להלן פרק מהספר "לברוא את עדן מחדש - משפחת האדם בעידן השיבוט וההנדסה הגנטית" (ספריית מעריב, מאנגלית: יעל גזית) מאת לי מ. סילבר, הדן במקור החיים. הספר בוחן את התפתחויות המדעיות שיאפשרו לנו להנדס חיים בדרכים שלא יכולנו להעלות בדעתנו רק לפני שנים אחדות
היחידה החיה הבסיסית של חיים ביולוגיים היא התא. כל היצורים, גדולים כקטנים - מהכריש הכחול ועץ הסקוויה הענקי ועד כל אחד ממיליארדי החיידקים החיים בסימביוזה במעיים שלכם ומייצרים בעבורכם ויטמינים - מורכבים מישויות מיקרוסקופיות אלה, אחת או יותר. אם מפרקים תא למרכיביו, החלקים המתקבלים אינם חיים עוד. הם פשוט מבנים מולקולריים - צירופים של אטומים - ותו לא. בין חלקי התא יש כאלה המסוגלים להשתמש באנרגיה כדי לשמור על המבנה שלהם לפרקי זמן קצרים בתנאים מיוחדים, אבל הם אינם מסוגלים להתרבות. לפיכך היחידה הקטנה ביותר שבה יכולים להתקיים חיים ביולוגיים היא התא, וגם התא הפשוט ביותר הוא בכל זאת מורכב מאוד.
 |
| NASA/Goddard Space Flight Center/Francis Reddy |
בעבר חשבו שחוקי הפיזיקה והכימיה לבדם אינם יכולים להסביר את הרעיון של קיום חיים בתא. ההנחה הייתה שכוח חיות מיוחד פועל על המולקולות הנמצאות בתא ומעניק להן חיים. כיום אנו יודעים שאין כל כוח חיות, ושכל המולקולות הנמצאות בתוך התא מצייתות לחוקי הטבע והפיזיקה הדוממים. אבל התא הוא יותר מאשר סכום של מספר גדול של מולקולות. הרשתות המורכבות, המקושרות ביניהן, של אינטראקציות מולקולריות המתרחשות בתוך התא, הן היוצרות את התכונה החדשה שאנו מכנים חיים. אם תנסו לפרק אותן, תקבלו מולקולות: חברו אותן מחדש אם תוכלו, ושוב תקבלו חיים.
בעלי-חיים וצמחים גדלים על-ידי הגדלת מספר התאים, ולא על-ידי הגדלת התאים עצמם. תאי הכבד של אדם אינם שונים למראה מאלה של עכבר, למשל. אבל מספר התאים בכבד של אדם מבוגר גדול פי אלף ממספר התאים בכבד של עכבר מבוגר. כגופו של אדם בוגר יש כ-100 טריליון תאים - פי 100 טריליון יותר מאשר ביצורים הפשוטים ביותר החיים בכוחות עצמם, המורכבים מתא אחד בלבד.
אף שממדיו של התא מיקרוסקופיים, מבנהו אינו פשוט כלל ועיקר. איננו מסוגלים אמנם לראות תא בעין בלתי מזוינת, אבל יחסית לגודלם של מרכיביו המולקולריים התא הוא ממש ענק. ברמה מסוימת פעילותו של כל אחד מתאי גוף האדם מורכבת לא פחות מהתקשורות המתקיימות בין התאים שלנו ומסייעות להגדיר אותנו כבני אדם.
בסיועם של מיקרוסקופ וכלים ביוכימיים אפשר לזהות תא לפי מראהו ולפי אופן פעולתו. הוא מוקף בקרום דק מאוד שקרוי קרומית הפלסמה. בתוך גבולות הקרומית התא דומה למנגנון עדין ביותר שמורכב ממאות אלפי חלקים פועלים, שכל אחד מהם נמצא בחלק מסוים של התא וכל אחד מתקשר עם רכיבים תאיים רבים מאוד. כל עוד אנו חיים, המכשירים בתוך כל אחד מתאי גופנו אינם כבים ואינם נרדמים. גם כשאנו ישנים, תאי גופנו ממשיכים לפעול במרץ - כוורת אמתית שוקקת פעילות - ולשרוף קלוריות.
המידע הדרוש ליצירת מרכיביו הרבים של התא במספרים הנכונים ולהצבתם במקומות הנכונים מוצפן בתוך החומר הגנטי של התא - ה-DNA. יתרה מזאת, כל המידע הדרוש לבניית יצורים מורכבים כמו בני אדם למשל בעלי מוח גדול בעל יכולת חשיבה מודעת, מוצפן גם הוא בתוך מולקולות DNA.
