آشنایی با گروه‌های مختلف موجودات زنده یکی از مهم‌ترین قسمت‌های محذوف از کتاب‌های درسی است. حذف این مباحث از کتاب‌های درسی پیرو سیاستی کلی است که آموزش زیست‌شناسی را تنها در خدمت تحصیل رشته پزشکی می‌شمرد و بحث درباره ماهیت حیات ، تکامل زیستی، تنوع جانداران و شناخت آن‌ها را خارج از حوصله دانش‌آموزانی می‌داند که هدفی جز شرکت در کنکور پزشکی ندارند؛ اما نادیده‌انگاری نباید فضای ترویج علم را نیز بیالاید. به ویژه از آن رو که توسعه نهاد علم و مردم‌سالارانه کردن آن از مهم‌ترین هدف‌های غایی ترویج علم هستند.

مردم‌سالارانه‌ کردن علم بدین معنی است که حوزه‌های علمی متناسب با نیازها و پرسش‌های مردم توسعه یابند؛ نه صرفاً بر اساس تمایل اجتماعی و طبیعی به تحصیل در رشته‌های پول‌ساز. مردم همیشه درباره طبیعت سؤال دارند؛ سؤال‌هایی بنیادی، مهم، پی‌گیرانه و مرتبط با احساس امنیت روانی و ایجاد آرامش خاطر؛ سؤال‌هایی درباره موجودات زنده که اغلب با جواب درستی مواجه نمی‌شوند و اگر پاسخ مناسب دریافت نکنند، شایعه، فریب و خرافه به جای علم پاسخ این پرسش‌ها را خواهد داد. اگر مبحث تاریخ طبیعی در کتاب‌های درسی کم‌رنگ‌ شده، آموزش آن بنا به تقاضایی که در متن جامعه حس می‌شود، نیازی است، فراتر از درس‌های مدرسه؛ نیازی که سعی داریم در فرادرس به آن پاسخ دهیم.

بنابراین، از این به بعد، در مطالبی دنباله‌دار درباره گروه‌های مختلف موجودات زنده صحبت خواهیم کرد. ممکن است باری به تناسب پرسش‌هایی که از مخاطبان فرادرس دریافت می‌کنیم، سراغ گروه‌های دایناسورها (مثلاً قوم و خویش‌های تیرانوسورِس) برویم و بار دیگر سراغ خانواده گل سرخ (اعم از نسترن، هلو، آلو، ازگیل، سیب، تمشک، توت‌فرنگی، بادام، آلبالو، زالزالک…) و هر بار مشغول آشنایی با این خاندان‌ها و گروه‌های موجودات زنده شویم؛ اما با توجه به این که خوب است خشت اول را سفت‌وسخت و راست بگذاریم، در نخستین قسمت به بزرگ‌ترین گروه موجودات زنده، یعنی «جانداران» خواهیم پرداخت.

طبعاً وقتی صحبت از هر گروه و دارودسته‌ای می‌شود، باید کمی هم درباره ویژگی‌ها و شناسه‌های ممیزه آن گروه صحبت کنیم؛ اما چه چیزی موجودات زنده را از سنگ و صخره متمایز می‌کند؟ کتاب‌های درسی در این زمینه توضیح کافی نداده‌اند و به جای تعریف حیات، شیوه‌ای را برگزیده‌اند که نه خودشان را قانع می‌کند، نه من و شما را. کتاب‌های درسی، پس از این که چند نمونه از عملکردهای جانداران (تغذیه، تنفس، هم‌ایستایی…) را برشمردند، به این نکته تأکید کرده‌اند که «تعریف حیات کار سختی است»! اما واقعاً موجودات زنده چیست‌اند؟ ماهیت حیات چیست و چه‌چیزی موجودات زنده را به زندگی وامی‌دارد.

عملکردهای حیات

اغلب موجودات زنده مشغول اغلب آن کارهایی هستند که در کتاب درسی به عنوان خصوصیات حیات ذکر شده‌اند، اما نه همه موجودات زنده مشغول همه آن کارها هستند، نه آن کارها مخصوص موجودات زنده است. اصولاً تلاش برای شناختن هر پدیده با تمسک به رفتارهایی ظاهری که نشان می‌دهد، مثل این است که درباره آسمان و رنگین‌کمان صرفاً از روی رنگشان قضاوت کنیم یا آب را با توجه به آنچه قدما درباره طبایع چهارگانه گفته‌اند، مایعی حیات‌بخش با طبع سرد و تر بدانیم. مشکل چنین تعریفی این خواهد بود که نخواهیم توانست هیچ پیش‌بینی دقیقی درباره رفتار آب (مثلاً سبک‌تر بودن یخ یا نقطه جوش آب) ارائه کنیم و خیلی جاها حتی «سرد» و «تر» بودن طبع آب هم با مشاهدات عینی تباین خواهد داشت.

تبیین فیزیکی حیات

حیات فیزیکی

اروین شرودینگر، فیزیکدان مشهوری که بخش‌های مهمی از نظریه کوانتوم مدیون تلاش‌های نظری اوست، پس از پرداختن به نظریه کوانتوم، مشغول جستجوی ماهیت حیات شد. برخی پژوهشگران دیگر نیز به تأسی از او سراغ نظریات بنیادی فیزیک رفته‌اند تا تعبیری عمیق‌تر برای ویژگی‌های حیات دست و پا کنند.

طبعاً چون اغلب ویژگی‌های گفته‌شده درباره حیات یا به مصرف انرژی مربوط هستند (تغذیه و تنفس) یا به حفظ و بازتولید نظم (هم‌ایستایی، رشد، تولیدمثل…) سراغ تعریف حیات را از نظریه ترمودینامیک گرفته‌اند و به این نتیجه رسیدند موجودات زنده‌ای پدیده‌هایی با ماهیت ترمودینامیک هستند که مثل هر چیز دیگر (غیرزنده) در این جهان، در معرض بی‌نظمی قرار دارند؛ منتها با برقرار کردن جریانی از انرژی، مدام در حال ترمیم و بازسازی بی‌نظمی‌هایی هستند که خود به خود در همه پدیده‌های این جهان پیدا می‌شود.

به این ترتیب موجود زنده تا وقتی به تلاش برای زنده‌بودن ادامه می‌دهد، بی‌نظم نمی‌شود؛ یعنی نه می‌پوسد، نه می‌گندد، نه می‌میرد؛ درحالی‌که چیزهای غیرزنده (از در و دیوار و میز و صندلی تا خورشید و باقی ستاره‌ها) به‌صورت پیوسته در حال بی‌نظم شدن (پوسیدن، تجزیه‌شدن، پخش‌شدن در جهان اطراف) هستند. موجودات زنده هم به محض این که دیگر زنده نباشد، به سرعت می‌میرند، می‌گندند و می‌پوسند.

کتاب حیات چیست
کتاب «حیات چیست؟»، نوشته «اروین شرودینگر» شاید یکی از مهم‌ترین کتاب‌های تاریخ زیست‌شناسی باشد.

چرا پیر می‌شویم؟

این تعریف ترمودینامیک خیلی بهتر از تعریف کتاب درسی است، چون نه تنها تکلیف ما را با ماهیت حیات معلوم می‌کند، بلکه پیش‌بینی‌های جالبی درباره موجودات زنده دارد. مثلاً موجودات زنده چون دائماً در معرض بی‌نظمی هستند و مدام در حال ترمیم بی‌نظمی‌ها، دچار تغییرات کوچک می‌شوند و به تدریج تغییر می‌کنند.

این تغییرات کوچک در همه حال (حین حفظ هم‌ایستایی و رشد) رخ می‌دهند و برآیندشان وقتی به اندازه کافی انباشته شدند، آن قدر بزرگ می‌شود که موجود زنده در ظاهر «پیر» شود. دقت کنید که «پیری» پیش‌بینی نظریه ترمودینامیک درباره موجودات زنده است؛ پیش‌بینی‌ که البته درست از آب درمی‌آید!

چرا تنوع زیستی به وجود می‌آید؟

پیش‌بینی دیگر تبیین ترمودینامیک حیات این است که چون موجودات زنده حین تولید مثل نیز دچار تغییراتی جزئی می‌شوند، کام‌ناکام بچه‌ها با والدینشان تفاوت دارند و این تفاوت‌ها طی نسل‌ها انباشته می‌شود و موجودات زنده را به کلی متحول می‌کند. این پیش‌بینی نظری می‌گوید موجود زنده به یک شکل نمی‌ماند و طی مدت‌زمان کافی (چند هزار تا چند میلیون نسل) کلاً به چیزهای دیگری تبدیل می‌شود؛ آن‌هم نه به یک شکل، بلکه به هزاران و میلیون‌ها شکل جدید و متنوع.

