ربما تكون فيزياء الماء البارد قد ساعدت في ظهور حياة معقدة

وبعد مرور ثلاثين يوماً، ظلت الطحالب في الوسط وحيدة الخلية. ولكن عندما وضع العلماء الطحالب من حلقات أكثر سمكاً تحت المجهر، وجدوا كتلاً أكبر من الخلايا. وكانت أكبر هذه الكتل عبارة عن مئات الخلايا. ولكن ما أثار اهتمام سيمبسون أكثر من أي شيء آخر كانت العناقيد المتنقلة التي يتراوح عدد الخلايا فيها بين أربع وست عشرة خلية، والتي تم ترتيبها بحيث تكون أسواطها جميعها في الخارج. وكانت هذه العناقيد تتحرك من خلال تنسيق حركة أسواطها، فتظل تلك الموجودة في الجزء الخلفي من الكتلة ثابتة، بينما تتحرك تلك الموجودة في الجزء الأمامي.

وقد كشفت مقارنة سرعة هذه العناقيد بالخلايا المفردة في الوسط عن شيء مثير للاهتمام. يقول سيمبسون: “إنها تسبح جميعها بنفس السرعة”. ومن خلال العمل معًا كمجموعة، يمكن للطحالب الحفاظ على قدرتها على الحركة. ويقول: “لقد سررت حقًا. فباستخدام الإطار الرياضي الخشن، كان هناك عدد قليل من التوقعات التي يمكنني تقديمها. إن رؤية ذلك تجريبيًا يعني أن هذه الفكرة صحيحة”.

ومن المثير للاهتمام أن العلماء عندما أخذوا هذه العناقيد الصغيرة من الهلام عالي اللزوجة وأعادوها إلى اللزوجة المنخفضة، التصقت الخلايا ببعضها البعض. وظلت على هذا النحو، في الواقع، طالما استمر العلماء في مراقبتها، حوالي 100 جيل آخر. ومن الواضح أن أي تغييرات خضعت لها للبقاء على قيد الحياة عند اللزوجة العالية كان من الصعب عكسها، كما قال سيمبسون – ربما خطوة نحو التطور وليس تحولاً قصير الأجل.

توضيح
تعليق توضيحي: في هلام لزج مثل المحيطات القديمة، بدأت خلايا الطحالب في العمل معًا. تكتلوا ونسقوا حركات أسواطهم الشبيهة بالذيل للسباحة بسرعة أكبر. وعندما أعيدوا إلى اللزوجة الطبيعية، ظلوا متحدين.
حقوق النشر: أندريا هالينج

إن الطحالب الحديثة ليست من الحيوانات المبكرة. ولكن حقيقة أن هذه الضغوط الفيزيائية أجبرت كائناً وحيد الخلية على تبني أسلوب حياة بديل كان من الصعب عكسه تبدو قوية للغاية، كما يقول سيمبسون. وهو يشك في أنه إذا استكشف العلماء فكرة أن اللزوجة تهيمن على وجود الكائنات الحية عندما تكون صغيرة للغاية، فقد نتعلم شيئًا عن الظروف التي ربما أدت إلى انفجار أشكال الحياة الكبيرة.

منظور الخلية

باعتبارنا مخلوقات ضخمة، لا نفكر كثيراً في سمك السوائل من حولنا. فهي ليست جزءاً من تجربتنا اليومية، ونحن كبار إلى الحد الذي يجعل اللزوجة لا تؤثر علينا كثيراً. إن القدرة على الحركة بسهولة ــ نسبياً ــ شيء نعتبره أمراً مسلماً به. ومنذ أدرك سيمبسون لأول مرة أن مثل هذه القيود المفروضة على الحركة قد تشكل عقبة هائلة أمام الحياة المجهرية، لم يكن قادراً على التوقف عن التفكير في الأمر. وربما كانت اللزوجة ذات أهمية كبيرة في أصول الحياة المعقدة، متى كانت كذلك.

وقال سيمبسون: “إن هذا المنظور يسمح لنا بالتفكير في التاريخ العميق لهذا التحول، وما كان يحدث في تاريخ الأرض عندما تطورت جميع المجموعات متعددة الخلايا المعقدة إجباريًا، والتي كانت قريبة نسبيًا من بعضها البعض، كما نعتقد”.

ويرى باحثون آخرون أن أفكار سيمبسون جديدة تماماً. فقبل سيمبسون، لم يكن أحد يفكر كثيراً في التجربة الجسدية التي عاشتها الكائنات الحية أثناء وجودها في المحيط أثناء فترة كرة الثلج الأرضية، كما يقول نيك باترفيلد من جامعة كامبريدج، والذي يدرس تطور الحياة المبكرة. ولكنه أشار بمرح إلى أن “فكرة كارل هامشية”. وذلك لأن الغالبية العظمى من النظريات حول تأثير كرة الثلج الأرضية على تطور الحيوانات والنباتات والطحالب متعددة الخلايا تركز على الكيفية التي قد تؤثر بها مستويات الأكسجين، التي يمكن استنتاجها من مستويات النظائر في الصخور، على الموازين بطريقة أو بأخرى، كما يقول.