نكتة كونية جعلت العلماء يتدحرجون في الممر
هناك "شيء" أشير إليه على أنه فكاهة الكون، قد يشير إليه الآخرون باسم أ نكتة كونية. كانت هناك أوقات في حياتنا عندما اعتقدنا أننا نعرف بالضبط كيف ستحدث بعض الأحداث أو الحوادث. يمكن أن نكون مقتنعين بأننا "عرفنا" ما سيحدث ، وأننا سنراهن على مزرعة العائلة وحوض المطبخ على نتيجة الحدث. في لحظات كهذه ، يفاجئنا الكون بأخذ انعطاف يسار بدلاً من يمين.
في حين أن مثل هذا التحول في الأحداث في معظم الحالات قد يثير الغضب أو خيبة الأمل أو خيبة الأمل ، فأنا عادة ما أستجيب لهز رأسي في رهبة عميقة من الطبيعة الضارة لروح الدعابة الكون. هنا ظننت أنني أعرف بالضبط كيف ستسير الأمور ثم وجدت نفسي متفاجئًا ، فقد خرجت الريح مني. أتساءل ، يجب أن أعيد التفكير وأعيد النظر في المعتقدات التي كنت أؤمن بها والتي قادتني إلى استنتاجي الخاطئ.
متى فكاهة الكون يضرب الفرد ، فإن الاعتراف بنقص وعيه المذهل قد يؤدي إلى تغيير عميق في حياته. على المستوى الفردي ، يجب على كل فرد إعادة النظر في معتقداته الخاصة من أجل استيعاب الملاحظات المفاجئة.
على النقيض من ذلك ، فإن مسار التاريخ البشري يتغير جذريًا عندما فكاهة الكون يقوض "المعتقد الأساسي" الذي هو جزء من نسيج المجتمع بأكمله. ضع في اعتبارك كيف تغير مسار التاريخ البشري عندما تم تحدي الاعتقاد بأن العالم كان مسطحًا من قبل الطواف حول الكرة الأرضية؟
في عام 1893 ، حذر رئيس قسم الفيزياء بجامعة هارفارد الطلاب من أنه لم تعد هناك حاجة لمزيد من الدكتوراه في مجال الفيزياء. لقد تفاخر بأن العلم قد أثبت حقيقة أن الكون كان آلة مادة ، تتكون من ذرات فيزيائية غير قابلة للتجزئة تخضع لقوانين ميكانيكا نيوتن تمامًا. نظرًا لأن جميع القوانين الوصفية للفيزياء كانت "معروفة" ، فإن مستقبل الفيزياء سينحصر في إجراء قياسات أدق وأدق.
بعد ذلك بعامين ، أُطيح بالمفهوم النيوتوني عن كون المادة فقط باكتشاف الجسيمات دون الذرية والأشعة السينية والنشاط الإشعاعي. في غضون عشر سنوات ، كان على الفيزيائيين أن يتجاهلوا إيمانهم الأساسي بالكون المادي لأنه تم الاعتراف بأن الكون مكون في الواقع من الطاقة التي تخضع ميكانيكاها لقوانين فيزياء الكم. غيرت هذه القطعة الصغيرة من فكاهة الكون بشكل عميق مسار الحضارة ، حيث نقلتنا من المحركات البخارية إلى السفن الصاروخية ، ومن التلغراف إلى أجهزة الكمبيوتر.
حسنًا ... المخادع الكوني قد ضرب مرة أخرى!
كما فعلت عدة مرات في الماضي ، فإن هذا التعبير عن فكاهة الكون يقلب الاعتقاد الأساسي التأسيسي الذي تتبناه العلوم التقليدية. النكتة تتجسد في نتائج مشروع الجينوم البشري. في كل الضجيج حول تسلسل الشفرة الوراثية البشرية ووقوعنا في شرك الانجاز التكنولوجي الرائع ، لم نركز على "المعنى" الفعلي للنتائج.
من أهم المعتقدات الجوهرية والأساسية في علم الأحياء التقليدي أن سمات وخصائص الكائنات الحية "تتحكم" فيها جيناتها. تمت صياغة هذا الاعتقاد في مفهوم الحتمية الجينية ، وهي العقيدة التقليدية المتوفرة في كل كتاب مدرسي ودورة علم الأحياء تقريبًا. كيف تستطيع الجينات "التحكم" في الحياة؟ ويستند إلى مفهوم أن الجينات تنشأ من تلقاء نفسها ، مما يعني أنها قادرة على "تشغيل نفسها وإيقافها". توفر الجينات ذاتية التحقق برامج شبيهة بالكمبيوتر من شأنها التحكم في بنية الكائن الحي ووظيفته. وبناءً على ذلك ، فإن إيماننا بالتحديد الجيني يعني ضمناً أن "التعقيد" (المكانة التطورية) للكائن الحي سيكون متناسبًا مع عدد الجينات التي يمتلكها.
قبل بدء مشروع الجينوم البشري ، قدر العلماء أن التعقيد البشري سيتطلب وجود جينوم يزيد عن 100,000 جين. الجينات هي في الأساس مخططات ترميز التركيب الكيميائي للبروتينات ، "الأجزاء" الجزيئية التي تتألف منها الخلية. كان يُعتقد أن هناك جينًا واحدًا للتشفير لكل من 70,000 إلى 90,000 بروتين يتكون منها أجسامنا.
بالإضافة إلى جينات ترميز البروتين ، تحتوي الخلية على جينات تحدد طبيعة الكائن الحي من خلال "التحكم" في نشاط الجينات الأخرى. الجينات التي "تبرمج" التعبير عن جينات أخرى تسمى الجينات التنظيمية. تقوم الجينات التنظيمية بترميز المعلومات حول الأنماط الفيزيائية المعقدة التي توفر تشريحًا محددًا ، والتي تمثل الهياكل التي تميز كل نوع من الخلايا (العضلات مقابل العظام) أو الكائن الحي (شمبانزي من إنسان). بالإضافة إلى ذلك ، ترتبط مجموعة فرعية من الجينات التنظيمية بـ "التحكم" في أنماط سلوكية معينة. تنظم الجينات التنظيمية نشاط عدد كبير من الجينات التي تساهم أفعالها بشكل جماعي في التعبير عن سمات مثل الوعي والعاطفة والذكاء. تشير التقديرات إلى وجود أكثر من 30,000 جين تنظيمي في الجينوم البشري.
بالنظر إلى الحد الأدنى من عدد الجينات اللازمة لتكوين إنسان: سنبدأ بعدد أساسي يزيد عن 70,000 جين ، واحد لكل من أكثر من 70,000 بروتين موجود في الإنسان. ثم نقوم بتضمين عدد الجينات التنظيمية اللازمة لتوفير تعقيد الأنماط المعبر عنها في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء والسلوك. يتيح تقريب عدد الجينات البشرية إلى ما مجموعه 100,000 ، من خلال تضمين الحد الأدنى لعدد الجينات التنظيمية وهو 30,000.
جاهز للنكتة الكونية؟ تكشف نتائج مشروع الجينوم عن وجود حوالي 34,000 جين فقط في الجينوم البشري. ثلثي الجينات المتوقعة لا وجود لها! كيف يمكننا تفسير تعقيد الإنسان الخاضع للتحكم الجيني في حين أنه لا يوجد حتى ما يكفي من الجينات لترميز البروتينات فقط؟
الأمر الأكثر إهانة لعقيدة إيماننا بالتمييز الجيني هو حقيقة أنه لا يوجد فرق كبير في العدد الإجمالي للجينات الموجودة في البشر وتلك الموجودة في الكائنات البدائية التي تعيش على الكوكب. في الآونة الأخيرة ، أكمل علماء الأحياء رسم خرائط جينومات لاثنين من أكثر النماذج الحيوانية التي تمت دراستها في الأبحاث الجينية ، ذبابة الفاكهة والدودة المستديرة المجهرية (Caenorhabditis elegans).
