يتبــــع الموضوع السابق
التصميم الخاص لعناصر الحياة
التصميم في الأوكسجين :
رأينا كيف أن الكربون هو القطعة البناءة الأعظم أهمية للعضوية الحية، كما رأينا كيف أنه صمم خصيصاً ليلبي تلك الوظيفة . ولكن على كل حال فإن بقاء كل أشكال الحياة ذات الأساسي الكربوني مشروط ومنوط بالحاجة الثانية لها وهي الطاقة . فالطاقة هي متطلب لا مفر منه للحياة .
تأخذ النباتات الخضراء طاقتها من الشمس من خلال عملية التركيب الضوئي، لكن من أجل بقية الكائنات الحية التي تسكن الأرض بما فيها نحن فالمصدر الوحيد للطاقة هو عملية التأكسد، وكلمة تأكسد هي الكلمة الفنية لكلمة الاحتراق، ومصدر طاقة العضويات التي تتنفس الأوكسجين هو من إحتراق الغذاء النباتي والحيواني الذي تتناوله تلك الكائنات الحية .
وحسبما يتراءى لك فإن الأكسدة أي الاحتراق هي تفاعل كيميائي تتأكسد فيه المواد، أي يحدث لها اتحاد بالأكسجين، وهذا هو السبب في كون الأوكسجين هاماً حيوياً للحياة مثل الكربون والهيدروجين . والصيغة العامة للاحتراق ( الأكسدة ) تبدو كما يلي :
المركب الكربوني + أوكسجين ماء ← غاز الكربون + طاقة
وتعتبر عناصر الهيدروجين والكربون التي تتركب منها الهيدروكربون من أعظم العناصر سريعة التأكسد وكذلك اتحاد الهيدروجين بالأوكسجين يعتبر من التفاعلات الأكثر سهولة ويرافقها انتشار طاقة عظيمة، فإذا احتجت وقوداً لتحرقه بالأوكسجين فلن تجد أفضل من الهيدروجين ليفعل ذلك، ومن وجهة نظر الطاقة يأتي الكربون في الدرجة الثالثة بعد الهيدروجين والبورون، ويعلق (لورنس هندرسون ) في كتابه ( التلاؤم في البيئة )(The Fitness of the environment) على التلاؤم الأكثر من عادي بما يلي :
" التغيرات الكيميائية الحقيقية والتي تبدو لأسباب عديدة أخرى أنها أنسب تلاؤماً مع العمليات الفيزيائية هي التي تحول الطاقة إلى مجرى الحياة"[9].
التصميم في النار( لماذا لا نشتعل فجأة ؟) :
من خلال ماسبق نجد أن التفاعل الأساسي الذي يحرر، طاقة ضرورية لبقاء العضويات الحية هو عملية تأكسد مواد هيدروكربونية، ولكن تلك الحقيقة البسيطة تثير سؤالاً مربكاً وهو إذا كانت أجسامنا مكونة من مواد
هيدروكربونية فلماذا لا نتأكسد نحن ؟ أو بصيغة أخرى لماذا لا نشتعل مثل الثقاب عندما يقدح ؟ وأجسامنا على تماس مستمر بالأكسجين الجوي، ومع ذلك فهي لا تتأكسد ولا تنطلق فيها النيران ؟ فلم لا ؟
السبب في هذا التناقض الظاهري هو أن لجزيء الأوكسجين تحت الشروط النظامية من الضغط والحرارة درجة عالية من الخمولية، وما يقصده الكيميائيون بكلمة النبالة هو عدم قدرة مادة على الدخول في تفاعلات كيميائية مع مواد أخرى، لكن يبرز هنا سؤال آخر وهو إذا كان الأكسجين على هذا القدر من النبالة بحيث يجنبنا الاحتراق وتحويلنا إلى رماد، فكيف يمكن لهذا الجزئ ذاته أن يقوم بالدخول في تفاعلات كيميائية داخل أجسامنا ؟
