فيزياء الماء البارد قد تكون بداية الحياة المعقدة
وبعد مرور 30 يومًا، ظلت الطحالب الموجودة في المنتصف أحادية الخلية. ومع ذلك، عندما وضع العلماء الطحالب من حلقات أكثر سمكًا تحت المجهر، وجدوا كتلًا أكبر من الخلايا. وكانت أكبرها حشودًا من المئات. لكن ما أثار اهتمام سيمبسون أكثر هو التجمعات المتنقلة المكونة من أربع إلى 16 خلية، مرتبة بحيث تكون أسواطها كلها في الخارج. كانت هذه المجموعات تتحرك من خلال تنسيق حركة أسواطها، حيث ظلت تلك الموجودة في الجزء الخلفي من المجموعة ثابتة، بينما كانت تلك الموجودة في المقدمة تتلوى.
كشفت مقارنة سرعة هذه التجمعات مع الخلايا المفردة الموجودة في المنتصف عن شيء مثير للاهتمام. قال سيمبسون: “إنهم جميعًا يسبحون بنفس السرعة”. ومن خلال العمل معًا كمجموعة، يمكن للطحالب الحفاظ على قدرتها على الحركة. وقال: “لقد كنت سعيدًا حقًا”. “مع الإطار الرياضي التقريبي، كان هناك بعض التوقعات التي يمكنني القيام بها. إن رؤيتها فعليًا بشكل تجريبي يعني أن هناك شيئًا ما لهذه الفكرة.
ومن المثير للاهتمام أنه عندما أخذ العلماء هذه المجموعات الصغيرة من الجل عالي اللزوجة وأعادوها إلى لزوجة منخفضة، ظلت الخلايا ملتصقة ببعضها البعض. لقد ظلوا على هذا النحو، في الواقع، طالما استمر العلماء في مراقبتهم، حوالي 100 جيل آخر. وقال سيمبسون إنه من الواضح أنه مهما كانت التغييرات التي خضعت لها للبقاء على قيد الحياة عند اللزوجة العالية، كان من الصعب عكسها، وربما كان ذلك بمثابة تحرك نحو التطور وليس تحولًا قصير المدى.
توضيح
التسمية التوضيحية: في مادة هلامية شديدة اللزوجة مثل المحيطات القديمة، بدأت خلايا الطحالب تعمل معًا. لقد تجمعوا ونسقوا حركات أسواطهم التي تشبه الذيل للسباحة بسرعة أكبر. وعند إعادتهما إلى اللزوجة الطبيعية، ظلا معًا.
الائتمان: أندريا هالينج
الطحالب الحديثة ليست حيوانات مبكرة. وقال سيمبسون إن حقيقة أن هذه الضغوط الجسدية أجبرت مخلوقًا أحادي الخلية على اتباع أسلوب حياة بديل كان من الصعب عكسه، تبدو قوية جدًا. وهو يظن أنه إذا استكشف العلماء فكرة أنه عندما تكون الكائنات الحية صغيرة جدًا، فإن اللزوجة تهيمن على وجودها، فيمكننا أن نتعلم شيئًا عن الظروف التي ربما أدت إلى انفجار أشكال كبيرة من الحياة.
منظور الخلية
كمخلوقات كبيرة، نحن لا نفكر كثيرًا في سمك السوائل المحيطة بنا. إنها ليست جزءًا من تجربتنا الحياتية اليومية، ونحن كبار جدًا لدرجة أن اللزوجة لا تؤثر علينا كثيرًا. إن القدرة على التحرك بسهولة – نسبيًا – هو شيء نعتبره أمرًا مفروغًا منه. منذ أن أدرك سيمبسون لأول مرة أن مثل هذه القيود على الحركة يمكن أن تشكل عقبة هائلة أمام الحياة المجهرية، لم يكن قادرًا على التوقف عن التفكير في الأمر. ربما كانت اللزوجة ذات أهمية كبيرة في أصول الحياة المعقدة، متى كان ذلك.
“[This perspective] وقال سيمبسون: “يسمح لنا بالتفكير في التاريخ العميق لهذا التحول، وما كان يحدث في تاريخ الأرض عندما تطورت جميع المجموعات متعددة الخلايا المعقدة، والتي نعتقد أنها قريبة نسبيًا من بعضها البعض”.
يجد باحثون آخرون أن أفكار سيمبسون جديدة تمامًا. وقال نيك باترفيلد من جامعة كامبريدج، الذي يدرس تطور الحياة المبكرة، إنه قبل سيمبسون، لم يفكر أحد كثيرًا في التجربة الجسدية للكائنات الحية أثناء وجودها في المحيط خلال لعبة Snowball Earth. لكنه أشار بمرح إلى أن “فكرة كارل هامشية”. وذلك لأن الغالبية العظمى من النظريات حول تأثير Snowball Earth على تطور الحيوانات والنباتات والطحالب متعددة الخلايا تركز على كيف يمكن لمستويات الأكسجين، المستنتجة من مستويات النظائر في الصخور، أن تقلب الموازين بطريقة أو بأخرى.