به عبارت دیگر نظریه ترمودینامیک پیش‌بینی می‌کند که موجودات زنده نه تنها تغییر می‌کنند، بلکه تنوع هم پیدا می‌کنند. این پیش‌بینی دوم هم با مشاهده تأیید می‌شود و از قضا یکی از مهم‌ترین عملکردهای حیات است: عملکردی که طبیعی‌دان‌ها با مشاهده طبیعت و جانداران مختلف، در قالب نظریه تکامل صورت‌بندی کرده‌اند.

چرا می‌میریم؟

مرگ

تا این‌جا متوجه شدیم که موجودات زنده شکلی از ماده هستند که مثل هر چیز دیگر در جهان در معرض بی‌نظمی هستند ولی با جریان دائمی انرژی مدام آسیب‌های طبیعی بی‌نظمی را اصلاح، ترمیم و بازسازی می‌کنند؛ بنابراین به مرور تغییر می‌کنند، اگر به قدر کافی عمر کنند، پیر می‌شوند و می‌میرند و اگر به قدر کافی تولیدمثل کنند، تکامل می‌یابند و متنوع می‌شوند. تولیدمثل و ایجاد تنوع ظاهراً برآیند سرشت حیات است؛ اما مرگ چه؟

مرگ در حقیقت چیزی نیست جز توقف جریان انرژی که برای بقای زندگی ضروری بود. وقتی جریان ضروری انرژی متوقف شود، جسم موجود زنده به سرعت مراحل رسیدن به بی‌نظمی، یا همان تعادل شیمیایی یا مرگ را طی می‌کند و چون این واکنش‌ها خود به خودی و با آزاد شدن انرژی انجام می‌شوند، بازگشت‌ناپذیرند و راه ترمیم و زنده شدن دوباره به سرعت بسته می‌شود؛ اما چرا موجودات زنده باید بمیرند؟ سؤال بسیار خوبی است که پاسخ آن را می‌توان با مشاهده معدودی موجودات زنده تقریباً نامیرا به دست آورد.

برخی موجودات زنده نامیرا هستند؛ اما رویین‌تن نیستند؛ یعنی اگر آن‌ها را بجوشانیم یا له کنیم، خواهند مرد. منتها در این جانداران هیچ‌گونه برنامه‌ریزی برای مردن وجود ندارد. این موجودات اگر به منابع انبوه ماده و انرژی مورد نیاز خود دسترسی داشته باشند، آن‌قدر زنده می‌مانند که کل منابع را مصرف کنند؛ اما از همه مهم‌تر، این موجودات با زاده‌های خود وارد رقابت می‌شوند و تمایلی ندارند که جای خود را به زاده‌های (احتمالاً) متفاوت خود بسپارند. درنتیجه عرصه بر زاده‌های بعدی تنگ خواهد شد و تنوعی که قرار بود از تغییر موجودات زنده (حین تولیدمثل) به وجود آید، هرگز پیدا نمی‌شود.

علت این که تنوع موجودات زنده نامیرای امروزی زیاد نیست، به همین نکته برمی‌گردد. اگر اجداد ما هم قرار بود نمیرند، الآن من و شما این‌جا نبودیم تا درباره ماهیت مرگ صحبت کنیم. بودن ما مدیون مرگ نیاکان ماست و بودن نسل‌های آینده، مرهون مرگ قطعی تک تک ما. اگر قرار بود نمیریم، اصلاً نوبت به من و شما نمی‌رسید؛ بلکه تعدادی کپک و تک‌یاخته‌هایی‌های خیلی قدیمی خودشان را وارثان زمین می‌دانستند. مرگ ضروری‌ترین نتیجه‌ای است که درک ماهیت زندگی به دست می‌آید.

برآیندهای تعریف فیزیکی حیات

حالا با این تعریف سعی کنیم نگاهی دوباره به دار و دسته حیات کنیم: تنوعی فوق‌العاده وسیع از موجودات زنده ریز و درشت که شاید همه‌شان مشغول تغذیه و تولیدمثل نباشند، اما قطعاً همگی درمعرض تلاش برای زنده ماندن، تغییر، پیری و تکامل هستند. این تعریف حتی فراتر از حیات زمینی است و لزوماً محدود به موجودات زنده کره زمین نیست.