والجواب على هذا السؤال حير الكيميائيين منذ بدايات منتصف القرن التاسع عشر ولم يتم الوصول إليه إلا في النصف الثاني من القرن العشرين، وتم ذلك عندما اكتشف باحثون في الكيمياء الحيوية وجود الأنزيمات في الجسم البشري، واكتشفوا أن الوظيفة الوحيدة لهذه الأنزيمات هي مواجهة الأوكسجين وإدخاله في تفاعلات كيميائية وكنتيجة لسلسلة من الخطوات المعقدة تستخدم تلك الأنزيمات ذرات الحديد والنحاس في أجسامنا كوسطاء، والوسيط هو مادة تسهل التفاعل الكيميائي وتسمح له بأن يتقدم ويتطور تحت شروط مختلفة ( مثل درجة الحرارة الأخفض .. الخ ) فهو مثلاً يهدأ من عنف التفاعل الكيميائي ويجعله ممكناً .[10]
بكلمة أخرى يوجد هنا وضع ممتع جداً، وهو أن الأوكسجين الذي يدعم التأكسد والاحتراق بشكل طبيعي، فيتوقع الإنسان أن ذلك العنصر سوف يحرقه، لكنه من ناحية أخرى، فهو خامل كيميائياً ولا يدخل في التفاعلات بسهولة، ومع ذلك فأجسامنا تعتمد على خلاصة التأكسد بالأكسجين للحصول على الطاقة اللازمة، لهذا فإن خلايانا تلاءمت مع نظام الأنزيم المعقد بشدة وحولت ذلك الغاز النبيل الخامل إلى غاز فعّال نشط تماماً .
وطالما أننا بصدد هذا الموضوع فيجب أن نشير إلى أن نظام الأنزيم هذا هو مثال رائع للتصميم المقصود والتلاؤم الجيد بحيث لا تستطيع أية نظرية ثورية أن تتحمل مسؤولية التصريح بأن الحياة تطورت نتيجة الصدفة، رغم أنها تأمل تفسير ذلك.
ما زال يوجد هنا احتياط آخر يحفظ أجسامنا من الاحتراق، وهذا ما دعاه الكيميائي البريطاني ( نيغيل شيدويك ) بـ (ميزة الخمولية للكربون )[11].
وهذا يعني أن الكربون ليست مستعجلاً جداً للدخول في تفاعل مع الأوكسجين تحت ضغوط عادية ودرجات حرارة نظامية، وقد يبدو ذلك كأنه سر أو لغز لكن في الحقيقة إن ما قيل هنا أي شخص يعرفه، فلطالما أشعل الإنسان مدفأة أو موقداً وقوده الحطب من جذوع الأشجار، ولكي لا تسمح للنار بالاشتعال يجب أن تأخذ حذرك وتطبق إجراءات أولية كأن تبعد القادح للنار عن المواد القابلة للاشتعال، أو أن تمنع الارتفاع المفاجئ لدرجة حرارة الوقود ووصولها لدرجة عالية جداً ( كما يحدث عند استعمال وابور لحام المعادن ) . لكن فور بداية احتراق الوقود فالكربون يدخل في تفاعل مع الأوكسجين بسرعة فجائية تماماً وتتحرر كمية كبيرة من الطاقة لهذا كان من الصعب جعل النار تبدأ بدون منبع آخر للحرارة، وبعد بداية الاحتراق وتحرر مقدار كبير من الحرارة، فإنها تسبب للمركبات الكربونية الأخرى المجاورة لأن تمسك بالنار جيداً مما يجعلها تنتشر .
عندما نتمعن في هذا الأمر بدقة كبيرة، فإننا نرى أن النار ذاتها هي مثال رائع على التصميم والتخطيط الرائعين، وأن الخواص الكيميائية للأوكسجين والكربون قد تم ترتيبها بحيث يدخل هذان العنصران في تفاعل احتراق حالما يتوفر لهما كمية كبيرة من الحرارة يقدمه لهما قادح ناري مناسب، والاحتراق عملية مفيدة كثيراً، لأنه إذا لم تكن تلك الحالة قائمة فإن الحياة على هذا الكوكب ستكون غير مقبولة إن لم تكن غير ممكنة .
لنفرض أنه كان للأوكسجين والكربون رغبة أو ميل ضعيف لأن يتفاعل أحدهما مع الآخر عندئذ يصبح الاحتراق الذاتي او الاشتعال الذاتي للأشجار أو الناس والحيوانات من الحوادث المألوفة كلما صار الجور أدفأ قليلاً عما هو عليه، وربما يحترق الشخص الذي يسير في الصحراء فجأة عند الظهيرة وعندما تكون الحرارة في شدتها العظمى، وقد تتعرض النباتات والحيوانات للخطر نفسه في مثل تلك الحالات، وحتى لو كانت الحياة موجودة في ذلك العالم فبالتأكيد لن تكون تلك سعيدة أبداً .
أما إذا كان هذان العنصران ( الكربون والأوكسجين ) أكثر نبلاً وبالتالي أقل نشاطاً تفاعلياً مما هم عليه، فسيكون هناك صعوبة وربما استحالة حقيقية في إضرام النار في ذلك العالم . ومن المعلوم أنه بدون النار فلن نكون قادرين على حفظ أنفسنا دافئين ومن المحتمل عندئذ أنه لن يكون هناك تقدم تقني على كوكبنا، فذلك التقدم يعتمد على القدرة في تصنيع المواد ومنها المعدنية وطبعاً بدون الحرارة الموقدة من النار فلن تكون هناك إمكانية لتنقية المعادن أو تصنيعها .
كل ذلك يشير إلى أن الخواص الكيميائية للكربون والأوكسجين قد تم ترتيبها ليكونا في حالة تلاؤم أعظمي مع حاجات الجنس البشري، وبالتركيز على تلك النقطة يقول ( ميشيل دينتون ) ما يلي :
" هذه اللاتفاعلية العجيبة لذات الكربون والأوكسجين عند درجات الحرارة المحيطة تسبب لهما عند لهما عند إنجاز اتحاد بينهما أن تتأصل في بنية المادة الناتجة طاقات كبيرة، وتلك الطاقات على قدر كبير من التكيف المجدي على الأرض، كما مكّن هذا التفاعل العجيب أشكال الحياة المتقدمة من استخدام الطاقات الواسعة للتأكسد بأسلوب منظم ومنضبط ومكّن الجنس البشري من أن يستعمل النار بشكل منضبط وسخر طاقات الاحتراق الضخمة لصالح التطور التكنولوجي "[12]
وبكلمة أخرى فقد خُلق كل من الكربون والأوكسجين يخواص هي الأكثر ملاءمة لحياة الإنسان، وتسمح لنا تلك الخواص بأن نستعمل النار بأكثر الطرق راحة وفائدة، والأكثر من ذلك فإن العالم مملوء بمصادر الكربون ( كالأخشاب ) التي تلائم الاحتراق ، وطبعاً كل ذلك يوضح أن النار والمواد اللازمة لها خلقت خصيصاً لتلائم حياة الإنسان وفي ذلك إشارة في القرآن للجسن البشري نحو هذه الظاهرة .. قال تعالى ( الذي جعل لكم من الشجر الأخضر ناراً ..
الانحلالية المثالية للأوكسجين :
يعتمد استعمال الأوكسجين من قبل الجسم بشدة على خاصة هذا الغاز في انحلاله بالماء، فالأوكسجين الذي يدخل رئتينا اثناء استنشاق الهواء ينحل فوراً في الدم، ويدعى البروتين الذي يأسر جزيئات الأوكسجين ويحملها لخلايا أخرى من الجسم بالهيموغلوبين . ويوجد في تلك الخلايا نظام أنزيم خاص يعود له الفضل في استعمال الأوكسجين في أكسدة مركبات الكربون وتحرير طاقاتها، ويدعى ذلك الأنزيم بـ (ATP) كل العضويات المعقدة تستخلص طاقاتها بهذه الطريقة، وعمل هذا النظام يعتمد خصيصاً على انحلالية الأوكسجين، فإذا كان الأوكسجين غير منحل بشكل كافٍ فلن يدخل ما يكفي منه في مجرى الدم ولن تتمكن الخلايا من توليد الطاقة اللازمة لها، ومن ناحية أخرى إذا كان الأوكسجين شديد الانحلال فسوف يكون هناك زيادة منه في الدم، مسبباً ذلك ما يعرف باسم سمية الأوكسجين .
