חומר רקע לשיחות "חיים חדשים", 1184

היווצרות החיים

(מדומם לחי)

מטרות:

• איך התפתחו חיים, מאלמנטים דוממים?

• האם האדם, יצליח בעתיד להפיח חיים בדומם?

• מהו הגבול של כל צורת חיים?

• מה קורה במעבר, בין צורות חיים שונות?

• מהי צורת החיים הבאה?

קליפ: מוצא החיים מוסבר בפשטות:

https://www.youtube.com/watch?v=M6bRXtxQuEY

דקה 09:23 עד 10:36 מה הופך חומר דומם לחומר חי?

פתיחה:

מאז ומתמיד, מוצא החיים היה ה-נושא שעליו תהה האדם. על בסיס תהיה זו, ותשובות אפשריות אליה, נוצרו אמונות רבות. התהיה היא על היווצרות העולם בכלל, אך התהיה המעניינת ביותר היא איך נוצר דבר חי, מחומרים שהיו לפני כן דוממים. מהו הרכיב ש"הצית" את החיים במערכת הדוממת, והתניע תהליך של היווצרות יותר ויותר חיים, מסוגים שונים שהתפתחו עד היום.

זרימת התכנית:

• מהם החיים?

• מוצא החיים

• מנגנון היווצרות החיים

• קשר בין רמות החיים

• מהי דרגת החיים הבאה?

מהם החיים?

הגדרת החיים תמיד היוותה אתגר עבור מדענים ופילוסופים, וכללה הגדרות רבות ומגוונות. זה באופן חלקי מכיוון שחיים הם תהליך, ולא חומר.

הגדרה ביולוגית:

מאחר שאין הגדרה חד-משמעית של החיים, רוב ההגדרות הנוכחיות בביולוגיה הן תאוריות. החיים נחשבים למאפיין שמקיים את כל או את רוב התנאים הבאים:

1. הומאוסטזה - היכולת לשמור על איזון פנימי ועל סביבה פנימית יציבה וקבועה, עד כדי שינויים קלים. לצורך שמירה על איזון זה, קיימים תמיד:

   • סדר פנימי קפדני - ליצורים חיים ישנה אנטומיה קבועה עד לרמת המיקרואנטומיה. בכל חלק של היצור החי, ואפילו הגדול ביותר שביצורים, ישנו ארגון קבוע מראש עד לרמת המולקולה.

     • התא - היחידה הבסיסית השומרת על כל מאפייני החיים היא התא. כל יצור חי חייב להיות מורכב מתא, השומר בתוכו על סדר פנימי מוגדר היטב, או מאוסף תאים המסודר בצורה מוגדרת היטב, ומורכב מתאים תאים אשר כל אחד מהם שומר על סדר פנימי מוגדר היטב.

   • חילוף חומרים - היכולות לקלוט אנרגיה מסביבת המחיה, להמיר אותה לסוג האנרגיה הנדרש ולהפריש את הפסולת שנוצרה בתהליך ההמרה.

   • רגישות ותגובה לגירויים חיצוניים - היכולת להגיב לגירויים שמקורם בסביבה החיצונית או בסביבה הפנימית של היצור החי.

2. התפתחות הפרט - ניתן להגדיר פרקי זמן הן עבור תהליך היווצרותו של הפרט והן עבור תהליך מותו והתפרקותו. ניתן לצפות בפרקי הגדילה וההתפתחות. בחלק מן המקרים ישנה גדילה והתפתחות במהלך כל תקופת החיים. בחלק אחר מן המקרים ישנה הגעה לבשלות, שלאחריה מגיע שלב ההזדקנות[דרושה הבהרה].

3. אבולוציה ותורשה - המידע הנצרך ליצירתו של הפרט מועבר אליו בתורשה מן היצורים החיים שיצרו אותו. לאותו פרט ישנם מנגנוני רבייה הממשיכים תורשה זו לצאצאיו, וחוזר חלילה. המידע התורשתי משתנה באופן מזערי מדור לדור, ברמת האוכלוסייה. שינוי זה מאפשר, בצירוף ברירה טבעית, את תהליך האבולוציה.

https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%99%D7%99%D7%9D

• על פי חוכמת הקבלה:

  • מה היא ההגדרה לדומם?

  • מה היא ההגדרה לחיים? מה נחשב חי?

  • איזה שינוי קורה שהופך דומם לצומח? או לחי?

  • מה גבול היכולת של דומם? של צומח? של חי? 

  • איפה עובר הגבול בין דומם לצומח? בין צומח לחי? 

  • האם המעבר מדומם לחי קורה בצורה פתאומית?

  • מה קורה באזור ההפרדה בין דומם לחי? מה מתקיים שם?

• מה מחדשת חכמת הקבלה בהסתכלות על דומם, צומח וחי?

מוצא החיים

לפני שהתקיימו החיים כפי שאנו מכירים אותם, היו כאן מולקולות, ולאחר מספר שלבים רבים ובלתי צפויים המולקולות הללו עברו מהפך רציני: הן הפכו למערכות מורכבות שבאפשרותן להשתכפל, להעביר מידע וליזום תגובות כימיות. אולם, השלב הראשון שהוביל למהפך זה עדיין נותר אחת מהתעלומות הגדולות בעולם המדע. מחקר חדש מציע כי אבני הבניין של החיים – המולקולות טרום-החיים – יכלו להיווצר באטמוספירה של כוכבי הלכת המרוחקים מכדור הארץ, שם סביבת האבק מספקת להם תשתית בטוחה ומגינה להיווצר וגם את הפלסמה הסובבת אותן המספקת להן מספיק אנרגיה, בכמות הנדרשת לבריאת חיים.

"אם יצירת החיים היא כמו משחק הרכבה (לגו או פאזל) – משחק הרכבה גדול ומורכב ביותר – הייתי מדמיין את המולקולות טרום-החיים כחלק מפיסות הפאזל הפרטניות," אמר הפרופסורCraig Stark מאוניברסיטת סנט אנדריוס. "כאשר משלבים יחדיו את הפיסות מקבלים מבנים ביולוגיים מורכבים מאוד המובילים לתמונה ברורה ומובנית יותר. וכאשר כל הפיסות נוחתות במקומות הנכונים להן, התמונה המתקבלת היא החיים עצמם."

https://www.hayadan.org.il/prebiotic-molecules-may-form-in-exoplanet-3012137

• איך התחילו החיים?

• מהיכן הגיעה האנרגיה? מה התחיל את התהליך של מכאוס לבריאה? 

• האם קיים אלמנט פנימי, בכל צורת חיים, שדוחף להתפתחות, או שמעורב כוח חיצוני?

שאלת מוצא החיים העסיקה תרבויות אנושיות רבות ומעסיקה גם את המדע. המחקר אודות מוצא החיים מחפש הסבר להיווצרות החיים על פני כדור הארץ תחת הנחת יסוד לפיה חוקי הטבע החלים על החומר הדומם חלים גם על החי וכי ניתן להסביר את המעבר מחומר לא-חי לחומר חי על סמך חוקים אלה. במדעי הטבע, אביוגנזה (בלועזית: Abiogenesis, אביוגנזה) - אבולוציה אקראית - היא השערה שהחיים על פני כדור הארץ נוצרו בתהליכים אקראיים מחומר דומם. נכון להבנה בת זמננו מהי צורת החיים הפשוטה ביותר שיכולה להתקיים. מאמץ לא מבוטל מושקע בניסיון לפתור את בעיית אי-ההתכנות של אביוגנזה. המחקר מנסה להתקדם משני כיוונים הפוכים: "מלמעלה למטה" - ניסיון להנדס תא חי מינימלי, כלומר התא הפשוט ביותר האפשרי שיכול להתקיים ולהתרבות. הכיוון ההפוך הוא "מלמטה למעלה" - ניסיון למצוא מנגנונים אפשריים שישפרו את הסיכוי לאביוגנזה.

הצעות שאינן מתחום הביולוגיה והביוכימיה כוללות את ההשערה שהיקום אינסופי - ולכן יש אינסוף פלנטות דמויות ארץ כך שכל סיכוי גדול מאפס חייב להתממש, והשערה דומה לגבי קיום אינסוף יקומים מקבילים. בשני המקרים אביוגנזה חייבת להתרחש, יהיו הסיכויים נמוכים ככל שיהיו ובתנאי שהם גדולים מאפס. אביוגנזה היא תחום מחקר מוגבל, על אף השפעתה העמוקה על הביולוגיה ועל ההבנה האנושית של העולם. ההתקדמות הנרשמת בתחום זה איטית, ולעת עתה אין מענה לשאלה, כיצד נוצרה אותה נקודת חיים ראשונה ממנה, על פי הטענה, התפתחו שאר החיים. תורת האבולוציה מסבירה כיצד צורות חיים מורכבות ומגוונות הקיימות כיום התפתחו מצורות חיים פשוטות יותר. חשיבותה בכך שהיא ממקדת את בעיית מוצא החיים בשאלת מוצאו של היצור החי הראשון, ולו הפשוט ביותר. אך למרות זאת עד היום לא נמצא הסבר שלם ומניח את הדעת להיווצרותו של אותו יצור חי ראשוני, וזאת חרף התקדמות עצומה בהבנת התפתחות החיים וכדור הארץ הקדום - אחת הסיבות לכך היא שאין הגדרה מניחה את הדעת למושג חיים. מספר השערות ועדויות ניסיוניות מצביעות על פתרונות אפשריים לתעלומה זו המובאים להלן.

https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%9E%D7%95%D7%A6%D7%90_%D7%94%D7%97%D7%99%D7%99%D7%9D

מנגנון היווצרות החיים

• מה הופך מולקולות, וחומרים דוממים, ליצורים חיים?

• איך צורת חיים מסוימת, פורצת את הגבולות של עצמה ומתפתחת למשהו אחר?

• איך חומרים כימיים התפתחו ליצורים חיים?

• דומם:

  • למה השרשרת מתחילה דווקא מהדומם? 

  • איך דומם מתפתח? הוא ''רוצה'' להתפתח? 

• האם הכוח החיצוני גורם לכוח הפנימי של אותה צורה לרצות את ההתפתחות?

• מה מטרת התהליך ההתפתחותי האבולוציוני הזה? לאן הוא מוביל?

• האם יש משהו מיוחד באבנים ודומם שאין בצמחים? האם יש משהו מיוחד הצומח שאין בחי?

קשר בין רמות החיים

• כאשר רמה אחת מתפתחת לרמה הבאה, האם נשאר בה זיכרון של הרמה הקודמת? 

• מה קורה לצורת הבסיס (דומם) במעבר מדומם לצומח? האם היא משתנה או נשארת בדיוק כמות שהיא? 

• על פי חוכמת הקבלה:

  • מה תפקיד הדומם במציאות?

  • מה תפקיד החי במציאות?

  • האם יש קשר בין הדומם לחי?

• איזו תקשורת מקיימות הדרגות השונות ביניהן (דומם-צומח-חי)?

מהי דרגת החיים הבאה

• אם כל התהליכים האבולוציוניים מקדמים את היצורים בטבע לרמת חיים מפותחת ומורכבת יותר ויותר, מה היא דרגת החיים הבאה?

• האם צורת החיים שלנו כיום כבני אדם היא הצורה המפותחת ביותר, או שמחכה לנו צורה מפותחת יותר?

• מה יהיה שונה בצורת החיים המתקדמת יותר?

• מה ישתנה בנו כיצורים חיים?

• מהו המרכיב בתוכנו שיעבור אבולוציה?

• איך נכון להכין עצמנו לקראת החיים החדשים?

• האם יש אפשרות להאיץ את התהליך?