چکیده و خلاصه فتوسنتز

فتوسنتز فرآیندی است که به واسطه آن، نور خورشید جهت تولید مولکول های آلی به دام می افتد

تنها انواع محدودی از موجودات زنده، شامل گیاهان، جلبکهاو برخی باکتریها، توانایی تولید مولکولهای آلی را به واسطه به دام انداختن انرژی نورانی خورشید دارا هستند. تقریبا تمام اشکال حیات موجود در روی کره زمین، به طور مستقیم یا غیرمستقیم به فرآورده های حاصل از این فرآیند وابسته اند.

بلوکهای شیمیایی سازنده حیات در اقیانوس های اولیه انباشته شدند سیاره زمین عمری در حدود 4.6 میلیارد سال دارد. قدیمی ترین فسیل های شناخته شده که مشابه باکتریهای رشتهای امروزی هستند، قدمتی به اندازه 3.5 میلیارد سال داشته اند. گرچه فرآیند ایجاد موجودات زنده هنوز به صورت فرضیه مطرح است، ولی اجماع نظر عمومی وجود دارد که حیات احتمالا تنهایک بار پدیدار شده است، به بیانی دیگر تمام موجودات زنده دارای یک جد مشترک هستند.

موجودات هتروتروف قبل از اتوتروف، موجودات پروکاریوت قبل از یوکاریوت و موجودات تک سلولی قبل از اشکال چندسلولی پدیدار شده اند

موجودات هتروتروف که از مولکولهای آلی یا سایر موجودات زنده تغذیه می کنند، اولین اشکال پدیدار شده بر روی کره زمین هستند. موجودات اتوتروف که قادر به تولید مواد غذایی مورد نیاز خود از طریق فتوسنتز هستند، در کمتر از 3.4 میلیارد سال پیش ظهور پیدا کردند. تا حدود 2.1 میلیارد سال پیش، آرکیها و باکتریها تنها اشکال زنده موجود در روی زمین بوده اند.

از افسانه تا واقعیت فرگشت

اگر «گمان» می‌کنید این فرضیه را فهمیده‌اید؛ حدوداً می‌توان گفت از آن چیز زیادی نمی‌دانید. زمان درازی از دویست‌سالگی ِ تولد «چارلز داروین» و ۱۵۰سالگی ِ نشر «منشأ انواع»؛ که می‌توان حتی به‌عنوان مهم‌ترین کتاب منتشرشده در تاریخ نیز از آن نام برد، نمی‌گذرد. داروین در این کتاب، ایده‌ای را مطرح کرده که هنوز هرکسی را شوکه می‌کند؛ این‌که سرتاسر حیات زمینی، از جمله آدمی؛ با «انتخاب طبیعی» تکوین یافت.

داروین، شواهد مباحثه‌برانگیزش در فرضیه‌ی «فرگشت» (Evolution) را در اثرش «منشأ انواع»، مطرح نمود و از آن پس این ایده شدیداً فراگیر شد. کشفیات بی‌پایانِ فسیلی به ما امکان ردگیری تکامل ارگانیسم‌های کنونی از گونه‌های باستانی‌ترشان را می‌دهد. ترتیب‌گذاریِ DNA نیز از سویی هرگونه شکی را درخصوص منشأ مشترک کلیه‌ی گونه‌های حیاتی مرتفع ساخته و نمونه‌های عملی ِ بی‌شمار فرگشت را می‌توان هرکجای پیرامون‌مان دید؛ از تطبیق «شب‌پره‌های فلفلی» (Peppered Moth) با آلاینده‌های جوی گرفته تا ویروس‌های سریعاً متغیری چون HIV، H5N1 و آنفلوآنزای مرغی. صحت فرضیه‌ی فرگشت، هم‌اکنون به همان اندازه بدیهی است که زمین را کروی می‌دانیم.

با این حال، علی‌رغم وجود شواهد فزاینده‌ی موجود؛ اکثریت مردم، اگر دست‌کم اسم‌اش را شنیده باشند، از حقایق پنهان در پشت این فرضیه مطلع نیستند. حتی نظرسنجی اخیری در انگلستان؛ زادگاه داروین و کشوری با جمعیتی تحصیل‌کرده‌، نشان می‌دهد که تنها کمتر از نصف مردم اعتقاد به صحت این فرضیه دارند.

برای آنان که هرگز فرصت فهم مفاهیم زیست‌شناختی و یا علمی را نداشته‌اند؛ دعاوی مطرح‌گشته توسط کسانی‌که به نظریات خلقت ماوراءالطبیعی معتقدند؛ متقاعدکننده‌تر به‌نظر می‌رسد. با این‌حال، مابین کسانی‌که فرگشت را پذیرفته‌اند هم تصورات نادرستی رایج است.