والفرق في الانحلالية في الماء للغازات المختلفة تتغير بعامل مقداره مليون مرة من أقل الغازات انحلالية، وبالتالي لا يمكن أن يوجد غازات لها انحلالية متماثلة، وعلى سبيل المثال فإن انحلالية غاز الكربون في الماء هي أكثر بعشرين مرة من انحلالية غاز الأوكسجين، ومن ضمن هذا المجال الواسع للانحلاليات الكامنة لمختلف الغازات هي تلك التي يمتلكها الأوكسجين فهي بالضبط ما يلزم ويتلاؤم مع حياة الإنسان .
ما الذي يحدث إذا كانت نسبة انحلالية الماء للأوكسجين مختلفة أي إذا كانت أكثر بقليل أو أقل بقليل عما هي عليه، ولنأخذ مثالاً على الحالة الأولى . فإذا كان الأوكسجين أقل انحلالية في الماء ( وكذلك في الدم) فسيدخل مجرى الدم كمية أوكسجين أقل وستكون خلايا الجسم جائعة للأوكسجين مما يجعل الحياة أكثر صعوبة للعضويات ذات النشاط الأيضي مثل الكائنات البشرية، ولا يهم كم هي المشقة التي بذلتها أنت أثناء التنفس وسف تواجه بانتظام خطر الاختناق بسبب عدم كفاية الأوكسجين الواصل إلى خلايا جسمك .
ومن ناحية أخرى إذا كانت انحلالية الماء للأوكسجين أعلى من ذلك فإنك تتحدى وتجابه تهديد السمية الأوكسجينية والتي ذكرناها منذ قليل . حيث يصبح الأوكسجين مادة خطرة، فإذا حصلت عضوية على كثير منه فالنتيجة مميتة لها، قد يدخل بعض الأوكسجين في الدم في تفاعلات كيميائية مع ماء الدم ذاته . فإذا صارت كمية الأوكسجين المنحلة عالية يمارس النظام المعقد للأنزيمات وظيفته في الدم ويمنع حدوث ذلك، لكن إذا أصبحت كمية الأوكسجين المنحلة عالية جداً عندئذ لا تستطيع الأنزيمات ان تمارس عملها، ونتيجة لذلك فإن كل نفسٍ سنأخذه سوف يسممنا شيئاً فشيئاً ويقودنا ذلك إلى الموت سريعاً، ولقد علق (إيرين فريدوفيتش ) على ذلك بقوله :
" كل العضويات التي تتنفس واقعة في فخ قاسٍ، فالأوكسجين بالذات الذي يدعم حياتهم هو سام لهم، ويبقون أحياء مع وجود الشك، والفضل في بقائهم أحياء هي آليات دفاع متقنة "[13]
إن ما ينقذنا من هذا الفخ ( وهو التسمم بزيادة الأوكسجين الكثير وتعرضنا للاختناق في حال نقصانه ) هو حقيقة التصميم الدقيقة بين نظام انحلالية الأوكسجين ونظام الأنزيم المعقد في الجسم ) . بحيث خُلق هذا الترتيب ليكون كما يريد هذان النظامان، فالله سبحانه وتعالى لم يخلق الهواء لكي نتنفسه فقط لكنه خلق أيضاً أنظمة تجعلنا نستعمل هذا الهواء بتوافق تام بين هذين النظامين .
العناصر الأخرى :
طبعاً ليس الكربون والأوكسجين هما العنصران الوحيدان اللذان تم تصميمها بدقة لجعل الحياة ممكنة، بل هناك عناصر أخرى كالهيدروجين والنتروجين اللذين يشكلان الجزء الأكبر من أجسام كل ذي حياة، لهما أيضاً مساهماتهما في جعل الحياة ممكنة، وفي الحقيقة يبدو أن كل عنصر موجود في الجدول الدوري له دور في الوظائف الداعمة للحياة .
يوجد في الجدول الدوري اثنان وتسعون عنصراً تتراوح ما بين الهيدروجين الأخف وزناً على الإطلاق إلى اليورانيوم أثقلها جميعاً، وطبعاً توجد عناصر أخرى بعد اليورانيوم لكنها لا تتشكل طبيعياً بل يتم توليدها تحت شروط مخبرية، ليس فيها عنصر مستقر، ومن الاثنين والتسعين عنصراً يوجد خمس وعشرون منها ضرورية مباشرة للحياة، ومن بينها أحد عشر عنصراً تشكل 99% من وزن الإنسان وأيضاً للكائنات الحية الأخرى، وتلك العناصر هي :
(الهيدروجين، الكربون ـ الأوكسجين ـ الصوديوم ـ المنغنزيوم ـ الفوسفات ـ الكبريت ـ الكلور ـ البوتاسيوم ـ الكالسيوم ) .
أما الأربعة عشر عنصراً الأخرى فهي موجودة في العضويات الحية بكميات صغيرة جداً، ومع ذلك لها وظائفها الهامة حيوياً وهؤلاء هم :
(الفناديوم ـ الكروم ـ المنغنزيوم ـ الحديد ـ الكوبالات ـ النيكل ـ النحاس ـ التوتياء ـ الموليبدوم ـ البورون ـ السيليكون ـ الفلور ـ اليود ).
كما وجد في بعض العضويات الحية ثلاثة عناصر هي :
( الآسينيك، القصدير، التنغستن )
حيث تقوم هذه العناصر الأخيرة بوظائف لم تفهم بعد، ولقد ثبت وجود ثلاثة عناصر أخرى ( البروم ـ السترونسيوم ـ الباريوم ) في معظم العضويات الحية لكن وظائفها ما زالت غامضة . [14]
يشير هذا الطيف الواسع المتضمن ذرات كل السلاسل المختلفة في الجدول الدوري والتي رتبت عناصره طبعاً لصفحات ذراتها إلى أن كل مجموعات العناصر في الجدول الدوري والتي رتبت عناصره طبعاً لصفحات ذراتها إلى أن كل مجموعات العناصر في الجدول الدوري ضرورية بطريقة أو بأخرى لكي تكون الحياة ممكنة، وقد علق ذلك الكاتبان ( ج ج فراستودي سيلفا . رج ب وليامز ) في كتابهما ( الكيمياء الحيوية والعناصر ) ( The Biological chemistry of the elements) بما يلي :
" يبدو أن العناصر الحيوية قد تم اختيارها عملياً من كل المجموعات، والمجموعات الجزئية في الجدول الدوري ... وهذا يعني عملياً أن كل أنواع الخواص الكيميائية مرتبطة بعمليات الحياة وضمن حدود مفروضة من تقييدات البيئة " [15]
حتى العناصر الثقيلة والنشطة إشعاعياً والتي وردت في نهاية الجدول الدوري قد سخرت هي أيضاً لخدمة حياة الإنسان، ويصف ( ميشيل دينتون ) بالتفصيل في كتابه ( قدر الطبيعة ) الدور الأساسي لتلك العناصر النشطة إشعاعياً مثل اليورانيوم الذي لعب دوراً أساسياً في تشكل التراكيب الجيولوجي للأرض، أن للنشاط الإشعاعي الذي لعب دوراً أساسياً في تشكل التراكيب الجيولوجي للأرض، أن للنشاط الإشعاعي الذي لعب دوراً أساسياً في تشكل التراكيب الجيولوجية للأرض، أن للنشاط الإشعاعي الذي يحدث طبيعياً في بعض العناصر ارتباط وثيق بحقيقة قدرة لب الأرض على الاحتفاظ بحرارته، وتلك الحرارة هي التي تبقى محتوياته من الحديد والنيكل في حالة سائلة، وأن ذلك اللب السائل هو مصدر الحقل المغناطيسي الأرضي والذي كنا رأينا سابقاً أنه يحمي كوكبنا من الإشعاع الخطر والجسيمات الآتية من الفضاء وكذلك له وظائف أخرى لا تقل أهمية عن ذلك .
حتى الغازات الخاملة والعناصر مثل المعادن الترابية النادرة يبدو أنه لا أحد من هذه العناصر يتدخل في دعم الحياة، لكنها ظاهرياً موجودة بسبب الحاجة لتأمين ذلك المجال من العناصر التي تحدث إشعاعاً طبيعياً قد يمتد ذلك المجال لأبعد من اليورانيوم في الجدول الدوري 100
باختصار : إن كل العناصر الموجودة لها دور وظيفي محدد لخدمة حياة الإنسان، ولا يوجد من تلك العناصر ما يمثل زيادة أولا هدف منه، وهذه الحالة هي أقصى دليل على أن الله هو الذي خلق الكون وسخره للإنسان .
استنتاج :
كل خاصة كيميائية أو فيزيائية في هذا الكون أمكننا فحصها أتت في مكانها المناسب ودورها الصحيح بالضبط، كما أتت طبقاً لما تحتاجه مساهمتها في نظام الحياة لتحافظ عليها، ومع كل تلك الدراسة في هذا الكتاب فإننا لم نخط على سطح الدليل الشامل للحقيقة سوى خدش بسيط منها، ومهما تعمق الإنسان في التنقيب عن معلومات وتفاصيل، ومهما توسع بالبحث فستبقى تلك النظرة العامة التي ذكرناها حقيقة، ففي كل تفصيل لدقيقة من دقائق هذا الكون يوجد هدف يخدم حياة الإنسان، وكل جزء دقيق مهما كان صغيراً في هذا الكون صمم ليكون كاملاً ومتوازناً ومتناسقاً ومضبوطاً لإنجاز الهدف من وجوده .
بالتأكيد هذا برهان على وجود خالق أسمى، وهذا الخالق هو الذي أتى بهذا الكون وأظهره في هذا الوجود لهذا الغرض، فكل مادة نفحص خواصها نرى فيها معلومات لا نهاية ولا حدود لها، وتبدو فيها حكمة الله وقدرته، فالله خلقها من العدم فأتى كل شيء ينحني لإرادته تعالى، وهذا هو السبب في أن كل شيء وأي شيء في الكون يتناسق مع كل شيء آخر فيه .
هذا هو الاستنتاج الذي توصل إليه أخيراً علم القرن العشرين، وما ذاك إلا كشف لحقيقة بينها الله للإنسان في القرآن قبل أربعة عشر قرناً مضى، وقد خلق الله كل جزء في هذا الكون ووضع كمال خلقه في الآية التالية :
قال تعالى (تَبَارَكَ الَّذِي بِيَدِهِ الْمُلْكُ وَهُوَ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ قَدِيرٌ) (الملك:1) .
المصدر : كتاب خلق الكون من العدم هارون يحيى .
[1]"Science Finds God .Newsweek .27 July 1998.
[2]Robert E. D. Clark .The Universe:Press.1961.p.98
[3]Ferd Hoyle .Religion and the Scientists london :scm .1959 ;p. 341
[4]Daved Burnie , life.Eyewitess Science .Londone orling Kindersely .1996.p.8.
[5]Nevil v . sidgwick ,TheChemicalElemenets and Their compounds ,vol, 1. oxford Universty press ,1950,p.12.
[6]Nevil v . sidgwick ,TheChemicalElemenets and Their compounds ,vol, 1. oxford Universty press ,1950,p.12.
[7]J.B.S.Haldane ."TheOrigin of life ",NewBiology.1954.vol.16.p.12
[8]Michael Denton .Nature,s .p .115-116.
[9]Lawrence Henderson .The Fitness of the Envirnoment .Boston.Beacon press .1958.p.247-48.
[10]Enzymic Activation of Oxygen ".Comprehensive Biochemisty.(ed M.florkin .E H.Stotz).Amsterdam: Elsevier.vol.14.p.424."L.L.Ingraham.
[11]Nevil V. Sidgwick.The chemicale Elements and Their Compounds.vol 1.Oxford :Oxford University press .1950.p.490
[12]Michael Denton .Nature,s .p .115-116.
[13]Irwin Fridovich ,"Oxygen Radicals .Hydrogen peroxid e .and Oxygen Toxicity .free Radicals in Biology .
[14]J.J .R.Frausto da silva .R.j.p.Williams.The Biological Chemistry of the elements.oxford
xford university press .p.3-4.
[15]J.J .R.Frausto da silva .R.j.p.Williams.The Biological Chemistry of the elements..p.5 100Michael Denton .Nature .s Destiny .p.79-85.