أصل الحياة على الأرض: من المنافس المائية الحرارية إلى التنوع البيولوجي

المترجم: سلمان محمد المدقّق: Fatima Zahra El Hafa قبل مليارات السنين على كوكبنا حديث السن تجمعت مركبات بسيطة لتشكل تجمعات أكثر تعقيدًا

حيث يمكنها النمو والتكاثر، وكانت هذه أول حياة على الأرض، والتي بذرت الحياة لكل مليارات الكائنات

التي سكنت كوكبنا منذ ذلك الحين. كانت الأرض في ذلك الوقت شبه خالية تمامًا مما عرفناه بالبيئة الصالحة للحياة،

حيث كان الكوكب حديث السن يشهد أنشطة بركانية على نطاق واسع وغلافًا جويًّا يخلق ظروفًا قاسية، إذًا فأين أمكن لحياةٍ أن تنشأ على الأرض؟

حتى نشرع في البحث عن مهد الحياة من المهم أولًا فهم الاحتياجات الأساسية لأي شكل من أشكال الحياة، العناصر والمُركبات الأساسية للحياة تشمل الهيدروجين والميثان والنيتروجين

وثاني أكسيد الكربون والفوسفات والأمونيا. وكي تتفاعل هذه العناصرمع بعضها فهي بحاجة إلى مذيب سائل؛ وهو الماء،

وكي تنموا الكائنات وتتكاثر تحتاج جميعها لمصدر طاقة. تنقسم أشكال الحياة إلى قسمين:

ذاتية التغذية كالنباتات؛ والتي تنتج طاقتها بنفسها، وغيري التغذية كالحيوانات؛ والتي تتغذى على غيرها من الكائنات العضوية من أجل الطاقة. وبطبيعة الحال لم يتوفر لأول أشكال الحياة كائنات عضوية أخرى كي يتغذى عليها،

إذًا لا بد وأنه كان ذاتي التغذية، يأتي بالطاقة إما من الشمس أو من التفاعلات الكيميائية. فما هي الأماكن التي استوفت هذه المعايير؟

المناطق التي تقع على اليابسة أو بالقرب من سطح البحر تمتاز بوصول ضوء الشمس لها، ولكن عندما نشأت الحياة

كانت الأشعة فوق البنفسجية على سطح الأرض على الأرجح شديدة القوة بحيث لا يمكن البقاء فيها على قيد الحياة، المكان الوحيد الذي وفر الحماية من هذه الأشعة

ويُعد مصدرًا بديلًا للطاقة؛ هي المَنافس المائية الحرارية والتي تنشط على امتداد قاع المحيط تغطيها كيلومترات من مياه البحر ويغمرها ظلامٌ دامس.

المنفس المائي الحراري هو صدع في قشرة الأرض حيث تتسرب مياه البحر إلى حُجَر الصهارة ثم تندفع للخارج مجددًا بدرجات حرارة عالية

مصحوبةً بالطين الغني بالمركبات المعدنية والكيميائية البسيطة، وتتركز الطاقة في نقطة محددة على المنحدرات الكيميائية شديدة الانحدار في المنافس المائية الحرارية.

ثمة مجموعة أخرى من الأدلة التي تشير إلى المنافس المائية الحرارية؛ السلف المشترك الشامل الأخير للكائنات والذي يُشار إليه بـ"لوكا"، لم يكن اللوكا أول أشكال الحياة لكنه أبعد ما يمكننا تعقبه،

ومع ذلك لا نعرف ما كان شكل اللوكا؛ فليس هناك حفريات للوكا، ولا يوجد أي لوكا في عالمنا اليوم، عوضًا عن ذلك حدد العلماء الجينات المشتركة بين الكائنات

في جميع نطاقات الحياة الثلاث الموجودة اليوم، ولأن هذه الجينات مشتركة بين الفصائل وعبر النطاقات فلا بد وأن يكونوا قد ورثوها عن سلف مشترك،

وتخبرنا تلك الجينات بأن اللوكا عاش في مكان حار بلا أكسجين وتحصل على الطاقة من التفاعلات الكيميائية كتلك التي في المنافس المائية الحرارية.

ثمة نوعان من المنافس المائية الحرارية؛ المدخنات السوداء والمدخنات البيضاء، تطلق المدخنات السوداء مياهًا غنية بالأسيد وثاني أكسيد الكربون

تصل حرارتها إلى مئة درجة مئوية محملة بالكبريت والحديد والنحاس وغيرها من المعادن الأساسية للحياة، ولكن يعتقد العلماء أن المدخنات السوداء كانت مرتفعة الحرارة بحيث لا يتحملها اللوكا؛

لذلك فالمدخنات السوداء هي المرشح الأول لتكون مهد الحياة. وسط المدخنات السوداء يوجد حقل من المنافس المائية الحرارية على مرتفعات المحيط الأطلسي

يسمى المدينة الضائعة، والذي أصبح أفضل مرشح لمهد الحياة، فالمياه المتدفقة هنا قلوية بنسبة كبيرة وينقصها ثاني أكسيد الكربون؛

لكنها غنية بالميثان وتوفر حرارة أكثر ملاءمة، فقد تكون المدخنات السوداء المجاورة لها قد أسهمت بثاني أكسيد الكربون الضروري لكي تتطور الحياة في المدينة الضائعة،

بتوفيرها كافة العناصر الداعمة لأوائل المخلوقات التي أسفرت عن التنوع المدهش للحياة على الأرض اليوم.