضخم ممول من قبل المعهد الوطني لبحوث الجينوم البشري ، أيد قدرًا كبيرًا من البيانات الأولية التي دحضت هذه الفرضية بشكل فعال. 10 في الواقع ، الاقتباس المذكور أعلاه يأتي من ورقة مكتوبة لمعارضة استنتاجات ENCODE & mdashnot لأن التجارب كانت معيبة ولكن ببساطة لأن نتائج المشروع و rsquos كانت غير متوافقة مع التوقعات التطورية. يبدو أن فكرة وجود نوع ما بكميات كبيرة من الحمض النووي غير المرغوب فيه من مخلفات الماضي.

    استجاب أنصار التطور أيضًا لـ ENCODE من خلال الاستشهاد بالكائنات الحية التي يبدو تسلسل الحمض النووي الذي يبدو أنه لا يمكن تفسيره بصرف النظر عن استدعاء البريد العشوائي كتفسير. على سبيل المثال ، صاغ أنصار التطور T. Ryan Gregory اختبار & ldquoonion & rdquo باعتباره تحديًا لمزاعم وظيفة الحمض النووي غير المرغوب فيه. 11 يستند جوهر اختباره ، الذي نشره أحد علماء التطور الإيماني البارزين ، إلى حقيقة أن البصل يحتوي على حمض نووي أكثر بكثير من البشر وأن الكثير من هذا الحمض النووي يندرج في فئة التسلسل المسمى سابقًا & ldquojunk. & rdquo منذ البشر من الواضح أنه أكثر تعقيدًا من البصل ، لا يرى غريغوري أي سبب يجعل البصل يحمل الكثير من الحمض النووي الإضافي.

    هذا التحدي هو ببساطة مثال آخر على الخلل المنطقي الذي أصاب الادعاءات السابقة للحمض النووي غير المرغوب فيه. لإصرار غريغوري على أن الخلقيين يجب أن يشرحوا DNA البصل و rsquos يعكس سوء فهم أساسي للحجة. لم يصر دعاة الخلق على أن كل الحمض النووي كان وظيفيًا. بدلاً من ذلك ، ادعى أنصار التطور قبل الأوان الحمض النووي غير الوظيفي في غياب الأدلة المختبرية. لا حاجة لتفسير الخلق حتى يتم اختبار DNA البصل و rsquos في المختبر. 13

    لم يثبت أنصار التطور بعد أن الحمض النووي غير المرغوب فيه موجود بالمستويات التي يتوقعون العثور عليها في ضوء التطور ، وهذا التناقض يزيل فعليًا الحمض النووي غير المرغوب فيه كدليل على التطور. بالإضافة إلى ذلك ، تثير هذه الحقيقة مسألة ما إذا كانت جميع الاختلافات الجينية تنشأ عن طريق الطفرة. على سبيل المثال ، أحد المصادر المحتملة للاختلافات الجينية التي يتجاهلها أنصار التطور بانتظام هو الخلق الإلهي. في البشر ، تشرح نمذجة الاختلافات الجينية الشائعة على أنها تنشأ عن طريق الخلق بدلاً من الطفرة بيانات التنوع الجيني البشري وتؤدي إلى تنبؤات مختلفة بشكل كبير لوظيفة متغيرات الحمض النووي هذه. 14

    على الرغم من أهمية هذه النتائج الأولية ، لا يزال بعض أنصار التطور يستشهدون بما يبدو أنه أمثلة على الحمض النووي غير المرغوب فيه لدعم التطور. ما مدى نجاح هذه الأمثلة؟

    الدليل الرابع: أخطاء الحمض النووي المشتركة

    من الأمثلة البارزة والمقنعة للحمض النووي غير المرغوب فيه موقع الاندماج المزعوم على الكروموسوم البشري 2 حيث ، من المفترض ، اجتمع اثنان من الكروموسومات الشبيهة بالقرد لتشكيل كروموسوم واحد. دأب أنصار التطور على تكرار ادعاء الاندماج لسنوات دون فحص التسلسل عن كثب. يكشف تحليل د. 15 هذا يعني أن أحد أفضل الأدلة على أصل الإنسان والشمبانزي أصبح الآن أحد أكبر التحديات التطورية: إذا كان لدى البشر والقردة العليا سلف مشترك ، فلماذا تختلف أعداد الكروموسومات لديهم؟

    أمثلة محددة أخرى لانهيار الحمض النووي غير المرغوب فيه قيد الفحص الدقيق أيضًا. على سبيل المثال ، مجموعات فرعية صغيرة من 3،000،000،000 حرف DNA البشري تمثل تسلسلات وظيفية يمكن التعرف عليها تسمى الجينات. تكشف مقارنة هذه الجينات بأحرف الحمض النووي المتبقية في تسلسل الحمض النووي البشري عن وجود الجينات الكاذبة. كما يوحي اسمها ، تبدو الجينات الخادعة مثل الجينات التي كانت تعمل في السابق ولكنها معطلة الآن. قارن أنصار التطور الجينات الكاذبة بين البشر والرئيسيات ووجدوا متواليات مشتركة ، وهو النمط الذي يؤكده أنصار التطور على أنه أفضل دليل على السلالة المشتركة. 16

    التشابه مع اللغة البشرية يقوي قوة هذه الحجة. على سبيل المثال ، إذا أرسل طالبان مقالتين متطابقتين إلى معلمهما ، فقد يشك المعلم في أن أحد الطلاب قام بنسخ مقاله من الآخر. إذا وجدت المعلمة أيضًا أن كلا المقالتين تحتويان على العديد من الأخطاء وأن الأخطاء حدثت في نفس الفقرات والجمل في كلا المقالتين ، فإن شكوكها في الانتحال ستزداد قوة. إن الفرصة ضئيلة للغاية لأن كلا الطالبين سيحدثان نفس الخطأ المطبعي في نفس الموقع في كل مقال من مقالاتهم. بالقياس ، فإن الفرصة ضئيلة أيضًا لأن يكون لنوعين مختلفين نفس الخطأ عشوائيًا في نفس المكان في تسلسل الحمض النووي الخاص بهم ، خاصة وأن تسلسل الحمض النووي للإنسان والشمبانزي يبلغ طول كل منهما مليارات من أحرف الحمض النووي. لذلك ، إذا كان هناك نوعان يشتركان في أخطاء في نفس موقع الحمض النووي بالضبط (أي أن كلاهما لهما نفس الجينات الزائفة) ، فإن أنصار التطور يؤكدون أن هذه الأنواع يجب أن تحتوي & ldquoplagiarized & rdquo هذه الأخطاء من مصدر مشترك. 17 ، 18

    الافتراض الأساسي في هذا القياس هو أنه يمكن تحديد الأخطاء بشكل لا لبس فيه. افترض أنصار التطور مرة أخرى أن الجينات الكاذبة لا تعمل دون إجراء أي تجارب معملية. وقد بدأ الآن إجراء هذه الاختبارات ، وكشفت النتائج الأخيرة أن الجينات الكاذبة تعمل على الأرجح. 19 ومن ثم ، فإن الجينات الكاذبة ليست أخطاء من أصل بشري شائع ولكنها ربما تمثل رمزًا وظيفيًا. لذا بدلاً من دعم التطور ، يبدو أن الجينات الكاذبة تدعم التصميم!

    كان داروين يجهل تمامًا الدور البيولوجي للحمض النووي عندما صاغ نظريته قبل قرن ونصف. الآن الحالة التطورية من علم الوراثة تتفكك على مستويات متعددة لأنها لم تكن مبنية على أي دليل مباشر على الأصل المشترك في المقام الأول. هل لم يتبق لدى أنصار التطور أية أدلة جينية؟ فشل التطور في التنبؤ بالعدد المطلق أو وظيفة الاختلافات الجينية بين الأنواع. هذا أمر رائع لأن & ldquoengine & rdquo المفترض للتغير التطوري هو الأخطاء الجينية نفسها. إذا كان أنصار التطور يستطيعون حتى جعل آلياتهم الأساسية تتماشى مع نماذجهم ، فلماذا يستمرون في تقديم فرضية داروين ورسكووس الكبرى كحقيقة؟


    ما هى الحياة؟

    علماء الأحياء يستخدمون الكلمة الحياة في العديد من معانيه ، للإشارة إلى:

    • السيرة الذاتية أو مسار الحياة لكائن حي & # 8212 الحياة من غوريلا الجبل & # 8212 its الحياة history & # 8212 أحيانًا حتى بعد وفاته & # 8212 الحياة ألبرت أينشتاين
    • طريقة للعيش & # 8212 قادت الحياة من فنان
    • الكائنات الحية في مجموع & # 8212 النبات الحياةالبحرية الحياة
    • العلاقات بين الكائنات الحية & # 8212 الحياة الغابة
    • العلوم المتعلقة بالبيولوجيا & # 8212 أصبحت أ الحياة عالم متخصص في فسيولوجيا النبات
    • النشاط الفكري أو التخيلي & # 8212 الحياة في العقل
    • كل الكائنات الحية في الماضي والحاضر & # 8212 تطور الحياة و،
    • العمليات الأساسية المشتركة التي تميز الكائنات الحية والتي تميزها عن غير الحية & # 8212 الحياة كنظام فريد من نوعه للمواد ذاتية الصنع.

    يستخدم علماء الأحياء المعنى الأخير لـ الحياة عندما يسأل "ما هي الحياة؟" و "ما هو أصل الحياة؟"

    يمكن للعلم تصور ذلك غير الحية قد تكتسب المادة بشكل طبيعي تلك العمليات التي تميزها معيشة أشياء. إذا تطورت الكائنات الحية من أشياء غير حية ، كما يفترض العلم ، فهل يمكننا اكتشاف كيف حدث ذلك؟ نترك هذا السؤال لمقال أصل الحياة. [5] نركز هنا على اكتشاف العمليات الأساسية المشتركة التي تميز الكائنات الحية بشكل فريد (على الأرض) ، تلك العمليات الأولية التي يحتاج الباحثون في أصل الحياة إلى معرفتها من أجل استهداف بحثهم عن الآليات التي أدت إلى الانتقال من غير الأحياء إلى الأحياء.

    ربما نجد في أماكن أخرى من الكون نفس الأنواع من العمليات التي تميز الكائنات الحية على الأرض ، أو ، قد نجد أنواعًا مختلفة من العمليات التي تولد كيانات قد نتعرف عليها على أنها حية. في هذه المقالة ، لـ الحياة على الارض فقط ، هل يمكننا عمل ملاحظات ورسم بعض الإجابات المؤقتة على السؤال ، "ما هي الحياة؟". يشك البعض حتى في مؤقتة تلك الإجابات (انظر مربع النص هذا القسم).


    دليل على التطور

    بالنسبة لجميع الكائنات الحية التي تم اختبارها تقريبًا ، بما في ذلك البشر والذباب والخميرة والبكتيريا ، تُستخدم نفس الكودونات لترميز نفس الأحماض الأمينية. وبالتالي،

    الثدييات الميتوكوندريا ، التي تحتوي على الحمض النووي ، تستخدم كودون UGA ليس كإشارة توقف ولكن بدلاً من ذلك لتحديد الحمض الأميني التربتوفان ، ولديهم أربعة أكواد توقف بدلاً من ثلاثة. أيضا ، لا يتم استخدام قاعدة إينوزين المعدلة في مضادات الكودونات الميتوكوندريا. يمكن أيضًا تمييز الشفرات الجينية للميتوكوندريا من كائنات مختلفة عن بعضها البعض وكذلك عن الكود العالمي ، مما يعكس كلاً من أصولها البكتيرية القديمة وعزلتها الطويلة داخل الأنواع المضيفة.


    شاهد الفيديو: What Hygiene was Like in Ancient Egypt (ديسمبر 2022).