اغلب‌مان در قبال اعتراف به نفهمیدن فرضیاتی چون «فرضیه‌ی ریسمان» در فیزیک ابایی نداریم؛ ولی انگار که همگی به فهم فرگشت، متقاعد شده‌ایم. در حقیقت با وجود کشفیات فزاینده‌ی زیست‌شناسان؛ پیامدهای این فرضیه، بیگانه‌تر از تصورات رایج ماست. فرگشت، بایستی‌که شناخته‌شده‌ترین نظریه‌ی علمی باشد؛ هرچند هم‌اکنون کژفهمیده‌شده‌ترین‌شان قلمداد می‌شود.

از این‌رو مجموعه‌مقالات روشنگرانه‌ی نشریه‌ی علمی نیوساینتیست در خصوص رایج‌ترین افسانه‌ها و کژفهمی‌های پیرامون فرگشت، می‌تواند کمک شایان توجهی به خوانندگان‌شان در آشنایی با این فرضیه‌ی انقلابی به حساب آید. در اولین مقاله از این مجموعه، به مقوله‌ی «سازگاری» (Adaptation) می‌پردازیم.

فرایندهای فرگشت

برای درک حیات در کرهٔ زمین، باید بدانیم جانوران (از جمله انسان)، گیاهان و ریزموجودات (میکروب‌ها)، چگونه فعالیت می‌کنند، و در نهایت آن‌ها را بر حسب فرایندهایی مولکولی بشناسیم که موجب بروز کارکردهای آنها می‌شود. این امر همان پرسش «چگونگی» در علم زیست‌شناسی است؛ پرسشی که پژوهش‌های فراوان طی سدهٔ گذشته موجب پیشرفت‌های بسیاری در رسیدن به پاسخ آن شده است. این تلاش‌ها نشان داده‌اند که حتی یک یاختهٔ (سلول) باکتریایی، ساده‌ترین موجودی که قادر به حیات مستقل است، نیز ماشینی بسیار پیچیده است با هزاران مولکول پروتئینی گوناگون که به شکلی هماهنگ در راستای بروز کارکردهای مورد نیاز برای بقای این یاخته و تقسیم آن به دو یاخته دختری فعالیت می‌کنند. این پیچیدگی در موجودات عالی، مانند مگس یا انسان، بیشتر است.

حیات موجودات زنده با یاخته که حاصل آمیزش یک تخمک و یک اسپرم است، آغاز می‌شود. سپس مجموعه‌ای از تقسیمات یاخته‌ای که به دقت کنترل می‌شوند رخ می‌دهد و این یاخته‌ها طی فرایند تمایز به بافت‌های گوناگون تبدیل می‌شوند. سرانجام، فرایند نمو به شکل‌گیری موجود بالغ می‌انجامد که ساختار بسیار منظم آن از بافت‌ها و اندام‌های گوناگونی ساخته شده و قادر به انجام رفتارهای پیچیده است.

شناخت ما از سازوکارهای مولکولی که زمینه‌ساز این پیچیدگی ساختاری و کارکردی‌اند، به سرعت در حال افزایش و گسترش است. با وجودی که هنوز مسائل حل نشدهٔ بسیاری وجود دارد، زیست‌شناسان بر این باورند که حتی پیچیده‌ترین ویژگی‌های موجودات زنده، مانند هشیاری آدمی، بازتاب مجموعه ای از فرایندهای شیمیایی و فیزیکی‌اند که می‌توان آن‌ها را تجزیه و تحلیل علمی کرد.

مقدمه ای بر تکامل

تکامل (فرگشت) یعنی پدید آمدن گونه‌های جدید از گونه‌هایی که قبلا می‌زیسته‌اند. تکامل پدیده‌ای است که پس از گذشت مدت زمانی طولانی در طول فصول زیاد در جمعیت صورت می‌گیرد.

موجودات زمین در طول زمین طی فرآیندی مستمر ، تحول پیدا می‌کنند که تکامل نامیده می‌شود. از زمانی که زندگی بر روی زمین آغاز شد، میلیونها گونه جدید پدید آمده و از بین رفته‌اند. موجودات زنده امروزی ، تنها نمایانگر بخش کوچکی از تمام موجودات زنده‌ای هستند که تا به حال وجود داشته‌اند. بطور عمده تکامل در نتیجه انتخاب طبیعی رخ می‌دهد. این فرآیند در جهت حفظ بقا است. بنابراین به قدرت تولید مثل افرادی که سازگاری بیشتری نسبت به دیگر اعضا همان گونه با محیط دارند بستگی دارد.

بین افراد هر گونه با گونه‌های دیگر تفاوتهایی وجود دارد. ممکن است بعضی گونه‌ها به خاطر احتیاج به غذای کمتر و یا دوری از حیوانات شکاری نسبت به گونه‌های دیگر شرایط بهتری را دارا باشند. این افراد احتمالا بهتر می‌توانند به بقای خود ادامه داده و ساختار بدنی مطلوب خود را به نسلهای بعدی خود منتقل کنند. این فرآیند ، که به نام انتخاب طبیعی معروف است، گونه‌ها را قادر می‌سازد تا خود را با محیط متغیر سازگاری داده و در دراز مدت منجر به پدید آمدن گونه‌های جدید می‌شوند.