بیایید آزمایشی ذهنی انجام دهیم و کشتی‌ فضایی را تصور کنیم که ناگهان در نزدیکی زمین پیدا شده و سعی دارد با موجودات زنده زمینی ارتباط برقرار کند. پژوهشگران زمینی وقتی با ساکنان این کشتی فضایی روبه‌رو می‌شوند، نمی‌توانند تشخیص دهند این موجودات از چه چیزی ساخته شده‌اند و اصلاً زنده هستند یا ماشین‌هایی ساخته دست موجودات دیگری هستند.

تعریف ترمودینامیک حیات این‌جا به کار می‌آید. فقط کافی است ببینیم ساکنان کشتی فضایی و خیالی ما، واجد تنوع هستند یا نه. می‌توان تنوع را در اجزاء سازنده جسم هرکدام یا تفاوت‌های ظاهری آن‌ها جست. اگر اجزاء سازنده جسم آن‌ها از زیرواحدهایی با تنوع شکلی و ناهنجاری‌های جزئی ساخته شده بود، آن‌ها را می‌توانیم «زنده» بشماریم؛ چون دست‌کم می‌دانیم مثل جانداران زمینی میان نظم و بی‌نظمی تقلا می‌کنند و دائماً در حال ترمیم آسیب‌های جزئی به اجزاء سازنده جسم خود هستند.

ویروس‌ها زنده‌اند یا مرده؟

با حساب تعریف ترمودینامیک حیات، تکلیف ویروس‌ها، شبه‌ویروس‌ها و سایر پدیده‌هایی که معمولاً «شبه‌زنده» شمرده می‌شوند، روشن خواهد شد. همه این پدیده‌ها دستخوش تغییرات ناشی از خطاها و آسیب‌ها هستند و به سرعت متنوع می‌شوند؛ تنوع دست‌مایه انتخاب طبیعی است (حذف ریخت‌هایی که شایستگی کمتری برای بقا دارند) و سرانجام، همان‌طور که هرسال ویروس‌های جدید سرماخوردگی و آنفلوانزا پیدا می‌شوند، همه ویروس‌ها در معرض تغییرات تکاملی عمده (ناشی از جهش و انتخاب طبیعی) هستند؛ بنابراین ویروس‌ها را هم می‌توان موجود زنده به شمار آورد و مجبور نیستیم از عبارت بی‌معنا و متناقضی مثل «مرز میان زنده و غیرزنده» برای توصیف آن‌ها استفاده کنیم.

آیا ویروس‌ها که حتی ساختار یاخته ندارند و متشکل از کپسولی پروتئینی و رشته‌ای DNA هستند، می‌توانند زنده به شمار آیند؟ زندگی انگلی ویروس‌ها نباید مانع تلقی آن‌ها به عنوان جاندار باشد؛ زیرا که بسیاری جانداران دیگر نیز برای ادامه بقا یا تولیدمثل خود وابسته به روابط انگلی با جانداران دیگر هستند.

اما با این همه تنوع زیستی، موجودات زنده را چطور رده‌بندی و شناسایی کنیم؟ اگر به یاد بیاوریم که موجودات زنده دائماً در معرض تغییر و تنوع هستند، کافی خواهد بود تا دیگر به تفاوت‌های جانداران اهمیتی ندهیم؛ بلکه سراغ شباهت‌هایشان برویم و جانداران را بر اساس شباهت‌هایی که با یکدیگر دارند، دسته‌بندی کنیم. در قسمت‌های بعدی سراغ دسته‌های مختلف موجودات زنده خواهیم رفت و به شباهت‌هایی که اعضاء هرکدام از این دسته‌ها با همدیگر دارند، خواهیم پرداخت.

برای مطالعه قسمت دوم این مجموعه مطلب روی لینک زیر کلیک کنید:

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

به عنوان حامی، استارتاپ، محصول و خدمات خود را در انتهای مطالب مرتبط مجله فرادرس معرفی کنید.

telegram
twitter

آیا این مطلب برای شما مفید بود؟

یک نظر ثبت شده در “دارودسته‌های حیات: حیات چیست و جاندارن چه هستند؟ — بخش اول

  1. بنام خدا، سلام، به زبان ساده و قشنگ تر از کتابهای درسی نوشتید. امیدوارم روزی برسد که ساعاتی از زمان مدرسه و دانشگاه را صرفا اختصاص به تفکر پیرامون حیات و زندگی بدهند و عمر با ارزش دانش آموزان و دانشجویان صرف حل کردن تستهای کنکور و آزمونهای متعدد نشود.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *