"قانون الطبيعة" المفقود

ويصف فريق أمريكي من علماء الأحياء الفلكية والفلاسفة وعلماء الفيزياء النظرية والبيانات، "قانونا مفقودا" للطبيعة في ورقة بحثية جديدة مثيرة للاهتمام تمت مراجعتها من قبل النظراء.

وكتب الفريق: "بالنظر إلى انتشار الأنظمة المتطورة في العالم الطبيعي، يبدو من الغريب أن قانونا أو أكثر يصف سلوكياتها، لم يتم إصداره بسرعة أكبر".

ويقول "قانون زيادة المعلومات الوظيفية" الخاص بالفريق، إن التطور بجميع أشكاله يؤدي حتما إلى مزيد من النمطية والتنوع والتعقيد في الأنظمة الطبيعية المعقدة.

ومن المؤكد أن التطور لا يقتصر على المحيط الحيوي للأرض؛ يحدث في أنظمة أخرى معقدة للغاية، مثل نظامنا الشمسي والنجوم والذرات والمعادن.

وبهذا الصدد، يقول المعد الأول للدراسة، عالم الأحياء الفلكية مايكل وونغ من معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن العاصمة: "يولّد الكون مجموعات جديدة من الذرات والجزيئات والخلايا وما إلى ذلك. تلك المجموعات المستقرة والتي يمكن أن تستمر في توليد المزيد من الحداثة ستستمر في التطور. وهذا ما يجعل الحياة المثال الأكثر وضوحا للتطور، ولكن التطور موجود في كل مكان".

وتصف الورقة البحثية كيف اتحد الهيدروجين والهيليوم - العنصران الأكثر وفرة في وقت الانفجار الكبير - لتكوين النجوم الأولى. وبحلول الوقت الذي يصل فيه النجم إلى نهاية حياته، يمكنه توليد أكثر من 100 عنصر مع حوالي 2000 نوع من النظائر.

إقرأ المزيد

أقمار صناعية ترصد "حلقة النار" في ثوان من الفضاء

وعلى الأرض، تم إنشاء تنوع هائل من "الأنواع" المعدنية من بدايات بسيطة عندما تشكل الكوكب قبل 4.55 إلى 2.5 مليار سنة. والآن، يوجد أكثر من 5900 نوع معدني معروف على الأرض، والتي أصبحت معقدة كيميائيا بشكل متزايد مع إطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي من قبل أشكال الحياة الناشئة.

وكان تفاعل الحديد مع المعادن المعتمدة على الأكسجين إيذانا ببدء حقبة جديدة في الحياة القديمة ووضع الأساس لتطورنا إلى جانب المعادن الأخرى.

كما تزايد تعقيد علم المعادن على سطح الأرض بشكل أكبر مع تطور الحياة من كائنات وحيدة الخلية إلى كائنات متعددة الخلايا مع تشكل النظم البيئية. وغيرت المجموعة الواسعة من المعادن التي تشكلت مسار التطور وخياراته.

وتتفاعل الأنظمة البيولوجية والمعدنية باستمرار للتأثير على تنوع بعضها البعض، والحياة كما نعرفها هي نتيجة هذا التفاعل.

وكتب الباحثون: "تبدو هذه الأنظمة المتطورة متكافئة من الناحية المفاهيمية من حيث أنها تعرض ثلاث سمات بارزة. 1- تتشكل من العديد من المكونات التي لديها القدرة على تبني أعداد كبيرة من التكوينات المختلفة بشكل تجميعي. 2- توجد عمليات تولد العديد من التكوينات المختلفة. 3- يتم اختيار التكوينات بشكل تفضيلي بناء على الوظيفة".

ويقول وونغ: "أحد العناصر المهمة في هذا القانون الطبيعي المقترح هو فكرة "الاختيار للوظيفة"".

ووفقا لداروين، فإن الوظيفة الأساسية للكائن الحي في سياق علم الأحياء هي ضمان بقائه لفترة كافية للتكاثر بنجاح. ويقول الفريق إن هذا الاقتراح الجديد يوسع فهمنا من خلال الإشارة إلى وجود ثلاثة أنواع متميزة من الوظائف في العالم الطبيعي.

وتتمثل الوظيفة الأساسية التي يمكن أن نطلق عليها "الثبات الساكن"، في الحفاظ على الترتيبات الذرية أو الجزيئية المستقرة.

وتصف "الاستمرارية الديناميكية" كيف أن الأنظمة الديناميكية والتي لديها إمكانية الوصول إلى مصادر ثابتة للطاقة من المرجح أن تستمر أيضا.

وأخيرا، يشير "جيل الحداثة" إلى ميل الأنظمة المتطورة إلى توليد تكوينات جديدة، والتي يمكن أن تؤدي إلى سلوكيات أو خصائص جديدة مفاجئة.

نشرت الدراسة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

المصدر: ساينس ألرت