تعمل دودة Caenorhabditis البدائية كنموذج مثالي لدراسة دور الجينات في التطور والسلوك. هذا الكائن البدائي سريع النمو والتكاثر له جسم مصمم بدقة يتكون من 969 خلية بالضبط ، دماغ بسيط من حوالي 302 خلية مرتبة ، ويعبر عن ذخيرة فريدة من السلوكيات ، والأهم من ذلك ، أنه قابل للتجارب الجينية. يتكون جينوم Caenorhabditis من أكثر من 18,000 جين. يمتلك جسم الإنسان المكون من أكثر من 50 تريليون خلية جينومًا يحتوي على 15,000 فقط من الجينات أكثر من الدودة المستديرة المجهرية الضعيفة ، عديمة الشوكة.
من الواضح أن تعقيد الكائنات الحية لا ينعكس في تعقيد جيناتها. على سبيل المثال ، تم تعريف جينوم ذبابة الفاكهة مؤخرًا على أنه يتكون من 13,000 جين. تتكون عين ذبابة الفاكهة من خلايا أكثر من الموجودة في دودة Caenorhabditis بأكملها. أكثر تعقيدًا في التركيب والسلوك من الدودة المجهرية ، تحتوي ذبابة الفاكهة على 5000 جين أقل !!
كان مشروع الجينوم البشري جهدًا عالميًا مكرسًا لفك تشفير الشفرة الوراثية البشرية. كان يعتقد أن المخطط البشري المكتمل سيزود العلم بكل المعلومات الضرورية لـ "علاج" جميع أمراض البشرية. كان من المفترض كذلك أن الوعي بآلية الشفرة الوراثية البشرية سيمكن العلماء من إنشاء موتسارت أو أينشتاين آخر.
يكشف "فشل" نتائج الجينوم في التوافق مع توقعاتنا أن توقعاتنا لكيفية "عمل" علم الأحياء تستند بوضوح إلى افتراضات أو معلومات غير صحيحة. إن "إيماننا" بمفهوم الحتمية الجينية ... معيب في الأساس! لا يمكننا حقًا أن نعزو طابع حياتنا إلى أنه نتيجة "البرمجة" الجينية. تجبرنا نتائج الجينوم على إعادة النظر في السؤال: "من أين نكتسب تعقيدنا البيولوجي؟"
في تعليق على النتائج المفاجئة لدراسة الجينوم البشري ، تناول ديفيد بالتيمور ، أحد أبرز علماء الوراثة في العالم والحائز على جائزة نوبل ، قضية التعقيد هذه:
لكن ما لم يكن الجينوم البشري يحتوي على الكثير من الجينات غير الشفافة لأجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا ، فمن الواضح أننا لا نكتسب تعقيدنا المؤكد على الديدان والنباتات باستخدام المزيد من الجينات. إن فهم ما يعطينا تعقيدنا - مخزوننا السلوكي الهائل ، والقدرة على إنتاج عمل واعي ، وتنسيق جسدي ملحوظ ، وتعديلات مضبوطة بدقة استجابة للتغيرات الخارجية للبيئة ، والتعلم ، والذاكرة ... مستقبل." (الطبيعة 409: 816 ، 2001)
لطالما روّج العلماء بأن مصائرنا البيولوجية مكتوبة في جيناتنا. في مواجهة هذا الاعتقاد ، يضحك الكون بمزحة كونية: "السيطرة" على الحياة ليست في الجينات. بطبيعة الحال ، فإن النتيجة الأكثر إثارة للاهتمام لنتائج المشروع هي أننا يجب أن نواجه الآن "التحدي للمستقبل" الذي ألمح إليه بالتيمور. ما الذي "يتحكم" في بيولوجيتنا ، إن لم يكن الجينات؟
على مدى السنوات الماضية ، طغى تركيز العلم والصحافة على "قوة" الجينات على العمل الرائع للعديد من علماء الأحياء الذين يكشفون عن فهم مختلف جذريًا فيما يتعلق بالتعبير عن الكائنات الحية. يظهر في طليعة علم الخلايا الاعتراف بأن البيئة ، وبشكل أكثر تحديدًا ، إدراكنا للبيئة ، يتحكم بشكل مباشر في سلوكنا ونشاطنا الجيني.
تم مؤخرًا تحديد الآليات الجزيئية التي تستجيب بها الحيوانات ، من الخلايا المفردة إلى البشر ، للمنبهات البيئية وتفعيل الاستجابات الفسيولوجية والسلوكية المناسبة. تستخدم الخلايا هذه الآليات من أجل "تكييف" هيكلها ووظيفتها ديناميكيًا لاستيعاب المتطلبات البيئية المتغيرة باستمرار. يتم التوسط في عملية التكيف بواسطة غشاء الخلية (جلد الخلية) ، والذي يعمل بمثابة ما يعادل "دماغ" الخلية. تتعرف أغشية الخلايا على "الإشارات" البيئية من خلال نشاط بروتينات المستقبل. تتعرف المستقبلات على كل من الإشارات الفيزيائية (مثل المواد الكيميائية والأيونات) والحيوية (مثل القوى الكهرومغناطيسية والقوى العددية).
تقوم الإشارات البيئية "بتنشيط" بروتينات المستقبل مما يجعلها مرتبطة ببروتينات المستجيب التكميلي. بروتينات المستجيب هي "مفاتيح" تتحكم في سلوك الخلية. تزود البروتينات المستجيبة للمستقبلات الخلية بالوعي من خلال الإحساس الجسدي. بالتعريف الدقيق ، تمثل مجمعات البروتين الغشائية هذه الوحدات الجزيئية للإدراك. تتحكم جزيئات إدراك الغشاء هذه أيضًا في نسخ الجينات (تشغيل وإيقاف تشغيل برامج الجينات) وقد تم ربطها مؤخرًا بالطفرات التكيفية (التعديلات الجينية التي تعيد كتابة كود الحمض النووي استجابةً للإجهاد).
غشاء الخلية هو متماثل بنيوي ووظيفي (مكافئ) لشريحة كمبيوتر ، بينما تمثل النواة قرصًا صلبًا للقراءة والكتابة محملًا ببرامج وراثية. التطور العضوي ، الناتج عن زيادة عدد وحدات الإدراك الغشائي ، سيتم نمذجته باستخدام الهندسة الكسورية. تتيح أنماط الفركتلات المتكررة الإحالة المرجعية للهيكل والوظيفة بين ثلاثة مستويات من التنظيم البيولوجي: الخلية والكائن متعدد الخلايا والتطور المجتمعي. من خلال الرياضيات الفركتلية ، يتم تزويدنا برؤية ثاقبة حول ماضي ومستقبل التطور.
تتحكم البيئة ، من خلال فعل الإدراك ، في السلوك ونشاط الجينات وحتى إعادة كتابة الشفرة الجينية. الخلايا "تتعلم" (تتطور) عن طريق تكوين بروتينات إدراكية جديدة استجابة للتجارب البيئية الجديدة. قد تستند التصورات "المكتسبة" ، خاصة تلك المستمدة من الخبرات غير المباشرة (مثل تعليم الوالدين والأقران والتعليم الأكاديمي) ، إلى معلومات غير صحيحة أو تفسيرات خاطئة. نظرًا لأنها قد تكون أو لا تكون "حقيقية" ، فإن التصورات هي في الواقع معتقدات!
تعود معرفتنا العلمية الجديدة إلى الوعي القديم بقوة الإيمان. المعتقدات قوية بالفعل ... سواء كانت صحيحة أو خاطئة. بينما سمعنا دائمًا عن "قوة التفكير الإيجابي" ، فإن المشكلة تكمن في أن التفكير السلبي قوي بنفس القدر ، وإن كان في الاتجاه "المعاكس". ترتبط المشكلات التي نواجهها في الصحة وفي تطور حياتنا بشكل عام بـ "المفاهيم الخاطئة" المكتسبة في خبراتنا التعليمية. الجزء الرائع من القصة هو أنه يمكن إعادة تعلم التصورات! يمكننا إعادة تشكيل حياتنا في إعادة تدريب وعينا. هذا هو انعكاس للحكمة الدائمة التي تم نقلها إلينا والتي يتم التعرف عليها الآن في علم الأحياء الخلوي.
سيؤدي فهم آليات التحكم في الخلايا الموصوفة حديثًا إلى حدوث تحول عميق في المعتقد البيولوجي مثل ثورة الكم التي تسببها الفيزياء. تكمن قوة النموذج البيولوجي الجديد الناشئ في أنه يوحد الفلسفات الأساسية للطب التقليدي والطب التكميلي والشفاء الروحي.