تسعة وعشرين دليل على الميكروتطور

التأكيدات على صحّة التنبؤ:

1-المركبات الكيميائيّة المشتركة للحياة (البوليمرات):

إنَّ كل التراكيب أو البُنى التي تستخدمها كل الكائنات الحيّة المعروفة لتأدية هذه العمليّات الأربعة الرئيسيّة, كل هذه التراكيب متشابهة جداً, بغضَّ النظر عن الفروقات البسيطة. فكل الكائنات الحيّة تستخدم البوليمرات لتأديّة هذه الوظائف الأربعة الرئيسيّة. و قد قام علماء الكيمياء العضويّة بتركيب مئات البوليمرات المختلفة, و مع ذلك فإنَّ البوليمرات التي تستخدمها الكائنات الحيّة في كل الأنواع, هي ثلاثة فقط:
1-البولينكليوتيدات ( و هي بوليمرات خطيّة مُكوَّنة من العديد من الوحدات النكليوتيديّة, و تُشكل مقطع من جزيء الحمض النووي).
2-البوليبيبتيدات (مجموعة من الحموض الأمينيّة المتَّحدة مع بعضها).
3-البوليساكورايدات (كربوهيدرات معقَّدة تتكوَّن من أكثر من سكر واحد).
بغض النظر عن نوع الكائن الحي, فإنَّ البروتينات و الـDNA و الـRNA المُستخدمة في الأنظمة الحيّة المعروفة, تمتلك نفس خاصيّة تركيب الجزيئات بشكل غير متطابق, بالرغم من أنه يوجد على الأقل اختياران متكافئان كيميائيّاً لكل من هذه الجزيئات.
على سبيل المثال, لدى الـRNA أربعة مراكز في حلقة الرايبوس, و هي غير قابلة للتداخل مع نُسخها المُكافئة لها, و ذلك يعني أن الـRNA يمتلك 16 آيسومرات مجسّمة محتملة و لكن واحد فقط منها يوجد في RNA الكائنات الحيّة المعروفة.
(الرايبوس: هو سكر خماسيّ البلورات يتشكل عند حلمأة الـRNA (أي تحللهُ بالماء)).
(الآيسومر المجسَّم: أحد مركبين كيميائيين يمتلكان بنية جزيئيّة متطابقة, و لكن يختلفان في الترتيب المكاني للذرَّات).
2-الحموض الأمينيّة هي المادة الوراثيّة للحياة:
تم عزل الحموض النووية للمرة الأولى من قِبَل فريدريك ميسكار عام 1869, و ذلك بعد عشرة سنوات من نشر كتاب أصل الأنواع. و استغرق الأمر 75 سنة بعد ذلك الاكتشاف قبل أن يتم تعريف الـDNA و تمييزه كمادة الحياة الوراثيّة. (Avery et al 1944)
من المعقول جداً أننا وجدنا مواد وراثيّة مختلفة لكل نوع من الكائنات الحيّة. و في الحقيقة, مازال من الممكن أن الأنواع المكتشفة حديثاً قد تمتلك مواد وراثيّة غير معروفة لنا. و لكن مع ذلك, فكل أنواع الحياة المعروفة تستخدم نفس البولميرات و البولينكليوتيدات (DNA أو RNA) لتخزين المعلومات الخاصة للنوع.
كل الكائنات الحيّة المعروفة تؤسس عمليّة التكرار التي تقوم بها, على نسخ و مضاعفة الجزيئات.
و الـDNA المُستخدم من قِبَل الكائنات الحيّة مُركّب باستخدام أربع نوكليوسايدات فقط (ديوكسايدانازين, ديوكساثيميدين, ديوكسيسيتيدين, و ديوكسيغوانوزين) من العدد الكبير المعروف (على الأقل 102 منها تتشكَّلُ في الطبيعة تحت التأثيرات الطبيعيّة , و العديد منها قد تم تركيبهُ بشكل اصطناعيّ في المختبرات).
((Rozenski et al.1999)-(Voet and Voet1995,p.969))
3-التحفيز الكيماوي للبروتينات:
لكي تقوم الكائنات الحيّة بتأدية الوظائف الضروريّة للحياة, يجب عليها أن تُحفِّز التفاعلات الكيميائيّة. و في كل الكائنات الحيّة المعروفة, التحفيز الإنزيميّ مُستندٌ على إمكانيّاتٍ تُوفِّرها جزيئات البروتين (و في بعض الحالات النادرة لكن المهمة, توفِّرها جزيئات الـRNA).
يوجد أكثر من 390 حمض أميني تتشكل طبيعيِّاً, ((Voet and Voet1995,p.69)-(Garavelli et al.2001)), لكن جزيئات البروتين التي تستخدمها كل الكائنات الحيّة المعروفة تتشكل بنفس مجموعة الحموض الأمينيّة الاثنين و عشرين.

الشيفرة الوراثيّة المشتركة, العالميّة:
لا بُدَّ من وجود آلية لنقل المعلومات من المادة الوراثيّة إلى المادة المُحفّزة. و كل الكائنات الحيّة, عدا بعض الاستثناءات النادرة, تستخدم نفس الشيفرة الوراثيّة لتقوم بذلك.
الاستثناءات المعروفة القليلة, مع ذلك, هي اختلافات بسيطة من الشيفرة الوراثيّة العالميّة
((Lehman2001)-(Voet and Voet1995,p.967)),
و ذلك تماماً كما تنبأ علماء الأحياء التطوُّريِّون بالاستناد على نظريّة الأصل المشترك قبل سنواتٍ عديدة من الحل النهائيّ للشيفرة الوراثيّة.
((Brenner1957)-(Crick et al.1961)-(Hinegardner and Engelberg1963)-(Judson1996,p.280-281))
إنَّ العلماء الذين حلّوا رموز الشيفرة الوراثيّة في خمسينيّات و ستّينيّات القرن العشرين, قد عملوا تحت فرضيّة أنَّ الشيفرة الوراثيّة هي شيفرة عالميّة.
(Judson 1996, p. 280-281)
جميع هؤلاء العلماء (فرانسيز كريك, وسيدني برينير, و جورج غامو, و عدة علماء آخرين) اتَّبعوا ذلك الفرض و برروهُ بالاستناد على الاستنتاجات التطوُّريّة, حتى في غياب أي دليل تجريبيّ مباشر للشيفرة الوراثيّة العالميّة.
"ألحَّ كريك على فرضيّتي مبسَّطتين جريئتين لرفاقِهِ الآخرين....فقد افترضوا, ببعض القلق, أنَّ الشفرة الوراثيّة قد تكون هي نفسُها لكل الأشياء الحيّة. و لمن يكن من دليل على ذلك الفرض.... رغم ذلك, بَدَت العالميّة حتميّة لسبب واضح.. و هو أنَّ الطفرة التي تغيّر حرف أو كلمة واحدة من الشيفرة, ستغيّر معظم بروتينات الكائن الحي, و قد بدت بكل تأكيد طفرة مهلكة"
(Judson1996,p.280-281)
في الحقيقة, كانت فرضيّة الشيفرة الوراثيّة العالميّة إحدى الأدوات التي قادتهم للنجاح في حل الشيفرة.
على سبيل المثال, قبل عشرة سنوات تقريباً من حل الشيفرة الوراثيّة, في عام 1957, نشر سدني برينير ورقة بحثيّة مؤثرة, حيث استنتجَ فيها أنَّ كل الشيفرات الثلاثيّة المُتداخلة, مستحيلة إذا كانت الشيفرة عالميّة.
(Brenner 1957)
اعتُبِرت تلك الورقة على نطاق واسع, نقطة تحوُّل لأنَّ العديد من الباحثين كانوا يميلون نحو الشيفرة المتداخلة. بالطبع, تبيّن أنَّ برينير كان مُحقَّاً حول طبيعة الشيفرة الوراثيّة الحقيقيّة.
في عام 1961, قبل خمس سنوات من حل الشيفرة, أشارَ كريك إلى ورقة برينير البحثيّة في تقريره, الذي شكل نقطة تحوُّل أيضاً, إلى "مجلة الطبيعة", "الطبيعة العامة لشيفرة البروتينات الوراثيّة" (Crick et al.1961).
بالرغم من أنَّ مثال الكائن الحي المستخدم في الورقة البحثيّة كان "بكتيريا إي.كولاي", عنوَنَ كريك البحث بعنوان "الشيفرة الوراثيّة للبروتينات" و ليس "الشيفرة الوراثيّة" أو "الشيفرة الوراثيّة للبكتيريا إي.كولاي".
في تلك الورقة, استنتج كريك و معهُ علماء آخرون أنَّ الشيفرة:
(1) ثلاثيّة
(2) غير متداخلة
(3) يُمكِن قراءتها من نقطة بداية ثابتة (و هي كودون البداية). (Crick et al.1961)
(الكودون:سلسلة من ثلاث نيكليوتيدات, تُشكل معاً مقطع من الشيفرة الوراثيّة في جزيء DNA أو RNA)
كانت هذه الاستنتاجات مستندةٌ بشكلٍ واضح على فرضيّة أنَّ الشيفرة هي نفسها في التبغ و البشر و البكتيريا, بالرغم من عدم وجود دعم تجريبيّ مباشر لها.
عندما تم تطبيق هذه الاستنتاجات على الكائنات الحيّة من البكتيريا إلى البشر, تبيّن أنها صحيحة. و هكذا, فالعمل التجريبيّ افترض أيضاً وجود شيفرة عالميّة نتيجةً لنظريّة الأصل المشترك.
في عام 1963, قبل ثلاث سنوات من حل الشيفرة الوراثيّة, نشَر "هينيغاردنير" و "إينجلبوغ" ورقة بحثيّة في مجلة "العلم" يشرحان فيها رسميّاً التفسير التطوُّري للسؤال: لماذا يجب أن تكون الشيفرة الوراثيّة عالميّة إذا كانت فرضيّة الأصل المشترك صحيحة, وذلك لأن معظم الطفرات في الشيفرة من المحتمل أن تكون قاتلة لكل الكائنات الحيّة.
بالرغم من أنَّ هؤلاء الباحثين الأوائل قد توقعوا أن تكون الشيفرة الوراثيّة عالميّة بالاستناد على الأصل المشترك, و توقّعوا أيضاً وجود اختلافات بسيطة في تلك الشيفرة.
هينيغاردنير و إينجلبوغ, سما بوجود بعض الاختلافات في الشيفرة الوراثيّة ضمن استنتاجاتهم, و تنبئا كيف يجب لمثل هذه الاختلافات أن تنتشر, إذا وُجِدَت.
"...إذا كانت الشيفرات الوراثيّة المختلفة موجودة حقاً, فيجب أن تكون مُرتبطة مع تصنيفات كبيرة من مجموعات الكائنات الحيّة التي تعيش في مكان أو زمان محدد, و التي تمتد جذورها بعيداً في الماضي."
(Hinegardner and Engelberg 1963)
و بنفس الطريقة, قبل أن يتم البحث عن الشيفرات البديلة, "فرانسيس كريك" و "ليزلي أوغل" عبَّرا عن تفاجئهما بأنَّ المتغيّرات البسيطة في الشيفرة لم تتم ملاحظتها بعد: "إنه من المفاجئ إلى حدٍّ ما أنَّنا لم نلاحظ للآن الشيفرات الوراثيّة المختلفة جداً للكائنات الحيّة."
(Crick and Orgel1973,p.344)
لقد كان كريك و أورغل محقَّان في تفاجئهم, فنحنُ نعرفُ اليوم بوجود عشرات الاختلافات عن الشيفرة الوراثيّة العالميّة القياسيّة.
كما تنبَّأ هينيغاردنير و إينجلبوغ, الاختلافات البسيطة في الشيفرة الوراثيّة القياسيّة هي في الحقيقة مرتبطة مع تصنيفات كبيرة من مجموعات الكائنات الحيّة (الفقاريّات, النباتات, وحيدات الخلايا ذات الأهداب..إلخ).
-عمليّة التحول الغذائي المشتركة(الأيض):
كل الكائنات الحيّة المعروفة تستخدم طرق أيض و أنزيمات أيضيّة لمعالجة جزيئات الطاقة, متشابهة جداً, إن لم تكن متطابقة.
على سبيل المثال,كل أنظمة التحويل الغذائي الأساسيّة في الكائنات الحيّة تعتمد على تحطيم جزيئات الكربوهيدرات بواسطة الإنزيمات, و كل دورات حامض الستريك و عمليّات اندماج الفوسفات المؤكسد.
في كل الكائنات الحيّة متعددة الخلايا (كل خليّة تمتلك نواة و كروموسومات داخلها), و كل الكائنات الحيّة وحيدات الخلية التي لا تمتلك غشاء نسيجي خلوي (مثل البكتيريا و الطحالب الزرقاء و الخضراء), في جميع هذه الكائنات يتم تنفيذ عمليّة تحطيم الكربوهيدرات وِفق نفس الخطوات العشر و بنفس الترتيب و باستخدام نفس الإنزيمات العشرة.
(Voet and Voet1995,p.445)
و بالإضافة لذلك, فإنَّ الوحدة الأساسيّة لتخزين الطاقة, جزيء ثالث فوسفات الأدينوساين (ATP), هي نفسها في كل الأنواع الحيّة التي تمت دراستها.
التزييفات المحتملة:
يتم اكتشاف آلاف الأنواع الجديدة سنويّاً, و يتم تحديد سلاسل بروتينيّة و سلاسل DNA جديدة يوميّاً, و ذلك من أنواع لم تخضع للدراسة و الفحص سابقاً. (Wilson1992,Ch.
و وِفقاً للمعدل الحالي الذي يزداد بشكل كبير جداً, فإنَّ 30 ألف سلسلة جديدة تُودَع في بنك الجينات كل يوم, و ما مجموعهُ 38 مليون سلسلة أساسيّة كل يوم.
كلٌ من هذه السلاسل هي اختبار لنظريّة الأصل المشترك.
عندما كتبت هذه الكلمات للمرة الأولى في 1999م, كان المعدل أقل من واحد على عشرة من المعدل الحالي (في 2006م), و لدينا الآن 20 مرة ضعف كميّة سلاسل الـDNA التي كانت لدينا حينها.
بالاستناد على نظريّة الأصل المشترك فقط, و على علم الوراثة للكائنات الحيّة المعروفة للآن, فنستطيع أن نتوقّع بقوّة أننا: لن نجد أي كائنات حيّة معاصرة من تصنيفات معروفة على كوكب الأرض, تمتلك مواد وراثيّة غريبة لا تعتمد على الحمض النووي.
نتوقّع أيضاً بقوّة أنَّ كل الأنواع المكتشفة حديثاً التي تنتمي إلى التصنيفات المعروفة لدينا, جميعها تستخدم "الشيفرة الوراثيّة القياسيّة" أو أي شكل قريب مشتق منها.
على سبيل المثال, و حسب نظريّة الأصل المشترك, لن تمتلك أي من آلاف أنواع الحشرات الجديدة المكتشفة في الغابة المطريّة البرازيليّة, جينات لا تعتمد على الحمض النووي. و لا أي من أنواع الحشرات التي لم تكتشف بعد, لن يمتلك أشكال قريبة و مشتقّة من الشيفرة الوراثيّة القياسيّة.
في غياب نظريّة الأصل المشترك, من المحتمل تماماً أن يكون لكل نوع من الأنواع شيفرة وراثيّة مختلفة جداً عن الأنواع الأخرى, مخصصة له فقط, بما أنَّه لدينا  1.4X1070 شفرة وراثيّة مكافئة معلوماتيّاً, و جميعها تستخدم نفس الكودونات و الأحماض الأمينيّة مثل الشيفرة الوراثيّة القياسيّة. (Yockey 1992)
(الكودون: هو ترتيب الجينات في الكروموسوم)
هذه الإمكانيّة يُمكن أن تكون مفيدة جداً للكائنات الحيّة, و ذلك لأنها ستحول دون انتشار الأمراض و الأوبئة الفيروسية بين الأنواع المختلفة. مع ذلك, لم يتم ملاحظة أي شيء شبيه بذلك, و حسب نظريّة الأصل المشترك, فهكذا مشاهدات لن تُوجد في الطبيعة أبداً.
مثال آخر, تسعة من قردة الليميور (حيوان من فصيلة القردة طويلة الذنب), و إثنان من القردة الأمريكيّة الصغيرة, قد اكتُشِفت في غابات مدغشقر و البرازيل في عام 2000م.
((Groves2000)-(Rasoloarison et al.2000)-(Thalmann and Geissmann2000))
عشرة أنواع جديدة من القردة قد اكتُشِفت في البرازيل فقط منذ عام 1990. (Van Roosmalen et al.2000)
لا يوجد شيء في علم الأحياء يقول أن هذه الأنواع المتنوّعة لا يجب أن تمتلك مادة وراثيّة غير معروفة لدينا, أو مادة وراثيّة غير مُستخدمة سابقاً في أي من الأنواع الحيّة, لا شيء آخر في علم الأحياء إلا نظريّة الأصل المشترك, التي تقول بكل وضوح أن هذه الأنواع الجديدة يجب أن تستخدم الـDNA في الشيفرة الوراثيّة القياسيّة, و ذلك تماماً كما اكتُشِفَ لاحقاً. (Yoder et al.2000)
علاوةً على ذلك, كل نوع منها يُمكن أن يستخدم بوليمر مختلف من أجل عمليّات التحفيز, و قد تكون أيضاً البوليمرات متطابقة كيميائيّاً و لكنها تمتلك متكافئات مختلفة في كل نوع حي.
يوجد آلاف الطرق المتكافئة للقيام بعمليّة تحطيم الكربوهيدرات بالأنزيمات (حتى باستخدام نفس الخطوات لكن بترتيب مختلف), لذلك فمن الممكن أن يكون لكل نوع طريقته الخاصة لتحطيم الكربوهيدرات وفق احتياجاته الخاصة. و نفس المبدأ ينطبق على بقيّة الطرق المتّبعة في عملية التحويل الغذائي, مثل دورة حامض الستريك و عمليّات اندماج الفوسفات المؤكسد. و أخيراً, يوجد العديد من الجزيئات التي تستطيع أن تأخذ مكان جزيء الـATP كعملة الطاقة المُشتركة بين الأنواع المختلفة (CTP,TTP,UTP,ITP,أو أي جزيء شبيه بالـATP و لديه واحد من 293 حمض أميني معروف, أو إحدى عشرات الأسس الأخرى التي من الممكن أن تستبدل الأدينوساين).
(الأدينوساين: نيكليوسايد كريستاليّ أبيض مشتق من الحمض النووي الريبي, و يتكوّن من أدينين متّحد مع رايبوس).

ملاحظة: (سأستخدم "تدرُّجات متداخلة أو متتالية"
-Nested Hierarchichy- للتعبير عن معنى: نظام معيّن يتم ترتيب الأنواع الحيّة فيهِ
فوق بعضها البعض حسب الرتبة أو المنزلة).

التنبؤ 1.2: تدرُّجات الأحياء المتداخلة المتتاليّة:

كما نرى في الشجرة التأريخيّة في الشكل (1), فإنَّ النمط المتوقّع للكائنات الحيّة عند أي نقطة محددة في الزمن, يُمكن وصفهُ بـ"مجموعات ضمن مجموعات", و يُعرف أيضاً بالتدرجات المتداخلة.
و العمليّات الوحيدة المعروفة التي تولِّد أنماط مرتبيّة معششة متميّزة, هي عمليّات التفرُّع التطوريّة.
إنَّ الأصل المشترك عبارة عن عمليّة وراثيّة, تكون فيها حالة الجيل الحالي معتمدةً على التغيرات الوراثيّة فقط, التي حدثت منذ آخر سلف أو مجموعة سلاليّة لهذا الجيل. لذلك, فإنَّ التطوُّر التدريجي من أسلاف مشتركين يجب أن يتوافق مع رياضيّات "متسلسلات و عمليات ماركوف" (Markov processes and Markov chains). باستخدام رياضيّات ماركوف, نستطيع أنَّ نُثبت بصرامة أنَّ أنظمة ماركوف المتكرِّرة المتفرِّعة تُنتِجُ تدرُّجات متداخلة.
((Givnish and Sytsma1997)-(Harris1989)-(Norris1997))