סיקור מקיף

מי שם מלח במרק הקדום

או איך, בעצם, כל זה התחיל

לפני כארבעה מיליארדי שנים התרחש על כדור הארץ אירוע מיוחד מאין כמוהו. עד אז היה כוכב הלכת הזה מדבר צחיח ולוהט, ששביטים ואסטרואידים התנגשו בו לעתים תכופות. אוקיינוסים רותחים התעבו והתנדפו, חומרים אורגניים דמויי נפט הגיעו מן החלל או נוצרו בברקים ובהרי געש, אך חיים לא היו. והנה, במשך תקופה קצרה יחסית במונחים גיאולוגיים, הופיעו יצורים דמויי חיידקים, שאת עקבותיהם מוצאים כיום בדמות מאובנים בסלע.

תהליך מופלא זה, שבו נוצרו חיים "יש מאין", מחומר דומם, עודנו חידה. אין כיום הסבר מקובל לדרך שבה התרחש הדבר, וזו אחת השאלות הפתוחות המרכזיות במדע. רק בעשורים האחרונים הלכה והתבהרה עוצמתה של שאלה זו. הביולוגיה המולקולרית המודרנית הוכיחה שגם היצור החד-תאי הפרימיטיווי ביותר הוא "מכונה" מולקולרית מורכבת עד מאוד. לכן היו שהמשילו את גיחתו של החיידק הראשון מן "המרק הקדום" לתהליך שבו סופת טורנדו עוברת דרך מגרש גרוטאות ענקי – ומותירה מאחוריה מטוס ג'מבו נוצץ ומוכן להמראה.

מובן שלא כך התרחש הדבר. קיימת הסכמה רחבה שאבולוציה הדרגתית מילאה תפקיד מרכזי גם בשלבים המוקדמים ביותר של ראשית החיים. אך כדי שתתאפשר התפתחות מעין זו, חייבת להתקיים מלכתחילה היכולת להשתכפל, כפי שמתואר בכתביו של צ'רלס דרווין. האניגמה של ראשית החיים מתמצה איפוא בשאלה הבאה: מהי אותה ישות שהיתה פשוטה דיה להופיע באופן ספונטני, ובעת ובעונה אחת גם סבוכה במידה מספקת כדי להיות מסוגלת לשכפול עצמי.

קיימות שתי תיאוריות מתחרות בנושא זה, והוויכוחים בין תומכיהן מרקיעים שחקים. מוסכם על רוב המדענים, שמדובר בבעיה מתחום הכימיה ולא בשאלה פילוסופית או מטפיסית. אך הדעות נחלקות בדבר המנגנון הפרטני. תיאור יפה ושווה לכל נפש של מחלוקת מדעית זו מופיע בספרה של איריס פריי "מוצא החיים" (האוניברסיטה המשודרת, הוצאת משרד הביטחון).

התיאוריה הראשונה התפרסמה בשנות העשרים של המאה העשרים בידי המדען הרוסי אלכסנדר אופארין. תיאוריה זו גורסת כי השכפלן (רפליקטור) הראשון היה מקבץ של פרודות (מולקולות) בתוך טיפה שמנונית זעירה, ושיחסי הגומלין הכימיים ביניהן איפשרו יצירת עותקים נוספים של האוסף כולו.

זמן רב לאחר מכן, בהתבסס על גילויים שנעשו בחצי המאה שחלפה, הציגו חתן פרס נובל מנפרד אייגן ואחרים את התיאוריה השנייה, שלפיה השכפלן הראשון היה פרודה בודדת ולא אוסף. הסיבה העיקרית למהפך זה היתה הגילוי, שבלבו של כל תא חי מצויות פרודות שרשרתיות מסוג דנ"א ורנ"א (הידועות בשם חומצות גרעין), הניחנות ביכולת מיוחדת. בתנאים מסוימים, ובעזרה הכרחית של אנזימים (זרזים חלבוניים), יוצרות הפרודות הללו העתקים של עצמן וכך מעבירות מידע גנטי מדור לדור. חסידי הפרודה הבודדת הציעו לכן שבמרק הקדום נוצרה שרשרת רנ"א ראשונה, והיא זו שהיתה הזרע הראשון לחיים כולם. תרחיש זה מופיע עתה ברוב ספרי הלימוד.

במדע המודרני נדיר הדבר שמחלוקות עמוקות נותרות בלא פתרון. ניסויים ותצפיות קפדניים מאפשרים למדענים ליישב את הסתירות ולהחליט מי מן הנצים צודק. מבחינה זו, ראשית החיים מציבה אתגר קשה ביותר. נראה שמעטים הסיכויים לגלות שרידים מן השכפלנים הפשוטים הראשונים. רוב המדענים בתחום גם משוכנעים שיקשה עד מאוד לשחזר את הופעת התא החי הראשון בתנאי מעבדה. ייתכן כי חיים עשויים להיווצר רק ב"מעבדה" ענקית, ששטחה כשטח כדור הארץ כולו, וכי משך ה"ניסוי" הנדרש הוא עשרות מיליוני שנים.

מכיוון שכך, נמשך הוויכוח. חסידי השכפלן החד-פרודתי מפרסמים חדשים לבקרים מחקרים מרגשים בתחום "עולם הרנ"א", ונראה שבקרוב יצליחו לייצר רנ"א המשכפל את עצמו. המתנגדים מוצאים עצמם לעתים כמיעוט נרדף, אך בהדרגה עולה כוחם. טענתם המרכזית של חסידי האוסף היא שרנ"א המסוגל לשכפל את עצמו בלי שום עזרה מחומרים אחרים, כגון חלבונים, הוא תופעה כמעט בלתי אפשרית בתנאים ששררו בכדור הארץ הקדום. הם אף גורסים שגם אם תיווצר פרודה מעין זו, עוד ארוכה הדרך ממנה לישות רבת-הפנים שהיא תא חי.

חסידי האוסף הבראשיתי מציינים שגם תא חי בן ימינו הוא בעצם אוסף של פרודות שונות ומשונות, וטוענים כי סביר יותר שאוסף פשוט נהפך בהדרגה לאוסף משוכלל. הם מגייסים לצדם כלים מדעיים חדישים, כגון סימולציות במחשבי-על ומושגים מתחום הננוטכנולוגיה (מיזעור-על), כדי לצייר תרחיש מפורט וריאלי יותר של רעיון טיפת השומן בעלת האוסף המשתכפל. גם תוצאות פרויקט הגנום משמשות כאן עזר כנגד, שכן הן מציירות את התא החי בן ימינו כאוסף מולקולרי הנשלט על ידי רשת סבוכה של תגובות הדדיות. מנגנון מעין זה דומה דמיון מפתיע לזה המוצע בנוגע לאוסף הפרודות הראשוני.

ייתכן שההצלה תבוא מאחד התחומים המרגשים בהקשר ראשית החיים, הלא הוא האסטרו-ביולוגיה. כבר חלליות ויקינג שנחתו על מאדים בשנות השבעים עשו ניסויים רובוטיים לגילוי סימני חיים. הפרסום השנוי במחלוקת על שרידים אפשריים ליישויות חיות במטאוריט שניתז מן המאדים ונחת באנטארקטיקה הוסיף שמן למדורה זו. יש אף הטוענים שהחיים הגיעו כך לכדור הארץ מעולם אחר (פאן-ספרמיה), אך בכך הם רק מעבירים את שאלת הראשית למקום מרוחק. בשנים האחרונות רואה סוכנות החלל האמריקאית בגילוי השרידים לחיים חוץ-ארציים משימה מרכזית. ייתכן איפוא שהשאלה המסקרנת בדבר ראשית החיים בארץ וביקום כולו תיענה בסופו של דבר במסע עתידני ברחבי הגלקסיה.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן