آنها خيره کننده اند
بسيار پرارزش هستند
و گاهي اوقات حتي مي درخشند
چطور کسي مي تواند عاشق سنگ ها و مواد معدني(کاني) نشود؟
منظورم، رنگ ها، شکل هاشونه
و آنها ساختار سازنده ي تمدن مدرن هستند
ما بدون آنها تلويزيون، ماشين
و ساختمان ها را نداشتيم
بدون مواد معدني غني اي که داريم
ولي آيا سنگ ها و مواد معدني
مي توانند بزرگترين راز هستي را حل کنند
منشاء حيات؟
سنگ هايي که ما انتخاب کرديم داستاني را مي گويند
که حيات نمي توانست بدون سنگ ها به وجود بيايد
آيا سنگ هاي سرد و بدون حيات
کليد حيات تمام موجودات زنده ي روي زمين را در دست داشته باشند؟
از استراليا تا مراکش
نُوا، به کل دنيا و گذشته سفر مي کند
تا منشاء و فرگشت حيات را بررسي کند
شما به يک سنگ نگاه مي کنيد و فکر مي کنيد، اِ خب هيچي
ولي اين امضاي زندگي را درون خود دارد
از جرقه ي اولش
آدم ها مي گفتند که فرانکشتاين را در يک لوله ي آزمايش درست کرده اند
تا بقاي بهترين
اينها جانداراني بزرگ بودند
کوسه هايي که احتمالا 15 تا 18 متر طول داشتند
آيا رابطه ي اسرارآميز بين سنگ ها و حيات بود
که تفاوتي ايجاد مي کرد؟
آغاز پرسنگلاخ حيات
بازار قديمي شهر مراکش
مکاني بي نظم و رنگارنگ که مردم در آن گرد مي آمدند
و براي هزاران سال است که پر از زندگي است
بهترين جا براي پرسيدن اين سوال که چطور اين
حيات مرموز، زيبا و گاهي عجيب شروع شد؟
چطور زمين از يک سنگ گداخته و بي حيات
به سياره اي زنده تبديل شد
که پر از جانداراني منحصر به فرد و متنوع است؟
اين سوالي است که زمان زيادي است گه دانشمندان را سر در گم کرده است
حالا رابرت هزن زمين شناس، در تلاش است نشان بدهد
ما عاملي اساسي را
در دستورالعمل حيات گم کرده ايم
به اون رگه ي کلسيت نگاه کن
سنگ ها
هيچ چيز بيشتر از يک سنگ به نظر نمي آيد بدون حيات باشد
بي جان است. اين تناقضي از يک موجود زنده است
ولي ما داريم کم کم مي فهميم که سنگ ها نقش
بسيار اساسي اي را در منشاء حيات بازي مي کنند
آره
هزن مي خواهد رابطه اي اسرارآميز
بين سنگ ها و حيات که به
هدايت منشاء حيات و هم فرگشت آن
به جانداراني پيچيده را کمک کرده است نشان بدهد
اين سري جديدي از درک است
و هر چقدر بيشتر نگاه کنيم، بيشتر مي بينيم
اينکه حيات به سنگ ها و سنگ ها به حيات وابسته است
و اين مسئله براي 4 ميليارد سال است که ادامه دارد
به عنوان يک زمين شناس، شگفت انگيز نيست که هزن به دنبال
جواب هاي نوشته شده در سنگ ها مي رود
ولي آيا او درست مي گويد؟
آيا سنگ ها جرقه ي گم شده ي حيات هستند؟
تاريخ زمين به طرز غير قابل تصوري طولاني است
اگر قرار بود برابر با يک روز سرعت بگيرد
تمام بشريت، از اولين اسکلت ها
تا اختراع آي فون
تنها در 4 ثانيه ي پيش رخ داده است
دايناسورها حدود 20 دقيقه
قبل از آن، هنوز روي زمين پرسه مي زدند
ولي آفرينش سياره ي ما
بيش از 23 ساعت قبل تر از آن اتفاق افتاد
دو دوره روي اين ساعت يا 4.5 ميليارد سال پيش
درک تاريخ پهناور زمين، وظيفه اي دشوار است
حدود 4.5 ميليارد سال تغيير وجود داشته است
ولي شما مي توانيد به چندين روش
زمين را در طول زمان تقسيم کنيد
باب هزن روش ديگري را براي متصور ساختن
تاريخ طولاني زمين ارائه داد که اين
رابطه ي خاص بين سنگ ها و حيات را نشان مي دهد
او آن را به 6 دوره تقسيم کرد
که هر کدام با رنگ متفاوتي نشان داده شده اند
براي اينکه بفهميم چطور به اين زمين سبز رسيده ايم
سياره اي که مي شناسيم
به ما نياز دارد تا ساعت ها را به عقب بکشيم
تا جايي که هيچ حياتي اصلا وجود نداشت
دوره ي اول، آفرينش زمين سياه بود
در مراکش
هزن و ادام ارونسون، کارشناس شهاب سنگ
به دنبال سنگ کوچکي از آغاز کيهان ما هستند
واو به اينها نگاه کن
اينها سنگ ها و شهاب سنگ هايي هستند که از فضا افتاده اند
اين تمدخت است
اين موردي است که 20 کيلومتر
بالاتر از جاده ي اينجا افتاده
مردم افتادن آن را ديده اند
از شهاب سنگي که اخيرا در سيبري سقوط کرد فيلم گرفته شده است
و روي يوتيوب قرار داده شده است
بقيه ي سنگ هاي فضايي براي فروش از مراکش سر در مي آورند
بنابراين شما اين را بدون امتحان کردن مي خريد؟
اگه به من قيمت خوبي بده
همين الان پول ميدم
شهاب سنگ هاي اينجا را مي توان به قيمت ده ها هزار دلار فروخت
شايد قسمت خيلي بالايي براي يک تکه سنگ به نظر برسد
ولي اينها جزء قديمي ترين اجسام
منظومه ي خورشيدي ما هستند
اين قديمي ترين جسمي است که شما مي توانيد در دست خود بگيريد
سن آن 4.6 ميليارد سال است
و قبل از اينکه زمين تشکيل شود، درست شده است
اين جزء اولين مواد جامد است
اولين سنگ هاي منظومه ي خورشيدي ما
و اينها به يکديگر پيوستند تا تمام اين سياره ها را بسازند
زمين ما از سنگ ها و گرد و غبار موجود
در آغاز منظومه ي خورشيدي ما درست شد
در طول زمان، قطعه هاي کوچکي از سنگ هاي چرخنده برخورد کردند
و به سياره هايي تبديل شدند که به دور خورشيد مي چرخيدند
در ابتدا، زمين گذاخته بود
با دماي هزاران درجه
ولي در خلاء سرد فضا
اين سنگ داغ کم کم سرد شد و تغيير کرد
تصور مي شود، هيچ چيز، حتي لکه اي از گرد و غبار
از دوره ي زمين سياه باقي نمانده است
زمان بسيار جهنمي و ناخوشايندي بود
آتش فشان ها مواد مذاب داغ را از درون سياره به بيرون پرت مي کردند
وقتي سرد شد
اولين سنگ هاي زمين به نام بازالت تشکيل شدند
و به رنگ سياه بودند
به نظر چشم اندازي متروکه است
ولي بعضي از اجزايي که حيات نياز دارد
در اين سنگ ها موجود است
به درون آن نگاه کنيد و مي فهميد حتي
يک سنگ عادي چقدر شگفت انگيز است
به هر سنگي که باز کنيد و به درون آن نگاه بيندازيد
چيز خاصي وجود دارد
سنگ ها اکثرا از مواد معدني که شفاف هستند تشکيل شده است
مثل کوارتز يا الماس ها
با نگاه کردن به قطعه هاي بسيار نازک از يک سنگ از طريق يک ميکروسکوپ
به شما اجازه مي دهد ترکيبات معدني آن را ببينيد
اين سنگ پريدوتيت است که از کريستال هاي کوچکي تشکيل شده است
که شامل اوليوين و پيروکسن مي شود
حتي يک سنگ سياه ساده ي بازالت که از يک آتش فشان خارج شده است
ترکيبي از مواد معدني رنگي است
يک جورايي مثل کيک ميوه است
مي دوني، بازش مي کني و توش آجيل
و ميوه ي خشک شده و شايد پوست ليمو هم باشد
از چيزهاي کوچيک زيادي درست شده
و تا وقتي اون کيک ميوه رو باز نکني
نمي توني اين چيزها رو ببيني که باعث ميشن اون خاص بشه
چيزي که آنها را منحصر به فرد مي کند، تنها زيبايي شان نيست
مواد معدني خواص قابل توجه شيميايي و فيزيکي دارند
و منبع بسياري از عناصر هستند
ساختار سازنده ي طبيعت
به همين خاطر است که آنها در دنياي مدرن ما ضروري هستند
تا همه چيز را بسازند، تا آسمان خراش ها را بلندتر کنند
و تا گوشي هاي موبايل را کوچک تر کنند
از مواد معدني موليبدنيت، عنصر موليبدنوم را استخراج مي کنند
تا فولاد را بادوام تر کنند
يا مقدار کمي کبالت اضافه مي کنند
تا باطري آي فون شما بيشتر دوام بياورد
مواد معدني، ساختار سازنده ي بنيادي جامعه هستند
بدون مواد معدني غني اي که داريم
نه تلويزيون داشتيم
نه اتومبيل و نه ساختمان
خب آيا خواص شيميايي قابل توجه مواد معدني
نقشي در ايجاد حيات هم دارند؟
اگر اينطور است، زمين بايد مواد معدني بيشتري نسبت به زماني که شروع شد نياز داشته باشد
تخمين زده شده است که شهاب سنگ هايي که زمين را شکل داده اند
حدود 250 مواد معدني داشته اند
بنوعي يک بسته شروع کننده ي شيميايي که شامل بسياري از عناصر بوده است
آنوقت در گرما و فشار شديد
آفرينش سياره ي ما، مواد معدني جديدي شروع به شکل گرفتن کردند
اين مسئله، ظاهر زمين ما را از سياه به خاکستري تغيير داد
پارک ملي يوسيميتي تقريبا قطعه ي جديدي از زمين است
ولي نوع سنگ هايي که اين صخره هاي تماشايي را مي سازد
به دوران قديمي تري برمي گردد
اين ديوارهاي بزرگ گرانيت هستند
که شامل مواد معدني اي مثل کوارتز و فلدسپات است
گرانيت به اساس قاره هاي ما تبديل شد
و زمين را به سمت دوره ي خاکستري برد
در اين لحظه، زمين هنوز راه درازي داشت
تا به تنوع باشکوه گياهان و حيواناتش
که يوسيميت را بسيار بديع مي کند برسد
ولي صحنه براي
شخصيت بعدي در داستان سياره ي ما آماده است
آب، که سياره ي ما را آبي خواهد کرد
آب، در تمامي مدل ها، نقش اول
منشاء حيات است
به اين خاطر که آب حلال بسيار خوبي است
تمام اين مولکول هاي متنوع
مي توانند در آب شناور باشند
و سپس اين پتانسيل را دارند تا با يکديگر تعامل داشته باشند
نقطه ي شروع، آب است
خب چه زماني زمين به اندازه ي کافي سرد شد تا آب مايع
اين عنصر کليدي حيات را در خود داشته باشد؟
يکي از بزرگترين مجهولات در کل اين ايده
از گذر از زمين سياه به خاکستري به زمين پوشيده از آب آبي
اين است که چقدر سريع اتفاق افتاده است
زمان بندي، راز بزرگي بود
پيلبارا، در غرب استراليا
يکي از قديمي ترين مکان هاي روي زمين است
و خب يکي از بهترين مکان ها براي حل راز
اولين اقيانوس زمين است
هزن به تيمي پر ستاره از زمين شناسان مي پيوندد
که شامل مارتين ون کرانِندانک
از دانشگاه ولز جنوبي نو
و جان ولي از دانشگاه ويسکانسين مي شود
ولي در حال جمع آوري سنگ هايي است که مي تواند سرنخي
براي اينکه چه زماني اولين اقيانوس ها ظاهر شدند داشته باشند
مي توانيم زيرکن و مواد معدني ديگر را
که تاريخ شان به 4.4 ميليارد سال پيش برمي گردد بگيريم
اميدوارانه
بعضي از سنگ هاي اينجا شامل دانه هايي به اندازه ي شن هستند
که حتي از سنگ هاي قديمي تر صدمه خورده اند
واقعا، يک در ميليون، يک کريستال به نام زيرکن است
يکي از پر عمرترين مواد معدني در جهان
زيرکن سنگ جواهري مشهور است
ولي زيرکن ميکروسکوپي پيدا شده در اينجا
حتي با ارزش تر است
کريستال هاي زيرکن واقعا شگفت انگيز هستند
البته که جواهرات زيرکن باارزش هستند
ولي اين کوچک تر هايي که براي زمين شناسان ارزش دارد
ميکروسکوپي هستند
آنها حلقه اي کثيف تشکيل مي دهند ولي داستاني شگفت انگيز را تعريف مي کنند
براي گفتن آن داستان
جان ولي بايد اول، کريستال هاي کوچک را پيدا کند
پيدا کردن سوزن در انبار کاه نهايي
اگر شما بخواهيد سوزاني را در انبار کاه پيدا کنيد
اولين کاري بايد بکنيد اين است که کاه ها را بسوزانيد
سپس شما خاکسترها را الک خواهيد کرد تا به دنبال سوزن بگرديد
سنگ ها به دانه هايي به اندازه ي شن تبديل مي شوند
و در يک دستگاه با در نظر گرفتن وزن شان طبقه بندي مي شوند
که طراحي شده است تا طلا را استخراج کند
طلايي که ولي به دنبال آن است کريستال هاي سنگين زيرکن است
که به چندين مسير متفاوت قسمت مي شود
سپس، دانه به دانه، با دقتي زياد
هزاران کريستال کوچک طبقه بندي و آناليز مي شود
ساختار شيميايي کريستال زيرکن
شواهدي از محيط
و سني که در آن تشکيل شده است را فاش مي کند
بعضي از اين کريستال هاي کوچک عمر بسيار زيادي دارند
تنها 100 ميليون سال بعد از اينکه زمين شکل گرفت
اينها قديمي ترين قطعه هايي از زمين هستند که تا به حال پيدا شده است
بنابراين آنها مي توانند نشان بدهند سياره ي جوان ما چه شکلي بوده است
خيلي براي من جالبه
تا اين دانه ي شن را در کف دستت نگه داري
و واقعا بتواني گذشته را ببيني
اين يک ماشين زمان است
ولي توقع داشت اين ماشين هاي زمان کريستالي
ديدگاهي قديمي که زمين جوان
با مواد مذاب پوشيده شده بود
و هنوز بعد از گذشته ي خشونت بارش در حال سرد شدن است را تاييد کند
فکر مي کنم زيرکن سمت چپي خيلي اميدوارکننده است
چيزي که او کشف کرد بسيار شوکه کننده بود
چون اين نوع از زيرکن، 4.3 ميليارد سال پيش درست شده اند
و تنها مي توانستند در حضور آب مايع تشکيل شوند
ولي چطور مي توان آبي وجود داشته باشد
اگر زمين هنوز داغ و شبيه جهنم بوده است؟
مفهوم اين بوده که زمين اوليه آب داشته است
سرد و مرطوب بوده است
کم کم آشناتر مي شود
و اگر آب مسئله اي ضروري براي شروع حيات است
آيا حيات هم مي تواند اينقدر ابتدايي باشد؟
علم زيرکن به ما مي گويد که زمين
براي زمان بسيار بسيار طولاني، محيطي قابل سکني بوده است
البته لزوما حياتي وجود نداشته است
اين را هنوز نمي دانيم
ولي دليلي وجود ندارد که 4.3 ميليارد
سال پيش حيات وجود نداشته باشد
خب اگر حيات مي توانسته در آن زمان وجود داشته باشد، اين سوال را پيش مي آورد
که حيات چطور آغاز شده است؟
در سال 1871، چارلز داروين
در نامه اي به دوستش انديشيده بود
که شايد تالاب هاي گرم کوچک، محل تولد حيات باشد
سوپ گرمي از مواد شيميايي که با انرژي دريافتي از خورشيد گرم شده بود
مي توانست، خب، براي مولکول ها مکان مناسبي باشد
تا با روش هاي جديدي کنار يکديگر قرار بگيرند و حيات را تشکيل بدهند
داروين از زمان خودش، بسيار بسيار جلوتر بود
يک سوپ خوب گرم راه طولاني اي براي شما فراهم مي کند
جف بادا از موسسه ي اقيانوس شناسي اسکريبز
در سن ديگو، کار خود را صرف
کار بر روي درک سوپ اوليه ي شيميايي زمين کرده است
او مسير خود را تحت نظر شايد
مشهورترين دانشمند جهان در عرصه ي تحقيقات در منشاء حيات شروع کرد
استنلي ميلر
در تاريخ علم، پيچ هاي ناگهاني اي وجود دارد
که ناگهان در آن مي بينيم تاريخ زمين
و حيات تغيير مي کند
در اوايل دهه ي 1950 م، استنلي ميلر
دانشجوي فارغ التحصيل شده و هارولد يوري
مربي برنده ي جايزه ي نوبل در دانشگاه شيکاگو
اين آزمايش شگفت انگيز را طراحي کردند
که در آن محيط اوليه ي زمين را بازسازي کردند
به نظر شبيه دستگاه هاي فرانکشتين است
ولي در حقيقت، دستگاهي است که روي آن بسيار فکر شده است
بادا امتحاني مدرن روي آزمايش دهه ي 1950
روي ابزار آزمايشگاهي اصلي ميلر طراحي مي کند
درون يک فلاسک آب است
اين براي شبيه سازي اقيانوس است
درون فلاسک ديگري گازهايي وجود دارد
که نشان دهنده ي جو است
درست مثل طبيعت
آب از اقيانوس تبخير مي شود و به درون جو وارد مي شود
در آنجا تغليظ شده و به اقيانوس برمي گردد
ميلر چيزي را شبيه سازي کرد که باور داشت جو
زمين اوليه با گازهايي متفاوت مثل آمونياک و متان باشد
سپس، کمي خلاقيت به خرج داد
ميلر و يوري تصميم گرفتند از جرفه اي براي شبيه سازي رعد و برق استفاده بکنند
چون فرآيندي همه جا حاضر
در جو زمين است
اين انگيزه اي واقعي بود
اين جرقه هاي الکتريکي کوچک
مثل رعد و برق هاي شبيه سازي شده عمل مي کنند
انرژي حاصل از جرقه ي رعد و برق ها
مولکول هاي گاز و آب را در هم مي شکند
به همين خاطر آنها مي توانند متحمل واکنش هاي شيميايي بعدي بشوند
براي اينکه کاملا شگفت زده شوند، وقتي آنها اين دستگاه را روشن کردند
بعد از تنها چند روز، مي ديديد
که اين رنگ صورتي رشد خواهد کرد
و بعد از چند روز ديگر، ماده اي چسبنده و سياه
دور اين الکترودها تشکيل مي گردد
الکترودها با مواد جديدي پوشيده مي شوند
ترکيبات آلي که معمولا با حيات رابطه دارند
و هر مواد آلي معمولي اي نبود
آمينو اسيدهايي بود که پروتئين مي سازند
عناصري براي حيات
آمينو اسيدها ساختار سازنده ي حيات هستند
آنها تشکيل پروتئين مي دهند
که ترکيبات کليدي براي ماهيچه ها و ديگر بافت ها هستند
مردم فکر مي کردند آها
اين قدمي کليدي در منشاء حيات است
و شما واقعا فکر مي کنيد که مي توانيد حيات را به مرده ها برگردانيد؟
اين بدن نمرده
هيچ وقت زندگي نکرده است
من آن را ساختم
اين آزمايش ترس آفرينش هاي فرانکشتاين مانند را افزايش داد
درست مثل اين فيلم اصلي، همان گوشه بود
داره حرکت ميکنه
مردم مي گفتند که آنها فرانکشتاين را در يک لوله ي آزمايشگاهي ساختند
زنده است
حالا مي دانم خدا بودن چه حسي دارد
آيا ميلر و يوري حيات را در يک لوله ي آزمايشگاهي درست کردند؟
بسياري از تيترهاي خبرگزاري ها مي گفت
حيات در آزمايشگاه درست شد
حيات در يک لوله ي آزمايشگاهي درست شد
خب، البته که اين اشتباه بود
خبر واقعي اين بود که او اين ترکيبات را درست کرد
که قسمتي از حيات هستند
با درست کردن آمينو اسيدها، آزمايش ميلر- يوري
به نظر مي رسيد تاييد کند که حق با داروين بود
حيات بايد در تالابي کم عمق شروع شده باشد
ولي سپس، 24 سال بعد، يک کشف شوکه کننده
اساسا اين ايده را به چالش کشيد
در کف اقيانوس تاريک
بيشتر از يک و نيم کيلومتر زير سطح آب
کاشفان يک دهانه ي گرمابي داغ پر از مواد معدني پيدا کردند
مثل آتش فشان هاي زير آبي
دماي آنها به بيش از 600 درجه مي رسيد
و بااينحال حيات در اينجا، بدون انرژي خورشيدي
و از طريق انرژي هاي شيميايي دهانه ها موفق بود
هيچ کس نمي دانست که حيات مي تواند بدون نور خورشيد موفق شود
اينجا شما اين دماي زياد
و اين فشار زياد را داريد
و شما بايد درک خود را تغيير دهيد
و بفهميد که اين فقط براي ما خيلي افراطي است
و لزوما براي باقي ميکروب ها افراطي نيست
به جاي تالاب کم عمق گرم
آيا اين محيط نامحتمل و تاريک مي تواند جايي باشد که حيات شروع شد؟
براي جواب به اين سوال، هزن تصميم گرفت
ساختار سازنده ي حيات را در شرايط محيط يک دهانه ي عميق دريايي درست کند
اولين فکر من اين بود که خدايا
چرا آزمايش ميلر- يوري را
در دما و فشار زياد انجام ندهيم؟
آزمايشگاه هزن
در موسسه ي کارنگي براي علم است
که به خاطر انجام آزمايش هايي که
فشارهاي شديد درون زمين را با ابزارهاي قدرتمندي
به نام بمب هاي فشار شبيه سازي مي کند مشهور است
به آنها به خاطر دليلي بمب مي گويند
چون چيزها مي توانند منفجر شود
هزن و همکارانش اين بمب هاي فشار را
با مدل محيط دهانه هاي عميق دريايي در يک
لوله ي طلايي کوچک وفق دادند
چيزي که آنها کشف کردند شگفت انگيز بود
هيچ اتفاقي نيافتاد
شما مي توانيد گازهاي پايه اي را بگيريد
مثل نيتروژن، دي اکسيد کربن و شايد مقداري ترکيبات گوگرد
مي توانيد آنها را ترکيب کنيد و آنها را در يک لوله ي طلايي بگذاريد
مي توانيد دماي آن را بالا ببريد
چيزي که خيلي جالب باشد دريافت نمي کنيد
فشردن و بالا بردن دماي عناصر تاثير کمي داشت
هزن داشت جرقه را گم مي کرد
مثل آزمايش ميلر- يوري
چيزي که باعث شروع شيمي کار شد
خب ما گفتيم: چه اتفاقي دارد مي افتد، تفاوتش چيست؟
خب، به محيط طبيعي نگاه کنيد
تمام اين سنگ ها و مواد معدني وجود دارند
بيايد يک سري سنگ و مواد معدني در آن بگذاريم
آنها مخلوط زمين اوليه را بازسازي کردند
ولي اين بار پودري آسياب شده از سنگ ها و مواد معدني را در آن ريختند
ولي آيا سنگ هاي مورد علاقه ي هزن، کار را انجام مي دهند؟
آنها دوباره آزمايش را انجام دادند
و اين بار اتم ها به مولکول هاي آلي جديدي تغيير شکل دادند
که شامل آمينو اسيدها هم مي شد
به محض اينکه شما پودر سنگ ها و مواد معدني را وارد
کپسول هاي طلايي مي کنيد
اتفاقات بسيار جالبي مي افتند
شما مولکول هاي زيستي درست کرده ايد
آنها پايدار تر مي شوند و بيشتر دوام مي آورند
و ما را به سمت گفتن
آها، اين بايد قسمتي از داستان بوده باشد، مي برد
درحاليکه هنوز دانشمندان بحث مي کنند
آيا حيات در تالاب هاي کم عمق شروع شدند يا دهانه هاي عميق دريا
هر دو طرف مي خواهند بدانند
چه نقشي سنگ ها و مواد معدني در اين داستان بازي مي کنند؟
يک جواب احتمالي را مي توان در لندن
در خواص قدرتمند گل يافت
بسياري از مردم با مواد آن آشنا هستند
بسيار گانجي است
اين يک کلمه ي بريتانيايي است
که کلا به چيزي نرم
و ناخوشايند اشاره مي کند
پيتر کاوني از دانشگاه لندن
مشغول بازي با گل ها در سطحي بسيار پيچيده است
او شبيه سازي هاي کامپيوتري قدرتمندي درست کرده
که مي تواند رد حرکت دقيق
تا ده ميليون اتم را بگيرد
گل مي تواند حاوي خاک رس باشد
که از بعضي از شايع ترين مواد معدني زمين تشکيل شده است
چيزي که آن را بسيار گانجي مي سازد
و شايد نکته اي ضروري در منشاء حيات است
را مي توان در اعماق آرايش اتمي آن ديد
شما مي توانيد اينجا ساختار پايه اي هر خاک رسي را ببينيد
شامل تعداد زيادي ورقه مي باشد
مثل يک دسته ورق بازي
ورقه هاي خاک رس فضاهايي بينشان دارند
که با آب و ديگر مولکول ها پر مي شوند
اين نواحي سطحي پهناور مي توانند به ساخت
مولکول هاي پيچيده تر و بصورت بالقوه حتي آر اِن اِي
قسمت مهمي در کد ژنتيکي حيات کمک کند
يکي از سخت ترين سوالات
در منشاء حيات
اين است که چطور از ساختارهاي سازنده
به ساختارهاي پيچيده اي
که مي دانيم براي سيستم هاي زنده بنيادي هستند مي رسيم
خاک رس مکانيزم مشخصي براي دسترسي به آن فراهم کرد
اين شبيه سازي ها نشان دادند که راز خاک رس
در سطحش قرار دارد
سطح اين مواد معدني بسيار شگفت انگيز هستند
آنها همه نوع ترفند شيميايي را انجام مي دهند
هزن مي گويد مواد معدني، مثل خاک رس
جنبه ي شگفت انگيزي از شيمي نشان مي دهند
چون سطح جايي است که واکنش ها انجام مي شود
و مي تواند به اهميت خود اجزاء باشد
بديع ترين شيمي در سطوح اتفاق مي افتد
بدن و سلول هاي شما تقريبا کاملا سطوحي هستند
که در آن شيمي انجام مي شود
بنابراين زماني که راجع به منشاء حيات فکر مي کنيم
مواد معدني نسبتا سطوحي که شما در بدنتان داريد
و کارهاي شيميايي را انجام مي دهد جايگزين مي کند
ما بالاخره داريم شروع به درک نقش محرمانه اي
که مواد معدني مي توانند در منشاء حيات بازي کنند مي کنيم
آنها يک سري اجزاء و سطوحي فراهم کردند
جايي که واکنش هاي شيميايي مهم اتفاق مي افتند
پس در چه زماني در مراحل رنگي هزن، تمام اين اتفاقات افتاد؟
يکي از بهترين مکان ها
براي فهميدن اين موضوع در استراليا است
جايي که هزن و گروهش، الان در جستجوي نشانه هايي
از حيات اوليه ي زمين هستند
باورم نمي شود اين سنگ ها
سه و نيم ميليارد سال عمر دارند
انگار که هفته ي پيش تشکيل شده اند
مارتين ون کرانندونک رهبري تيم را
به يک آرايش بسيار غير عادي سنگ ها برعهده دارد
شما بايد چشمانتان را قالب گيري کنيد تا بتوانيد آنها را ببينيد
تمام سنگ هاي چين دار و ورقه ورقه و سياه
آره
و سپس اگر شما يک مقدار عقب تر را نگاه کنيد
يک ساختار گنبدوار بسيار بزرگ را مي بينيد
هيچ روش مشخصي وجود ندارد
که يک فرآيند شيميايي يا فيزيکي آن را تشکيل دهد
دقيقا
اين اشکال عجيب
باقيمانده هاي فسيل شده از حيات به نام استروماتوليت هستند
که به خوبي در اين سنگ هاي باستاني حفظ شده اند
مکان شگفت انگيزي است
در حقيقت ما داريم به سطح
زمين باستاني نگاه مي کنيم
اين بستر دريا
در 3.4 ميليارد سال پيش بوده است و مي توانم آن را در حين کار ببينم
مثل عکسي منجمد شده از زمان است
ولي ميلياردها سال عوارض خود را برداشته اند
براي واقعا درک کردن استروماتوليت ها
ما بايد تقريبا 1300 کيلومتر از آنجا دور شويم
ديويد فلنري زمين شناس، به خليج کوسه آمده است
تا به جستجوي نوادگان دور آنها برود
درست زير سطح آب، او يک سري تپه ي گرد و سياه پيدا مي کند
استروماتوليت هاي زنده
محيط زيست مدرني مثل اينها
بسيار نادر است ولي آنها کليد
تفسير چيزي که در سوابق اوليه ي فسيلي مي بينيم هستند
بدون محيط زيستي مثل اينها، نخواهيم دانست
چطور استروماتوليت ها ساخته شدند
استروماتوليت ها چيزي شبيه مرجان ها هستند
يک ساختار معدني سخت که لايه به لايه ساخته شده است
نگاه دقيق تر، سازنده را نشان مي دهد
ميکروب ها، حيات تک سلولي
قسمت زنده ي يک استروماتوليت
تنها سطح آن است، جايي که ميکروب هاي زنده
ساختار آن را لايه به لايه مي سازند
چيزي کمتر از يک ميلي متر در سال
لايه ي بالايي اين استروماتوليت ها زنده است
با ميکروب هايي که ترفند قابل توجهي را اجرا مي کنند
آنها مواد معدني و شن را از آب مي گيرند
و از نظر زيستي، لايه به لايه آنها را مي چسبانند
و به تپه هاي سفت تبديل مي کنند
نتايج آن را مي توان امروزه در خليج کوسه
و در فسيل هاي باستاني ديد
بله و بزاريد اين بيرون زدگي رو نشونتون بدم
ديدن اين منظره خيلي جالبه
و اين بيرون زدگي منحصر به فرد است
ون کرنندانک عمر اين استروماتوليت را
تا 3.8 ميليارد سال پيش تخمين زده است
اين قديمي ترين فسيل حيات روي زمين است
همه مي خواهيم بدانيم از کجا آمده ايم
حيات از کجا سرچشمه گرفته است و چند سال پيش، در چه شکلي
و اين قديمي ترين شواهد مستقيمي است که
براي حيات روي زمين داريم
ولي در حاليکه استروماتوليت ها
قديمي ترين فسيل هاي حياتي هستند که ما پيدا کرده ايم
دليل نمي شود که آنها اولين موجودات زنده باشند
در حقيقت، ون کرنندانک فکر مي کند
که زماني که استروماتوليت ها ظاهر شده اند
مهماني حيات در اوج خود بوده است
جوامع و انجمن هايي وجود دارند
که بطور عجيبي ساختارهاي پيچيده اي مي سازند
به همين خاطر ما خيلي دير به مهماني آمده ايم
اتفاقات زيادي قبل از ما افتاده است
و اين پيچيدگي است که به ما مي گويد حيات
احتمالا خيلي زود روي زمين به وجود آمده است
بنابراين اگر اين فسيل هاي قديمي
بسيار پيچيده تر از آني هستند که قديمي ترين گونه ي حيات باشند
آيا مي توان چيزي قديمي تر را پيدا کرد؟
اين چيزي است که روث بليک زمين شناس در دانشگاه يل
تلاش مي کند با مراجعه به
معادل هاي زمين شناسي از تحقيق
از يک صحنه ي جرم بفهمد
جرم انجام شده است
مجرم فرار کرده
ولي نشانه هايي از خود به جا گذاشته اند
چون آنها محيط شان را تغيير داده اند
بليک يک سري از قديمي ترين سنگ هاي روي زمين را آناليز مي کند
مثل اين يکي از گرينلند
که در بستر يک اقيانوس شکل گرفته است
او به دنبال امضايي شيميايي از حيات مي گردد
که توسط ميکروب ها و باکتري ها جاي گرفته است
چيزي که با آن شروع مي کنيم اقيانوس مان است که در يک سنگ گير افتاده است
و امضاي زيستي بايد همين جاها باشد
ما بايد درش بياريم
در آزمايشگاه، بليک و گروهش
اين سنگ ها را ذوب مي کنند و مولکول هايي
که امضاي شيميايي ميکروب هاي باستاني روي آنها هست را استخراج مي کنند
تمام حيات، مثل اين ميکروب ها
مواد مغذي مصرف مي کنند تا انرژي توليد کنند
باقيمانده ها، اثر انگشت شيميايي حيات را حمل مي کنند
حتي امروزه، ما انسان ها اثر انگشت هاي شيميايي از خود به جاي مي گذاريم
براي مثال، وقتي نفس مي کشيم، اکسيژن را دريافت مي کنيم
و دي اکسيد کربن و بخار آب را بيرون مي دهيم
آن بخار آب با محيط اطراف شما تعامل خواهد داشت
به طرز شگفت انگيزي، سنگ هايي که عمر 3.5 ميليارد ساله دارند
در زمان استروماتوليت ها در استراليا
همچنين اثر انگشت شيميايي قوي اي از حيات حمل مي کنند
ولي وقتي بليک سنگ هاي گرينلند را
از 300 ميليون سال پيش تر آناليز مي کند
کشف شگفت انگيزي انجام مي دهد
تا 3.5 ميليارد سال پيش
امضاي زيستي قوي اي مشاهده مي کنيم
و سنگ هاي قديمي تر دارند به آن مي رسند
ولي نه کاملا
ولي باور داريم که چيزي آنجا مشاهده مي کنيم
بليک باور دارد نشانه هاي ضعيفي از حيات
در 3.8 ميليارد سال پيش پيدا کرده است، تنها 700 ميليون سال
بعد از اينکه زمين درست شد، در ابتداي دوره ي آبي
چيزهاي زيادي هستند که هنوز راجع به اوايل سياره
نمي دانيم ولي بعضي از چيزها دارند واضح تر مي شوند
اگر مي توانستيد 4 ميليارد سال
به عقب برگرديد، قسمت هايي از زمين ما
آنقدر ها هم با
اين ساحل جنوبي کاليفرنيا فرقي نمي کرد
به غير از موج سواران و سگ ها
شما مي توانستيد روي صخره ها بايستيد که احتمالا از جنس گرانيت بودند
به چشم انداز اقيانوس هايي نگاه کنيد که دائما با مواد معدني
و حيات اوليه ي ميکروبي غني تر مي شدند
ولي شما با درد زيادي سريعا مي مرديد
و در جو سنگين آن زمان خفه مي شديد
که پر از نيتروژن و دي اکسيد کربن بود
ولي اکسيژن آزاد به وجود آورنده ي حيات يافت نمي شد
سپس اتفاقي واقعا شگفت انگيز افتاد
آن ميکروب هاي به نظر بي آزار
که در آب يا روي استروماتوليت ها شناور بودند
شروع به تغيير همه چيز کردند و زمين را به رنگ قرمز در آوردند
واو
اوه خداي من، اين خيلي جالبه
مکان هاي زيادي روي زمين وجود ندارد
که شما بتوانيد همچين چيزي را مشاهده کنيد
باقيمانده اي از زمين قرمز را مي توان در استراليا ديد
در همرزلي بيسين در پارک ملي کاريجيني
در اين سنگ ها، هزن
دست آوردي شگفت انگيز از حيات اوليه پيدا کرد
تا شروع به رشد و توسعه کند
چيزي که اينجا مي بينيم، يکي از بزرگ ترين ترفندهايي است
که حيات تا به حال پيدا کرده است
و اين بود که چطور نور خورشيد را بگيرد
و آن را به انرژي تبديل کند
ميکروب ها، مثل آن هايي که در استروماتوليت هاي خليج کوسه بودند
در نهايت از طريق فتوسنتز شروع به تغذيه
از انرژي خورشيد کردند
اين کار منجر به افزايشي چشمگير
در گازي بود که زمين به آن عادت نداشت
اکسيژن
درحاليکه براي ما، اکسيژن يک گاز بي خطر زندگي دهنده است
براي جهاني که به آن عادت ندارد
اکسيژن مخلوطي خورنده و خطرناک درست کرد
اقيانوس هاي اوليه با آهن حل شده پر بودند
اکسيژن جديد با آهن واکنش نشان داد
و کم کم زنگ زد
و داخل دريا ته نشين شد
اين ميکروب هاي کوچک، آنها جانداراني ميکروسکوپي هستند
و شما فکر نمي کنيد آنها بتوانند کار زيادي انجام بدهند
ولي وقتي آنها آن اکسيژن را توليد کردند
و اکسيژن، با آهن موجود در اقيانوس ها واکنش نشان داد
بزرگ ترين ته نشين آهن دنيا را در اختيار خواهيد داشت
که هزاران متر آهن، صدها کيلومتر را پوشانده بود
اين تشکيلات محيط وسيعي
با تريليون ها تن سنگ آهن پوشش مي دادند
اين پي آمدي غير قابل تصور
از تنفس تريليون ها تريليون ميکروب ها است
اين تغييري اساسي در شيمي زمين است
اين نتيجه ي افزايش اکسيژن است
افزايش اکسيژن که باعث زنگ زدگي آهن شد
و زمين را به مرحله ي قرمز فرستاد
همچنين مواد معدني جديدي درست کرد
به عنوان يک معدن شناس، وقتي به تاريخ زمين نگاه مي کنم
تحولات بزرگي را شاهد هستم
برخوردهاي شکل دهنده ي ماه را مي بينم
تشکيل اقيانوس ها و الي آخر را مي بينم
ولي هيچ چيز، هيچ چيز قابل مقايسه با
چيزي که حيات و اکسيژن براي درست کردن مواد معدني جديد کردند را نکرده است
بعضي تخمين مي زنند که شهاب سنگ هايي که زمين را تشکيل دادند
تنها حدود 250 مواد معدني داشتند
امروزه بيش از 5 هزار مواد معدني وجود دارد
هزن باور دارد که دو سوم تمام مواد معدني
که حالا سياره ي ما را مي سازند
با ورود اکسيژن ساخته شده اند
و اکثر آنها در عوض توسط حيات درست شده اند
ياقوت
خيلي شگفت انگيزه
سنگ ها حيات را درست مي کنند، حيات، سنگ ها را
آنها با روش هايي که تنها الان به آنها توجه شده است در هم پيچيده شده است
ولي جاده ي رو به رو براي حيات و سنگ ها
آسان نخواهد بود
همچنانکه به سمت دوره ي بعدي زمين مي رويم
قاره هاي جديد تشکيل مي شوند و از هم جدا مي شوند
که مي تواند افراط هاي تماشايي در آب و هوا را درست کرد
زمين به انجمادي يخي وارد مي شود و آن را سفيد مي کند
در اين شرايط منجمد، حيات تقريبا نابود شد
خوشبختانه، آتش فشان هاي فعال
هنوز از ميان لايه هاي يخي بيرون مي زدند
و دي اکسيد کربن را بيرون مي دادند
مثل يک پتوي گرمايي دور زمين ما
گرما را نگه داشت و حيات را نجات داد
تقريبا حيات خاموش شد
و سپس دي اکسيد کربن بيشتر و بيشتر شد
و تاثير گلخانه اي داغ و داغ تر شد
و ناگهان سياره ذوب شد
شرايط چرخه هاي اين توپ برفي گلخانه اي
نتايج عميقي براي حيات داشت
يکي از نتايج اکسيژن بيشتر بود
که در نهايت به ورود حيوانات بزرگ تر اجازه داد
تغييرات چشمگير در طي زمين سفيد
که ما را به دوره ي حال حاضر مي رساند
که از 540 ميليون سال پيش شروع شده است
سياره اي زنده
که با گياهاني متنوع و جانداراني منحصر به فرد پر شده است
ولي آن گونه هاي حياتي براي زنده ماندن
بهترين آنها با يکديگر رقابت مي کنند
و سنگ ها مي توانند فرق
بين حيات و مرگ را مشخص کنند
اين کشمکش را مي توان در مراکش ديد
در کناره ي کوه هاي آنتي اطلس
اينجا، باب هزن و آدام آرونسون
به دنبال شواهدي از يک ترفند فرگشتي هستند
که يکبار ديگر نشان مي دهد که چطور حيات و سنگ ها
با يکديگر جهش بزرگي را انجام دادند
حدود 520 ميليون سال پيش