למרבה הפליאה, מרכיבי ה-DNA של אדם בעל תודעה זהים למרכיבי ה-DNA של אמבה זעירה. הסיבה לכך ששני יצורים אלה שונים זה מזה למראה היא שהמסרים שכל אחד מהם נושא במולקולות ה-DNA שלו שונים אלה מאלה (ומשום שכמות האנרגיה בתאי גופנו גדולה אלפי מונים מכמות האנרגיה שמכיל תא האמבה). ואכן, התכונות הייחודיות לכל מין על פני האדמה הן כולן תוצאה של מסרים ייחודיים שטבועים במולקולה רגילה.
כל תא בנוי משני חלקים נפרדים - ״ציטופלסמה״ ו״גרעין״. לגרעין קרומית משלו, והוא ממוקם ככדור במרכז התא. הוא מכיל את כל החומר התורשתי בתוך מבנים שקרויים כרומוזומים. יצורים חד-תאיים עשויים להכיל כרומוזום אחד בלבד, בעוד שכל תא גוף נורמלי של אדם מכיל DNA בכמות של 46 כרומוזומים. כל כרומוזום מכיל מולקולת DNA יחידה.
כל החומר התאי הנמצא מחוץ לגרעין ובתוך קרומית הפלסמה קרוי ציטופלסמה. הציטופלסמה מכילה את המנגנון המפרש את המידע הגנטי הזורם מהגרעין ומגיב עליו על-ידי בניית כל המבנים היוצרים את התא. הציטופלסמה גם מעבירה מסרים מהעולם החיצוני - מכל התאים האחרים בגוף ומהסביבה החיצונית - לתוך הגרעין שבו יכולים להתרחש שינויים מסוימים בתוכנית התבטאות הגנים.
תהליך התרבות התאים כולל שני שלבים. התאים חייבים לייצר כמויות גדולות יותר של הרכיבים הבונים אותם, מאחר שהם מכפילים את גודלם. הם גם חייבים ליצור העתקים מדויקים של כל אחת ממולקולות ה-DNA שלהם. בסיומם של שני תהליכים אלה התא יכול להתחלק. התא המתחלק יוצר שני ״תאי-בת״, שכל אחד מהם מכיל העתק משלו של כל החומר הגנטי שהיה ב״תא-האם״ המקורי (שחדל להתקיים). אצל יצורים חד-תאיים חלוקת התא היא דרך ההתרבות. יצורים רב-תאיים, לעומת זאת, משתמשים בחלוקות תאים לגדילה ולהגדלת המורכבות (וכן ליצירת תאי רבייה).
מקורם של החיים על פני כדור הארץ
בעיניו של הביולוג, הדמיון בין כל היצורים החיים על פני כדור הארץ מרשים הרבה יותר מההבדלים ביניהם. לא זו בלבד שכל היצורים החיים בנויים מתאים, אלא שהתאים של כל היצורים החיים פועלים באותה הדרך עם אותן מולקולות מורכבות ועם אותו סוג של חומר תורשתי, שקריאתו נעשית בהתאם לאותו צופן גנטי. אין בביוכימיה חוק יסוד הקובע שכל התאים החיים צריכים להיות בנויים כפי שהם בנויים. ביוכימאי חכם יכול להעלות בדמיונו מספר אינסופי כמעט של דרכים אחרות לבניית תא מתפקד, שבדומה לחיים ביולוגיים, יהיה מבוסס על כימיה.
יתרה מזאת, אם מישהו אכן יתחיל מתא שדומה לזה המגדיר חיים ביולוגיים, אין כל סיבה בעולם שהצופן הגנטי שלו יהיה כפי שהוא. תארו לעצמכם שגדלתם כשאתם מדברים עברית מבלי ללמוד כלל קרוא וכתוב. לפתע נותן לכם מישהו מערכת של עשרים ושניים סמלים ואומר לכם להשתמש בהם כדי לחבר צופן כתוב לדברים שאתם אומרים. נאמר שעשרים ושניים הסמלים הם במקרה עשרים ושתיים אותיות האלפבית. מה הסיכוי שתשתמשו בסמל א כמייצג את הצליל הראשון של המילה שבה אתם משתמשים בפנייה לאישה שגידלה אתכם? (אמא). התשובה היא שהסיכוי הוא אחד לעשרים ושתיים. כעת מה ההסתברות שתייחסו כל סמל באלפבית לצליל המתאים לו?