اين دره يک اقيانوس کم عمق بود که با گونه هاي جديدي از حيات پر شده بود
اين زماني بود که تنوع حيات روي زمين منفجر شده بود
و همگي آنها در دريايي زنده رشد مي کردند
اگر شما غواص بوديد و از اين تپه ي دريايي پايين مي رفتيد
گونه هاي حياتي متنوعي را مي ديديد که شنا مي کردند
بسيار جالب و احتمالا بسيار هم رنگارنگ
جانداري وجود دارد که بر اين تپه ي دريايي حکومت مي کرد
و هزن مي خواهد آن را پيدا کند
هيچي نيست
و اينجا هم هيچي نيست
شکار فسيل يک نوع بازي شانسي است و به پافشاري شما بستگي دارد
ولي طولي نمي کشد که هزن به طلاي زمين شناسي مي رسد
خدايا، نگاه کن
خيلي جالبه
تريلوبيت
هي، نگاه کن، يکي ديگه اونجاست
و اونجام دوتا ديگس
پسر، اين سنگ گرانبهاييه
تريلوبيت هاي اينجا شگفت انگيزن
چون اينها قديمي ترين حيواناتي هستند که شما مي تونيد پيدا کنيد
و به عنوان چيزي که بهش فسيل گفته ميشه حفظ شده
و شما ميتونيد تو دستتون نگهش داريد
بعضي از اين تريلوبيت ها مثل خرچنگ هاي نعل اسبي هستند
که در بستر اقيانوس حرکت مي کنند
دليلي که آنها، امروزه به عنوان فسيل پيدا مي شوند
به اين خاطر است که آنها
ترفند فرگشتي شگفت انگيزي را توسعه داده اند
لاک ها
لاک تريلوبيت ها از کربنات کلسيم درست شده است
مواد معدني يکساني که در سنگ آهک پيدا مي شود
سنگي که اهرام مصر را با آن ساخته اند
در واقعيت، خود حيات براي منعفت خودش
شروع به ساختن سنگ ها کرده است
و اين ايده همه گير شد
اگر شما يک لاک داشته باشيد، نسبت به حيواناتي با بدن نرم که لاک
يا پوسته اي ندارند زمان بسيار بيشتري زنده مي مانيد
تريلوبيت ها يک برتري داشتند
اين بقاي جاندار بهتر است
لاک معدني تريلوبيت ها
خبر از دوره ي جديدي در فرگشت حيوانات مي دادند
که سياره ي ما را به مرحله ي حالا پرتاب کرده است
زمين سبز، زميني که غني از حيات متنوع است
از انسان ها تا تريلوبيت ها، ما فرگشت و بقاي خود را
مديون دنياي مواد معدني هستيم
با لاک ها و پوسته ها، تا در نهايت استخوان ها و دندان ها
که راه را براي حيات هموار کرد تا بزرگ تر و قوي تر شود
تمامي شواهدي از همکاري حيات با مواد معدني
براي برتري فرگشتي خودش است
ما قرن ها فکر مي کرديم
حيوانات و مواد معدني قلمروهاي جداگانه اي هستند نه؟
ولي اينطور که پيداست آنها با هم اشتراک دارند
آنها در هم تنيده شده اند و با هم رشد کردند
حيات مواد معدني را مي سازد
و مواد معدني منجر به پيدايش گونه هاي جديد حيات مي شود
نمي توانيد دوتاي آنها را جدا کنيد
حيات و سنگ ها در ميلياردها سال از تاريخ زمين
کاملا در هم تنيده شده اند
يکي از محبوب ترين مکان ها براي هزن
براي ديدن اين تاريخ در هم تنيده شده ي حيات و مواد معدني
در پرتگاه کلورت در ميان خليج چسپيک است
او و همسرش مارجي
پوسته ها و دندان ها کوسه را از
حدود 18 ميليون سال پيش، زماني که جانداران بسيار بزرگ دريايي اينجا شنا مي کردند جمع آوري مي کنند
خيلي خوبه. قشنگ نيست؟
شما بين ساحل دندان هايي را
پيدا مي کنيد که 5 تا 6 و گاهي اوقات تا 7 اينچ درازتر هستند
با کناره هاي دندانه دار و دندان هايي به تيزي تيغ
اينها جانداران بزرگي بودند
کوسه هايي که احتمالا 15 تا 18 متر طول داشتند
اين غول هاي دريايي
وال هاي بزرگ امروز را بسيار کوچک جلوه مي دادند
و استخوان ها و دندان ها با مواد معدني اي درست شده اند
که آنها را قادر ساخت تا بسيار بزرگ و قدرتمند شوند
آنها وال ها را مي خوردند
دلفين ها برايشان خوراکي مختصر بوده است
آنها تنها قسمت کوچکي از داستان فرگشتي مشترک است
که به آغاز زمين برمي گردد
حيات و سنگ ها، همگي قسمتي از يک داستان يکسان هستند
قدم به قدم، در طول فرگشت زمين
مواد معدني و حيات جرقه ي واکنش هاي شيميايي اي را زدند
که سياره را به شکلي که امروز مي بينيم در آوردند
و کمک کردند حياتي که امروزه مي شناسيم درست شود
در اين مکان، حس بيکراني زمان
و پايداري تغييرات را خواهيد داشت
حيات، محيط اطراف ما را با روش هايي بسيار فوق العاده
حجاري و درست مي کند
و قدرت حيات در تغيير شکل دادن يک سياره را مي فهميم
البته که انسان ها هم در زمين تغيير شکل ايجاد مي کنند
ما شهرها و جاده ها را مي سازيم
ما ترکيب جو
و ترکيب اقيانوس ها را تغيير داديم
تغييرات جهاني اي به وجود خواهد آمد
اين تغييراتي که نتايج آن کم کم دارند معلوم مي شوند
آخرين فصل در تاريخ حماسي زمين است
داستاني که در
چهار و نيم ميليارد سال پيش با يک سنگ شروع شد
مترجم:AmirGhool Bigbangpage.com AwesomeDaruis@gmail.com