ההסתברות היא 1 ל-1,124,000,000,000,000,000,000; מבחינתנו, סיכוי כזה שווה למעשה לאפס. אף שההסתברות לגבי הצופן הגנטי שונה מעט (לאמיתו של דבר היא קטנה יותר), אותם העקרונות נכונים גם לגביה. יש הסתברות קטנה ביותר ששני תאים ישתמשו באותו הצופן הגנטי באופן מקרי בלבד, גם אם שניהם משתמשים ב-DNA כחומר הגנטי שלהם. עם זאת, כל יצור חי - בעל חיים, צמח ואפילו תא חיידק - המתקיים על פני כדור הארץ משתמש באותו צופן גנטי.
המסקנה הבלתי-נמנעת היא שכל היצורים החיים על פני כדור הארץ - כל בעלי החיים, הצמחים והמיקרואורגניזמים - הם צאצאי אותו תא מקורי שהחל את חייו עם הצופן הגנטי המסוים שמדענים מכנים אותו כיום אוניברסלי (אף שהתואר גלובלי יהיה מדויק יותר). התא הראשון התקיים לרגע חולף קצר לפני 3.5 מיליארד שנים בערך, והוא ראשית החיים המוכרים לנו. זמן קצר לאחר לידת הבתולים שלו התחלק התא המקורי לשני תאים, ושני התאים התחלקו עד מהרה שוב ושוב, ובן רגע בזמן הגיאולוגי היה כדור הארץ מכוסה ביצורים חד-תאיים. חייזר שהיה מתבונן בכדור הארץ ממרחק וממצמץ לרגע, היה מחמיץ את המראה של כוכב לכת שומם המשנה את פניו ולפתע הוא שוקק חיים. מובן שמדובר רק בצורות חיים פשוטות, אבל כולן יחד חזקות דיין לשנות את טבעו הפיזי של כוכב הלכת ואת הרכבה הכימי של האטמוספרה שלו.
גם אם נראה שמרחק עצום מפריד בין יצור חד-תאי - קטן עד כדי כך שאיננו מסוגלים אפילו לראותו - ובין בן אנוש שגופו מורכב מ-100 טריליון תאים, אין ביולוג המטיל ספק בכך שהשני התפתח מתוך הראשון. ביטחוננו מתבסס לא רק על מה שצריך לקרות על פי תורת דארווין, אלא על יכולתנו לראות את שלבי הביניים הקריטיים של האבולוציה בכל מעלה סולם המורכבות - החל בתאים יחידים, דרך ספוגיים, תולעים, דגים, זוחלים, יונקים, פרימאטים ובסופו של דבר בנו.
אנו רואים את שלבי הביניים האלה בממצאים המאובנים ובמאובנים החיים הנמצאים סביבנו. הממצאים המאובנים הם המאפשרים לנו לתארך את הופעתו הראשונה של כל שלב ביניים. אבל הנציגים החיים של כל שלב, ויכולתנו לחקור אותם בכלי הביולוגיה המולקולרית, הם שמאפשרים לנו להציץ אל דרך התרחשותה של האבולוציה שלב אחר שלב. למזלם של המדענים, הרבה מאוד צורות חשובות של חיים ביולוגיים הוסיפו להתרבות במצב פרימיטיבי, בניגוד לקרוביהן שהמשיכו להתפתח לשלב המורכבות הבא.
לעומת זאת אין בטבע שלבי ביניים בין המולקולות הפשוטות ביותר ובין המורכבות המאורגנת של התא. לפיכך כל ניסיון להגדיר את שלבי הביניים שהובילו לבניית התא הראשון יהיה בגדר השערה בלבד. מאחר שרוב הביולוגים סבורים שחיים נוצרו בהתמזגות ספונטנית של חומר דומם על פני כדור הארץ, אין גבול להשערות מסוג זה.
כל השערה לגבי ראשית החיים על פני כדור הארץ מתבססת על שתי הנחות. האחת היא שאירועים בעלי הסתברות נמוכה ביותר נעשים סבירים ואפילו סבירים מאוד בתוך פרק זמן ארוך דיו, ותקופת מיליארד השנים בין התקשות קרום כדור הארץ ובין הופעתו של התא הראשון היא בוודאי תקופה ארוכה. השנייה היא ששלבי הביניים המובילים לתא הראשון אכן התקיימו, אבל כולם נעלמו מבלי להותיר עקבות.
את ההנחה הראשונה אפשר להמחיש בעזרת אנלוגיה לסיכוי לקנות את הכרטיס הזוכה בפרס של 2 מיליון דולר בהגרלה המתקיימת מדי יום ביומו. נניח שמדי יום קונים 2 מיליון איש כרטיס אחד כל אחד, ומדי יום נבחר אדם אחד להיות הזוכה. מה ההסתברות לזכות בהגרלה ביום מסוים? התשובה היא סיכוי של 1 ל-2 מיליון, סיכוי דומה להסתברות להיפגע מפגיעת ברק בשנה כלשהי. אבל נניח כעת שאתם קונים כרטיס הגרלה אחד מדי יום במשך 9 מיליון ימים (זכרו, זה רק תרגיל מחשבתי). מה ההסתברות שתזכו פעם אחת לפחות? אין זה משנה אם אתם מהמרים תמיד על אותו המספר או מהמרים בכל יום על מספר אחר, התשובה היא למרבית הפליאה: 99 אחוזים. תרגיל מחשבתי זה מראה כיצד אירוע בעל הסתברות נמוכה ביותר יכול להפוך לאירוע בעל הסתברות גבוהה ביותר ־ בתנאי שמטילים את הקוביות די פעמים.
אבל תחבולות סטטיסטיות מאפשרות לנו להגיע רק עד כאן. ככל שההסתברות קטנה יותר, הזמן הנדרש על מנת להגדילה נעשה ארוך יותר. ההסתברות שמולקולות בודדות יתמזגו באופן ספונטני וייצרו אפילו את התא הפשוט ביותר - עם רשתות משולבות של פעילות מטבולית וגנטית - נמוכה אפוא עד כדי כך, שאנו רשאים לומר שהיא לא היתה יכולה להתרחש במשך כל תקופת קיומו של היקום.
משום כך מניחים רוב הביולוגים שהחיים התבססו בכדור הארץ באמצעות סדרת שלבי ביניים פשוטים יותר של קיום מולקולרי, וכל שלב היה הבסיס לאבולוציה לשלב הבא. כל שלב היה צריך להוות צורת קדם-חיים שיכלה להתרבות למספר העתקים גדול דיו לאפשר את התרחשותו של אירוע בעל הסתברות נמוכה באחד ההעתקים הללו, אירוע שיקדם אותו אל השלב הבא וכך הלאה, עד שבסופו של דבר הופיע התא הראשון.
השלב הראשון במסלול המוביל לחיים חייב להיות מולקולה שמסוגלת ליצור העתקים של עצמה. ריצ׳רד דוקינס, בספרו ״הגן האנוכיי״ (The Selfish Gene), מכנה מולקולה כזו בשם ״המשכפלת״. אף שאנו יכולים רק להעלות השערות לגבי טיבה של המשכפלת הראשונה, היא היתה חייבת להיות פשוטה דיה להיווצרות ספונטנית (בהנחה שנדרשו לשם כך מיליארד שנות ניסיונות) מאטומים המתנגשים אלה באלה על פני כדור הארץ הבראשיתי. התכונה העיקרית שייחדה אותה לאחר שנוצרה היתה יכולתה להביא - בכוחות עצמה - להיווצרותן של מולקולות אחרות בדמותה.
מה היתה המשכפלת הראשונה? עד לאחרונה סברו רוב הביוכימאים שהיא היתה גרסה מוקדמת של מולקולה שכל התאים החיים כיום משתמשים בה.
תימוכין לדעה זו נמצאו בשנות ה-50 בתוצאותיו של ניסוי מרתק שבו נוצרו חומצות אמינו - אבני הבניין היסודיות של חלבונים ־ באופן ספונטני בתנאי מעבדה שהיו, לדעת החוקרים, הדמיה של הסביבה ששררה על כדור הארץ הקדמון. ממצא זה הוביל להשערה המוקדמת שהמולקולות המשכפלות הראשונות היו דמויות חלבון. אבל המדענים לא מצאו כל דרך להסביר כיצד יכולות מולקולות דמויות חלבון לשכפל את עצמן.
בשנות ה-80 התברר שמולקולות של חומר הקרוי RNA, חומר קרוב מאוד ל-DNA, המסוגלות (כמו ה-DNA) לשאת מידע גנטי, מסוגלות מלבד זאת גם לבצע תגובות כימיות. תגלית זו גרמה למדענים רבים לשנות את דעתם ולראות ב-RNA את המולקולה המשכפלת המקורית, שסביבה נבנה המנגנון התאי. ואולם, מדענים רציניים רבים אינם מקבלים את הדעה שמולקולת ה-RNA היא המשכפלת המקורית מהסיבה הפשוטה שמולקולה זו אינה פשוטה דיה. מבנה ה-RNA מורכב עד כדי כך, שגם אילו הופיעו מולקולות אלה על פני כדור הארץ באקראי בתוך מיליארד השנים הראשונות, לא יכלה להיות להן היכולת לשכפל את עצמן בכוחות עצמן.
ולפיכך בשנים האחרונות טענו כימאים שייתכן שהביולוגים היו קצרי רואי בניסיונותיהם לגלות את המשכפלת המקורית כצורה פרימיטיבית של משהו שעדיין קיים בתאים בימינו. ייתכן, אמרו, שהמשכפלת המקורית היתה משהו שונה לחלוטין. ייתכן ש-DNA, RNA וחלבונים הופיעו רק בשלב מאוחר הרבה יותר במשחק החיים. אבל לאחר שכבר הופיעו, בדרך של התפתחות מתוך המשכפלת המקורית או מצאצאיה, הם יכלו לגבור בקלות על אבותיהם, ולהביא לכך שמקורות החיים ייעלמו מעל פני האדמה.
בספר חביב בשם ״שבעה רמזים למקור החיים׳׳ (Seven Clues to the Origin of Life) מעלה A. G. Cairns-Smith את הרעיון שהמשכפלת המקורית היתה גביש אנאורגני, מן הסוג המצוי בטין או בבוץ. גבישים מוגדרים על פי יכולתם לגדול באופן ספונטני ולהתרבות בלא קשר למבנה שבו התחילו. בתנאים מתאימים גביש יכול לגדול, ולאחר מכן להתפרק לגבישים קטנים יותר - שניים או יותר - שהם עצמם יכולים לשוב ולגדול.
בדרך כלל איננו רואים בצמיחת גבישים הוכחה לחיים, ואכן ברוב המקרים אין לעשות כן. אבל מסיפור על ההגרלה שהבאנו קודם עולה שאירועים לא סבירים נעשים סבירים על פני תקופה ארוכה דיה. לפיכך אפשר להציע את הרעיון שגבישים מסוימים יכלו לקשור אליהם מהסביבה מולקולות מורכבות יותר, מולקולות שסיפקו סיכוי טוב יותר להישרדות ולהתרבות, ושהאבולוציה יכלה להתחיל משם. המרחק מגבישים פשוטים לתא השלם הוא עדיין עצום ולא מוסבר, אבל הרעיון של גביש כמוצא החיים נראה מפתיע ומעניין.
רוב הביולוגים טוענים אומנם בתוקף שראשיתם של חיים על פני כוכב הלכת שלנו הייתה חייבת להיות ספונטנית, אבל נשקלו גם רעיונות אחרים. בראשית המאה ה-20 הציע הכימאי השוודי סוונטה אוגוסט ארניוס (Arrhenius) פתרון חלופי אחד לבעיית שלבי הביניים החסרים. התיאוריה שלו כונתה תיאוריית הפאנספרמיה (Panspermia, שפירושה זרעים ״בכל מקום״) ובה העלה את הרעיון שהחיים החלו במקום אחר ונישאו לכדור הארץ על-ידי מעין נבגים שריחפו בחופשיות בחלל החיצון (ראו: ד״ר נח ברוש - ״פאנספרמיה״, גליליאו 68). תרחיש הפאנספרמיה מקביל למנגנון המביא לכך שאי וולקני חדש, שנוצר במרחק אלפי קילומטרים מגושי יבשה, מתמלא בצורות חיים שונות - בעלי חיים וצמחים - שנישאו אל חופיו עם הגלים והרוחות של הסערות העזות - דוגמה אחת לכך שהלא-סביר הופך לסביר על פני פרק זמן ארוך דיו. אף שהרעיון מעניין, מדענים לא מצאו כל עדות לצורות חיים המרחפות בחופשיות בחלל החיצון.
פרנסיס קריק, אחד משני המדענים שפענחו את מבנה ה-DNA, ניסה להציל את תיאוריית הפאנספרמיה על-ידי הרחבתה לתיאוריית ׳׳הפאנספרמיה המכוונת״, היוצאת מההנחה שנבגים אכן נחתו על כדור הארץ, אבל הם נשלחו לכאן בכוונה בחללית על-ידי ציוויליזציה מתקדמת מאוד שנדונה לכליה, שהתקיימה במקום אחר בגלקסיה שלנו.
נקודת הזכות העיקרית של תיאוריית הפאנספרמיה בצורתה זו או בכל צורה אחרת היא הפתרון הטמון בה לבעיית שלבי הביניים החסרים על פני כדור הארץ. תיאוריות אלה גם מספקות הזדמנות ליצירה ספונטנית של חיים תאיים על כוכב לכת בעל תנאים סביבתיים מיוחדים, מבטיחים יותר מהתנאים ששררו על פני כדור הארץ הקדמון. אבל כלל לא ברור מה יכלו להיות תנאים אלה, הטובים מהתנאים ששררו על פני כדור הארץ.
עוד פתרון שרוב הביולוגים נוטים שלא להתייחס אליו הוא תיאוריית ההתערבות האלוהית. לפי תיאוריה זו התא הראשון אכן נוצר במכוון - באותה דרך שבה עשוי צוות של עובדי חברת ״בואינג״ לבנות מטוס מדגם 747 - על-ידי ישות אלוהית שאנשים מכנים אלוהים.
הנטייה הרווחת היא לדחות את רעיון ההתערבות האלוהית כפתרון לבעיות ביולוגיות. ראשית משום שאין בו צורך, ושנית מאחר שאין לו כל מקום לאחר שהופיע התא הראשון. את מסלול האבולוציה בן 3.5 מיליארד השנים שהוביל אל האנושות אפשר להסביר על פי עקרונות תורת דארווין - הברירה הטבעית ותו לא. יתרה מזו, אין כל עדות להפרת חוקי היסוד של הפיזיקה והכימיה בכל תהליך ביולוגי המתקיים בתוך התא החי. ורוב המדענים גורסים שהתערבות אלוהית פירושה הפרה של חוקים אלה בידי יד נעלמה, המתערבת לפחות במצבים מסוימים בזמנים מסוימים.
אבל גם אם מקבלים נקודת ראות זו בלא סייג, בכל זאת אפשר לטעון שלידתו של התא הראשון היא האירוע האחד המראה את יד האלוהים בפעולה, ושאחרי מעשה היצירה האחד לא היתה עוד התערבות מצד הישות העליונה. קיימת הנחה נוספת הנלווית לגרסה מסוימת זו של התערבות אלוהית. ההנחה היא שלאחר היווצרות התא הראשון היתה האבולוציה של המין האנושי בלתי נמנעת. רעיון זה של אבולוציה בלתי נמנעת הוא שעמד מאחורי החלטתו של האפיפיור יוחנן פאולוס לקבל את האבולוציה כתיאוריה מדעית מקובלת.
מעניין לציין שאילו יכולנו לנסוע לאחור בזמן אל רגע הופעתו של התא הראשון, לא היינו מסוגלים להבדיל בין גרסת האירוע היחיד של תיאוריית ההתערבות האלוהית ובין תיאוריית הפאנספרמיה. בשני התרחישים משהו או מישהו מחוץ לתחום הארצי יצר במודע את התא הראשון על כוכב הלכת שלנו, ולאחר מכן הניח לו. ואולם בשני התרחישים נותרת שאלה מכרעת: כיצד נוצרה ה״ישות״ המוקדמת ביותר, או ״ישות״ אחרת מוקדמת עוד יותר?
כל תיאוריה שמתעלמת מקושי זה מתוך הנחה שהאבולוציה של המין האנושי היתה בלתי נמנעת, מעוררת בעיה קשה נוספת שנעוצה ישירות בתהליך האבולוציה עצמו. מי שטיפל בבעיה זו בצורה הנחרצת ביותר היה סטיבן ג׳יי גולד. המילה שגולד משתמש בה לעתים כה קרובות לתיאור ההיסטוריה של החיים היא ״מקריות״. צורות החיים שהופיעו על פני כדור הארץ לא היו צפויות מראש, ואין זה משנה מה היו התנאים הסביבתיים שהתקיימו על פני כדור הארץ במשך שנות קיומו. זאת משום שאין פתרון יחיד לבעיה אבולוציונית כלשהי. בכל רגע בעבר, בכל יצור ששרד, נבחר פתרון אחד מני רבים פשוט בדרך מקרה. מיליארדי אירועים מקריים, שהתרחשו בזה אחר זה, שאף אחד מהם לא היה חייב להתרחש, הובילו בסופו של דבר עד אלינו. גולד אוהב לערוך תרגיל מחשבתי שבו אנו ״מחזירים את הסרט לאחור״ ומאפשרים לחיים להתפתח שוב מנקודה מוקדמת כלשהי, בדיוק באותה הסביבה במהלך כל ההיסטוריה של כדור הארץ. ההסתברות שיצורים בעלי תודעה דומה לזו שלנו יופיעו שוב היא בעצם אפס.
גולד ומדענים אחרים הגיעו בעצם למסקנה מטרידה: אנו איננו אלא תאונה. אילו הייתה הרוח שונה במעט - יצור אחר היה זוכה בהגרלה. במקום כל שינוי גנטי שאירע בתגובה על טורפים או על שינוי בתנאים הסביבתיים, יכלו להתרחש אלפי שינויים מוצלחים אחרים.
לפני 65 מיליון שנה פגע אסטרואיד בכדור הארץ והכחיד את הדינוזאורים. אילו חלף האסטרואיד על פני כדור הארץ מבלי לפגוע בו, לא היו היונקים תופסים את מקומם של הדינוזאורים נצורת החיים השלטת (למען האמת, מקובלת כיום ההנחה שבעת פגיעת האסטרואיד כבר היו הדינוזאורים בשלב ירידה, כך שייתכן כי בכל מקרה היו נעלמים, אם כי מאוחר יותר.), וללא אבותינו לא היינו אנחנו נמצאים כאן. וכך אומר הפיזיקאי סטיבן ויינברג, חתן פרס נובל, בסיומו של ספרו המתאר את שלוש הדקות הראשונות של היקום: ״ככל שהיקום נראה לנו מובן, כך הוא גם נראה לנו בלתי מובן.״
יש מדענים שדעתם שונה. פרימן דייסון, אחד מאבות תורת הקוונטים המודרנית, סבור שאי-הוודאות הטבועה בראיית העולם מנקודת המבט של מכניקת הקוונטים יכולה לספק אמצעי סמוי ל״התערבות אלוהית״ בתהליך האבולוציה, מבלי שיופר חוק כלשהו מחוקי הפיזיקה או הכימיה. ״חומר הוא דבר מוזר״, אומר דייסון, ״מוזר במידה כזו שאינו מגביל את חירותו של אלוהים לגרום לו לעשות כרצונו.״ פיזיקאים אחרים הצביעו על צירוף מקרים מדהים בתכונות הפיזיקליות היסודיות של היקום. מתברר שאילו היו המסות של אחד מחלקיקי היסוד - קוורקים או אלקטרונים למשל - או הכוחות הפועלים ביניהם או ההפרעות בתנועות הגופים השמימיים ביקום הקדום שונים אפילו במידה מועטה ביותר, לא היה היקום מסוגל ליצור גלקסיות; גלקסיות לא היו מסוגלות ליצור כוכבים; ולכוכבים לא היו כוכבי לכת שסובבים סביבם עם אטומי פחמן ויסודות אחרים שדרושים ליצירת מולקולות החיים.
היו פיזיקאים שהשתמשו בממצא מדהים זה כדרך עקיפה להסברת התכונות הייחודיות לכוכב הלכת שלנו. ההסבר - הידוע בשם העיקרון האנתרופי (anthropic, לאמור - אנושי (אין שום קשר למושג אנטרופיה, הקשור לכמות העבודה שמערכת יכולה לעשות ולמידת הסדר שלה.) אומר כך: אילו היו ליקום תכונות אחרות כלשהן, לא היו מתקיימים חיים תבוניים שיכלו לראות זאת. קיומם של חיים תבוניים מעיד על כך שליקום אכן יש התכונות שיש לו. במילים אחרות, תכונותיו של היקום שלנו מוסברות בכך שאנו נמצאים כאן כדי לחקור אותן.
אף שהמילה ״יקום״ משמשת בדרך כלל לציון ״הדברים הקיימים בכללותם״, יש פיזיקאים המשתמשים בה לציון כלל הדברים הנמצאים רק במרחב הקשור פיזית למרחב שאנו חיים בו. תורת היחסות של איינשטיין קבעה שיקומים סופיים רבים עשויים להתקיים בו-זמנית, מבלי שקיומם יהיה ידוע ביקומים האחרים ובלא כל קשר ביניהם. פירוש הדבר, שעשויים להתקיים יקומים רבים מאוד שכל אחד מהם מאופיין בתכונות יסוד פיזיקליות שונות. אך מקרה הוא שליקום שלנו יש תכונות שתומכות בהופעת חיים, ולכן התאפשר לנו להימצא פה, אף שלא היה זה מחויב המציאות שנימצא פה. על פי השקפה זו לא דרוש אלוהים. בקיום הכמעט אינסופי החיים התרחשו במקרה.
אד ויטן, מהפיזיקאים הבולטים בתחום הפיזיקה התיאורטית, דוחה גרסה זו של העיקרון האנתרופי. ויטן סבור שייתכן שיום אחד יהיה אפשר להסביר את התכונות הפיזיקליות הבסיסיות של היקום שלנו - ושל כל היקומים - ישירות באמצעות תיאוריה פיזיקלית חדשה שתמזג את שתי התיאוריות הנפרדות הקיימות כיום - היחסות הכללית ומכניקת הקוונטים. אם תהיה בסופו של דבר תיאוריה פיזיקלית שתסביר את הכול, לא יהיה אפשר לייחס את התכונות המיוחדות של היקום המאפשרות קיום חיים ליד המקרה בלבד. תחת זאת יתקבל הרושם שהיקום נבנה בכוונה בדרך זו, אף שמשמעות המילה ״בכוונה״ תישאר שנויה במחלוקת.
פירוש פילוסופי אחד הוא גרסה של ״אמונה באל״ עם אלוהים מיטיב שיצא מן התמונה הרבה לפני הולדת התא הראשון. אחרי שהאלוהים יצר את היקום והפעיל אותו ברגע של המפץ הגדול, עם חוקים פיזיקליים מיוחדים שמבטיחים את הופעתם של יצורים בעלי תודעה במקום כלשהו, הוא הפך לצופה בלבד - בחיים המתפתחים כניצוצות מבודדים בכל תחום שליטתו. פרימן דייסון מרחיק לכת עוד יותר ומעלה את הרעיון ש״חוקי הטבע והתנאים ההתחלתיים הם חוקים ותנאים המיועדים לעשות את היקום למקום מעניין ככל האפשר [ליצורים תבוניים כמונו]״.
פירוש פילוסופי חלופי של התיאוריה הפיזיקלית הסופית הכוללת הכול הוא גרסה ״חדשה״ של ״פנתאיזם״. פנתאיזם הוא דוקטרינה הרואה את היקום ואת האלוהים כישות אחת, בלתי ניתנת לחלוקה. בגרסה חדשה זו כל מוח בעל תודעה מייצג ״פיסה קטנה מהמנגנון המנטלי של האלוהים״ כשהמנגנון כולו מתפתח ומתבגר עם הזמן. לפי השקפה זו אפשר לראות את האלוהים כ״נברא״ ולא כ״בורא״.
למרבה הצער, כל אחד מההסברים שהוצעו לגבי מקורם ומשמעותם של החיים והיקום מעורר בעיות פילוסופיות קשות. תיאוריות המבוססות על ההנחה שקיים בורא - ותהא צורתו אשר תהא - אינן מסבירות מאין בא בורא זה ומי היה בוראו-שלו. תיאוריות המבוססת על ההנחה שהתודעה נוצרה במקרה אינן מסבירות כיצד נוצר היקום ומדוע המצב הוא שיש משהו - ללא שאין משהו.
האם יש תשובות לשאלות הגדולות של קיומנו? ואם כן, האם ייוודעו אי-פעם לאנושות? הרגשתי היא שהתשובות ישנן, ושבסופו של דבר נדע אותן. בתוך תקופה קצרה ביותו בהיסטוריה שלנו העמקנו והרחבנו מאוד את הבנתנו לגבי החיים והיקום. וכעת אנו עומדים על סף שימוש בטכנולוגיות גנטיות בתהליך הרבייה כדי להרחיב את יכולותינו לחקור את היקום בדרכים שכיום אנו יכולים רק לנסות ולשוות בדמיוננו. משום כך אני מסרב להאמין שקיים ידע שהוא נשגב מבינתנו.
לפי שעה נסכם את הידוע לנו על ההיסטוריה של החיים על כדור הארץ בלבד. אנו יודעים שכדור הארץ היה מקום שומם כשהתקררו פניו והתמצקו לפני 4.6 מיליארד שנים, ושכעבור כמיליארד שנים כבר התקיימו על כדור הארץ יצורים חד- תאיים בעלי יכולת התרבות. החיים התאיים על פני כדור הארץ החלו, ככל הנראה, רק פעם אחת. אם התקיימו אי־ פעם צורות חיים אחרות שנוצרו באופן בלתי תלוי, הן נעלמו מבלי להותיר עקבות. לפיכך נראה שהתא הראשון התחלק לשניים וכל אחד משני התאים התחלק גם הוא לשניים. היו תאי-בנות שגוועו והיו אחרים שהשתנו בתגובה על סביבתם והמשיכו להתחלק. ואחרי כמאה מיליארד חלוקות, שהתקיימו ברצף, נוצר התא הראשון שלכם, שהוא נצר לתא הראשון עלי אדמות.
פורסם ב"גליליאו" גיליון 69, מאי 2004.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה