النظريات العلمية ومكتشفوها
إن
النظريات العلمية الحديثة التى أحدثت ثورات علمية أسهمت فى اكتشاف عدد من القوانين
العلمية الهامة فى علوم الفلك والرياضيات والكيمياء وقوانين الحركة والضوء وقوانين
الجاذبية الأرضية ( 1 ) .
( 2 )
يتحدث عن قوانين الوراثة والشفرة الوراثية ومكتشفيها .
الجزء
الأول :
كوبرنيكوس
وعلم الفلك الحديث :
ولد
نيكولاس كوبرنيكوس ( 1473 – 1543 ) عالم فلك بولندى ولد فى بلدة ( تورون ) ببولندا
وبعد اتمامه تعليمه الأولى التحق بجامعة كراكون وهو فى سن ( 19 سنة ) تتلمذ على يد
عدد كبير من علماء الرياضيات والفلك وفى عام ( 1495 ) غادر كوبرنيكوس لايطاليا
لينال شهادة فى القانون من جامعة ( بولونيا ) وفى ( 1497 ) سجل أول رصد فلكى عندما
حجب القمر نجم
(
الدبران ) وتكمن أهمية الحدث حيث أثبت خطأ بطليموس عن أن الأرض مركز الكون وقد
واصل كوبرنيكوس أرصاده الفلكية وسجل فى نوفمبر عام ( 1500 ) خسوفا للقمر وكان
الرصد كبيرا فى معرفة أحد أكبر أسرار الكون .
درس
كوبرنيكوس اللغة الاغريقية لجانب دراسته للطب حتى يستطيع دراسة مصادر قدماء
الفلاسفة بلغتهم حتى يمكن أن يؤسس عليها ما يتصل بعمله البحثى حيث حصل على درجة
الدكتوراه فى القانون .
وما بين
عامى ( 1502 و 1514 ) كتب كوبرنيكوس كتاب دون فيه عدة مفاهيم كانت الاطر الأساسية
لنظرية أن الشمس هى مركز الكون وقد ألف كتابا آخر عن دورات الكرات السماوية بعد أن
جمع أدلة جديدة لدعم نظريته عن مركزية الشمس ففى سبتمبر ( 1541 ) كان كوبرنيكوس قد
أنهى كتابه وأرسله لنورمبرج فى ألمانيا ونشر الكتاب فى مارس ( 1543 ) .
لم
يستطع علماء الفلك تجاهل كتاب كوبرنيكوس عن الدورات الكرات السماوية بسبب ما تضمنه
من البراهين الرياضية وخرائط الأرصاد الفلكية المستخدمة لدعم الاستنتاجات .
إن عالم
الفلك ( جوهانس كبلر ) أدرك أن ( كوبرنيكوس ) على صواب عندما كتب أن الأرض تتحرك
حول الشمس ولكنه كان على خطأ فى ظن أن هذه الحركة تتم فى دائرة واستنتج ( كبلر )
أن الأرض تتحرك فى مدار بيضاوى حول الشمس كالكواكب الأخرى واستخدم ( كبلر ) بحث
(
كوبرنيكوس ) كنقطة لانطلاق القوانين ال ( 3 ) لحركة الكواكب والتى ما زال علماء
الفلك يستخدمونها فى الوقت الحاضر .
الخلاصة
:
نال (
نيكولاس كوبرنيكوس ) بعد ( 400 عام ) من نشر عمله فالتقدير الجماهيرى الواسع الذى
يستحقه وفى عام ( 1943 ) أقيم احتفال بحضور علماء وشخصيات بارزة فى المجتمع
احتفالا بكتابه عن ( دورات الكرات السماوية ) الذى من دونه ما كان يمكن أن تظهر
الاكتشافات العلمية الحديثة التى أدت لرحلة رواد الفضاء للقمر عن طريق رائد الفضاء
الأمريكى نيل أرم استرونج
وإلى
تلسكوب ( هابل ) وإلى التلفزيون المعتمد على الأقمار الصناعية عن طريق استخدام
( الدش
والريسيفر ) والتى تبث الاشارات من مدارها .
كبلر
وقوانين الحركة الكوكبية :
إن (
السماوات الغامضة ) فالمصريون القدماء اعتقدوا أن آلهة السماء ( نوت ) لديها نجوم
على كل جسدها وتتمدد عبر الأرض كل ليلة لتنتشر السماء بالنجوم وإن الشمس تلد كل
صباح .
وهناك
اعتقاد آخر عن أن الأرض تقع فى مركز الكون وأن الشمس والقمر والكواكب مثبتة فى كرة
هائلة تدور كلها حول الأرض وحديثا أن الكواكب بما فيها الأرض تتحرك حول الشمس فهذه
المعارف تم التوصل إليها بمهارات العلماء القدامى دارسى الكواكب والنجوم فعن طريق
اكتشاف كيفية حركة الكواكب فى مداراتها حول الشمس عن طريق العالم الفلكى ( جوهانس
كبلر )
( 1570 –
1630 ) .
ولد (
كبلر ) فى ديسمبر ( 1570 ) بولاية ( ديرشتات ) فى ( فيرتمبورج ) جزء من ألمانيا
وعاش طفولة صعبة بعد ضياع ثروة عائلته ووفاة والده ولقد راقب ( كبلر ) مذنبا
منطلقا عبر السماء ولقد رأى خسوف القمر ولقد تعلم ( كبلر ) اللاتينية بجانب
الألمانية بهدف اعداده لدخول الجامعة التى درس فيها الفلسفة واللاهوت ( دراسة
الدين المسيحى ) ولكنه تفوق فى الرياضيات التى كانت تشمل الفلك فلقد تتلمذ ( كبلر
) على يد عالم الفلك ( ميشيل ميستلين ) الذى ألف كتابا دراسيا يقوم على أعمال (
بطليموس ) عالم الفلك والرياضيات اليونانى والذى كان يعتقد فى أن الأرض مركز الكون
ولقد أخذ الفكرة عن أستاذه ( أرسطو ) .
إن
نظرية ( نيكولاس كوبرنيكوس ) الذى يعتقد أن الأرض والكواكب الأخرى تدور حول الشمس
(
مركزية الشمس ) .
انبهر (
كبلر ) بأفكار ( كوبرنيكوس ) وتقبلها على أنها حقيقة وبدأ رحلته عن طريق العلم وهو
فى سن ( 23 ) من عمره .
مما
يتكون الكون ؟ لماذا كانت هناك ( 6 كواكب ) فقط ( عطارد / الزهرة / الأرض / المريخ
/ المشترى / زحل ) ولماذا الكواكب فى أماكنها فى السماء ؟ وما الذى يحدد المسافة
بين مداراتها
فلقد
رأى ( كبلر ) أن الكون ذو نظام رياضى وأنه كلما فكر بالأرقام كانت أفكاره أكثر
وضوحا فلقد أصبح مشغولا بسر التناغم فى الطبيعة ورأى أن الأجسام السماوية تتحرك
معا بطريقة منظمة فكتابه ( تناغم العالم ) الذى صدر فى سنة ( 1619 ) وإلى جانب
عمله بالجامعة كان
( كبلر
) يضع التقويمات التى كانت مهمة فإن أطوار القمر وأوقات الزراعة والحصاد وكل ما
يتعلق بمواقع الأجرام السماوية ( علم التنجيم ) ولقد تحدث فى كتابه عن الأساسيات
الأكثر يقينية فى التنجيم فخرافة أن النجوم تحدد ما يحدث للناس فى حياتهم مختلف
عنها .
الأشكال
الهندسية المناسبة :
عندما
كان ( كبلر ) يقوم بتدريس الهندسة فى جامعة ( جراتس ) تجلت له حقيقة لفهم الكون
فالأشكال الهندسية ستكون مناسبة لحساب المسافات بين مدارات الكواكب حيث اتجه (
كبلر ) للمجسمات حيث أنه رأى أن المجسمين الأفلاطونيين عندما يوضع أحدهما داخل
الآخر تحدد المسافات بين مدارات الكواكب وخطط ( كبلر ) لتكوين نموذج من النحاس للتصميم
الهندسى لكنه نجح فى تكوين نموذج من الورق وقد استغرق عاما لتأليف كتاب يشرح
التصميم بعنوان
( لغز
الكون ) وأرسل نسختين لعالم الفلك والرياضيات ( جاليليوجاليلى ) وعالم الفلك
(
تيكوبراهى ) حيث رفض جاليليو نظرية كبلر لكنها أثارت اهتمام ( براهى ) .
فلقد
حصل ( كبلر ) على تفاصيل البيانات التى جمعها ( براهى ) بدقة واتقان حول تغير
مواقع القمر والمريخ والكواكب الأخرى فقد كان ( كبلر ) يأمل فى ابتكار نموذج جديد
للمجموعة الشمسية فلقد كان ( كبلر ) أبو علم الفلك المعاصر ولولاه ما رأى العالم
تكنولوجيا الأقمار الصناعية .
العمل
مع براهى :
كان
مرصد ( براهى ) يضم أدوات أكثر دقة من التى يستعملها علماء الفلك فلقد أعطى (
براهى )
( كبلر
) بياناته لمعرفته بمقدرة ( كبلر ) على تطبيق الرياضيات فى مجال الفلك وكانت بداية
لاكتشاف قوانين حركة الكواكب .
كبلر
يصبح عالما :
قرر (
تيكوبراهى ) أن يسند ل ( كبلر ) مهمة عمل جداول جديدة للبيانات الفلكية المستندة
لأرصاده الممتازة وأن يتم نشرها بعنوان ( الجداول الرودولفية ) نسبة للامبراطور
الرومانى
(
رودولف الثانى ) وبعد بضعة أسابيع توفى ( تيكوبراهى ) وعين ( كبلر ) فى بلاط
الامبراطور
(
رودولف الثانى ) فى منصب عالم الرياضيات الامبراطورى وهو المنصب الذى كان يشغله
(
تيكوبراهى ) قبل وفاته .
كان
تركيز ( كبلر ) فى أبحاثه على أن قوة الشمس هى التى تحرك الكواكب عن طريق الجاذبية
وأن مدار المريخ / Mars سيكون له معنى إذا كانت الشمس هى مصدر حركته
ثم استخدم أرصاده للمريخ لدراسة مدار الأرض / Earth
وتوصل إلى أن الأرض كباقى الكواكب تتسارع حركتها كلما اقتربت من الشمس / Sun وتتباطأ كلما ابتعدت عنها ولاحظ أن بيانات ( براهى ) عن المريخ لا
تتوافق مع مساره فى مدار دائرى .
ولقد
جرب ( كبلر ) المدار البيضاوى أو الاهليلجى فقد كان الشكل البيضاوى أو الاهليلجى
هو المناسب .
إن
قوانين ( كبلر ) الثلاثة حول الحركة الكوكبية ضمنها فى كتابه ( علم الفلك الجديد )
عام
( 1609
) وكتاب ( تناغم العالم ) عام ( 1619 ) واستمر فى تطبيق قوانينه على كل المجموعة
الشمسية ووصف ذلك فى كتابه ذى المجلدات ال ( 7 ) ( موجز الفلك الكوبرنيكى ) الذى
نشر فى سنة ( 1621 ) .
ما
هى قوانين كبلر ؟
قوانين
كبلر للحركة الكوكبية ( 3 ) :
1 )
قانون الاهليلجيات والشكل الاهليلجى شكل خاص من الشكل البيضاوى وإن كل كوكب يتحرك
نحو الشمس / Sun فى مدار اهليلجى والكوكب ذو المدار الأكثر
اهليلجية هو الخاص
(
ببلوتو / Pluto ) ثم ( عطارد / Mercury ) ثم ( المريخ / Mars
) والكوكب ذو المدار الأقل اهليلجية هو ( الزهرة / Venus
) و ( نبتون / Neptune ) و ( الأرض / Earth
) .
2 ) قانون
المساحات المتساوية ويصف السرعة التى يتحرك بها كوكب فى مداره فيصبح أسرع كلما
اقترب من الشمس ويبطىء عندما يكون بعيدا عنها .
3 )
قانون التناغم ويصف العلاقة بين الزمن الدورى لكوكب ما وبعده عن الشمس والزمن
الدورى هو الزمن الذى يأخذه الكوكب لانجاز دورة كاملة حول الشمس .
فى مجال
علم البصريات ( علم الضوء ) أول من أوضح أن الصورة فى عين الإنسان تظهر مقلوبة خلف
الشبكية ثم يقوم المخ بتعديلها .
فى
اكتشاف كيفية استخدام العدسات ذات الأشكال المختلفة لتصحيح قصر النظر وطول النظر .
أول من
بين القواعد التى يعمل التلسكوب على أساسها
أول من
ألف فى الهندسة الفراغية مما أدى فيما بعد لتطوير حساب التكامل ( معرفة الحجم
والمساحة للأشياء ) .
كان
لقوانين كبلر الفضل فى أن يتوصل ( اسحاق نيوتن ) لقانون الجاذبية العامة
إن
العلم يتطلب مهارة التجربة والابداع وهو ما كان يبدع فيهما ( كبلر ) وقد استخدم
المهارة فى فهم كيفية عمل الكون ( أبو علم الفلك المعاصر ) فلولاه لما استطاع
العالم للوصول على تكنولوجيا الأقمار الصناعية ولا أن يكون لدى العالم تلسكوب
كتلسكوب ( هابل الفضائى )
الباب
الثالث من الجزء الأول من الكتاب :
نيوتن
وقوانين الحركة ال ( 3 ) :
فمن
سقوط تفاحة لاطلاق سفينة فضاء فيمكن استخدام قوانين ( نيوتن ) الذى ولد عام 1642
والتحق
( نيوتن ) بجامعة ( كمبريدج ) فى سنة ( 1661 ) وعرف الوقت بأن زمن الثورة العلمية
فقد قدم عالم الفلك ( كبلر ) قوانين الحركة الكوكبية كما كان ( جاليليو ) أول من
نظر فى أعماق الفضاء مستخدما تلسكوبا من ابتكاره .
وفى
كلية ( تريتى ) بجامعة ( كمبريدج ) درس نيوتن أعمال ( أرسطو ) وعالم الرياضيات
الفرنسى ( رينيه ديكارت ) وتأثر بهما ونشر فلسفتة الخاصة فى سنة ( 1664 ) فى كتابه
( بعض
التساؤلات الفلسفية ) ولقد درس ( نيوتن ) الفروع المختلفة للرياضيات بما فيها
الجبر والهندسة وبرع فيها ثم درس خواص الحركة وطبقها على حركة القمر والكواكب ولقد
وضع الأساس لنظريته ( إن الجاذبية عبارة عن قوة موجودة فى كل مكان فى الكون وأن
قوتها تقل فى تناسب عكسى مع مربع المسافة بين جسمين فإن قوة التجاذب تنخفض كلما
تباعد الجسمان كل منهما عن الآخر .
وبتطبيق
قوانين نيوتن أتاح للبشرية فهم طبيعة الحركة فى الكون ودراسة حركة الأشياء
( علم
الفيزياء ) فى سنة ( 1669 ) وكتب نيوتن حول التحليل الرياضى بالمتسلسلات
اللانهائية
ولقد
قدم فرعا جديدا من الرياضيات ( التفاضل والتكامل ) لكن حساب التفاضل والتكامل
لنيوتن لم يكن يتعامل مع رياضيات كرة مقذوفة ولكن يمكن تطبيق حساباته على حركة أى
جسم فى الكون .
فى سنة
( 1666 ) بدأ نيوتن دراسة الضوء ما الذى يسبب الألوان ؟ لماذا السماء زرقاء ؟
لماذا نرى الصور معكوسة على المرآة ؟
ونتيجة
للتجارب اكتشف نيوتن أن الضوء الطبيعى مركب من ألوان مختلفة تكون معا طيف الألوان
ولكل لون خواصه الفريدة كتأثيره على عين الإنسان مما يتيح رؤية اللون المفرد .
إن
الكثير من العلماء لم يقبلوا اكتشافات نيوتن حول الضوء منهم ( روبرت هوك ) الذى
اعتبر نفسه أستاذا فى علم البصريات وعندما نشر نيوتن بحثه ( نظرية لتفسير خواص
الضوء ) فى سنة ( 1675 ) .
فى سنة
( 1679 ) ركز نيوتن اهتمامه على المدارات الكوكبية فالطريقة التى تتحرك بها
الكواكب / Planets حول الشمس بالاضافة لنظريته حول الجاذبية
الكونية وقد نشر كتاب بعنوان ( المبادىء الرياضية الأساسية للفلسفة الطبيعية ) .
نيوتن
والجاذبية :
عندما
كان ( نيوتن ) يطبق نظرية حساب مدار القمر حيث توصل إلى أن القوة التى تحافظ على
أن يظل القمر ( Moon ) فى مداره حول الأرض ( Earth ) فمن المحتمل أن تكون هى نفس القوة التى تجذب الأشياء للأرض (
الجاذبية ) .
فالفضل
يرجع لنيوتن فى اكتشاف المذنب ( هالى ) كيف ؟
كان (
ادموند هالى ) زميلا لاسحاق نيوتن وارتبطت نظرياتهما واكتشافاتهما ببعضها البعض ولقد
استخدم ( هالى ) قوانين نيوتن ليفسر عودة المذنب العجيب ( هالى ) واستطاع ( هالى )
حساب مدار المذنب باستخدام قوانين الجاذبية لنيوتن ومن خلال البحث توصل ( هالى )
إلى أن مذنبا لامعا قد مر بالقرب من الأرض عام ( 1531 ) وعام ( 1607 ) وعام ( 1682
) أى كل
( 76
عام ) ولقد عاد المذنب للظهور عام ( 1758 ) وقد مر المذنب بالقرب من الأرض عام
( 1986
) وسوف يفعل ذلك مرة أخرى عام ( 2062 ) .
ولقد
حصل نيوتن عام ( 1705 ) على رتبة الفارس لانجازاته العلمية .
الجزء
الثانى من الكتاب يشتمل على ( 4 ) أبواب رئيسية :
نظرية
التطور وقوانين علم الوراثة والجدول الدورى ثم حل لغز الشفرة الوراثية :
1 ) داروين
ونظرية التطور :
إن
الكثير من العلماء يرى أن الكائنات الحية بما فيها الإنسان قد تطورت فلم يتم
اختبار النظرية إلا مع رحلة ( تشارلز داروين ) على السفينة ( ميجل ) التابعة
للبحرية الملكية فالأفكار التى طورها ( داروين ) والأشياء التى اكتشفها .
ولقد
ولد ( تشارلز روبرت داروين ) فى ( 12 / 2 / 1809 ) فى ( انجلترا ) ولقد أظهر
داروين اهتماما بالغا بالتعلم للدرجة التى جعلته يجهز مختبرا كيميائيا حيث كان (
داروين ) يستمتع بالكيمياء ولقد نما لدى ( داروين ) اهتمامه بالعلم وخاصة فيما
يتعلق بحياة الحيوان خاصة دراسة فن التحنيط .
ولقد
التحق ( داروين ) بالجمعية البلينية التى كانت منتدى لعلماء التاريخ الطبيعى
واجتذبته المناقشات الفكرية التى كشفت له عن أفكار عن كيفية تطور شكل الإنسان فى
ضوء التغير فى بنية الجسم عبر الزمن .
ولقد
قابل ( داروين ) عالم الحيوان ( روبرت جرانت ) أول شخص جعله يهتم بنظرية التطور
فما هو التطور ؟
إن
الكائنات الحية تتغير خلال الزمن فهى تتكيف مع بيئاتها لتستمر فيها وفى نفس الوقت
ازداد اهتمام ( داروين ) بكتابات عالم الحيوان الفرنسى ( جان باتيست لامارك ) .
على
متن السفينة ( بيجل ) :
سفينة
تتبع البحرية الملكية الإنجليزية المتجهة لأمريكا الجنوبية حيث كتب البروفيسور
( جون
ستيفز هنسلو ) والكاهن ( جورج بيكوك ) لداروين يخبرانه عن فرصة عمل على السفينة (
بيجل ) ولقد تأجلت خطط الإبحار من سبتمبر لديسمبر عام ( 1831 ) حيث انطلقت السفينة
بغرض رسم خرائط لأمريكا الجنوبية التى تضم دولا كالبرازيل والأرجنتين .
ولقد
توقفت السفينة فى يناير ( 1832 ) فى جزر الرأس الأخضر بالقرب من الشاطىء الغربى
لأفريقيا وتوصل داروين إلى اكتشاف جمع بين اهتماماته المختلفة بالجيولوجيا
والتاريخ الطبيعى فلقد عثر على مجموعة من حفريات القواقع على ارتفاع ( 13.7 م )
فوق سطح البحر فما سبب صعود الحفريات لهذا الارتفاع ؟
واصلت
السفينة مسيرها متجهة للبرازيل ولقد دهش ( داروين ) من كمية النباتات الوافرة
والتى
أرسل
منها عينات لهنسلو فى ( كمبريدج ) ثم أرسل شحنة ثانية عندما وصل للطرف الجنوبى
لأمريكا الجنوبية ثم بعث بدفعة ثالثة .
لم يكن
( داروين ) يعلم أن ( هنسلو ) كان يقرأ خطاباته التى يرسلها له مع العينات جهارا
أمام الجمعية الفلسفية فى ( كمبريدج ) مما أكسب ( داروين ) شهرة مبكرة بصفته عالم
تاريخ طبيعى ولقد وصل ( داروين ) لباهيا بلانكا فى الأرجنتين حيث عثر على حفريات
حيوان لم يره من قبل فلأى حيوان تعود هذه الحفرية ؟
إن الحفرية وجدها تحت طبقة من القواقع البيضاء
فوق سطح البحر فكيف توجد على سطح الأرض ؟ وأرسل داروين الشحنة ( 4 ) حيث أدهشه
تنوع وكمية النباتات المزدهرة .
طريق
الاكتشاف :
قدم (
داروين ) بحثا للجمعية الجيولوجية ناقش فيه الاعتقاد بأن الأرض فى أمريكا الجنوبية
قد ارتفعت خلال تحركات جيولوجية عبر الزمن كما ناقش كيفية تأقلم الأنواع المحلية
مع بيئاتها الجديدة .
فى
أثناء دراسات ( داروين ) الخاصة قرأ ( داروين ) عن حفريات قردة تم العثور عليها فى
افريقيا فأخذ ( داروين ) ملحوظة تتضمن فكرة أن البشر قد تعود أصولهم لهذه
الحيوانات
(
القردة ) بسبب التشابهات الجسمانية بين الأنواع .
فى عام
( 1839 ) نشر ( داروين ) مذكراته حول تحول الأنواع فى كتاب بعنوان
( حول
أصل الأنواع ) سأل فيه عن التحول والتكيف ونشوء الأنواع والتشابهات الجسمانية
وكانت الأسئلة أساس النظريات حول أصل الأنواع التى اشتملت على كثير من التفاصيل
حول النتائج التى توصل إليها ( داروين ) عام ( 1845 ) .
حول
أصل الأنواع :
اعترف (
داروين ) بأنه كان مشغولا بانجاز كتاب حول فكرة أصل الإنسان منذ ( 20 عام ) لكنه
لم يناقشها سوى مع رفاقه من علماء التاريخ الطبيعى وفى الجمعية البلينية فى ( لندن
) المكونة من متخصصين فى علم الأحياء تمت قراءة مقتطفات من كتابات ( داروين )
الخاصة ونظرياته الثورية التى أدت للتحول ( التغير التدريجى فى الاختلافات
الجسمانية مع الزمن ) والانتخاب أو الانتقاء الطبيعى ( نظرية تكيف الكائنات الحية
مع بيئاتها المتغيرة ) لكى تحافظ على بقائها وكانت ردود الأفعال متطرفة .
الرأى
العام :
بدأ
الجمهور ينتقد أفكار ( داروين ) أما فى المجتمع العلمى فكان هناك من يهاجم نظريات
داروين ( ريتشارد أوين ) الذى اختبر الدارونية حيث أنها تفتقر للقيم الدينية وهناك
من يؤيد
( هنرى
هكسلى ) الذى اصطلح كلمة الدارونية لوصف نظريات ( داروين ) حتى أطلق على نفسه (
كلب داروين الحارس ) .
الكتاب
الثانى لداروين :
ألف (
داروين ) كتابا بعنوان ( الابتكارات المختلفة لتلقيح ونشر الحشرات للأوركيد
البريطانى والأجنبى ونشر فى ( مايو / 1862 ) بعد عام من نشره لكتاب ( أصل الأنواع
) وقد ترجم للألمانية والهولندية والفرنسية .
ماذا
عن الحفرية الأولية ؟
كانت
الحفرية التى اشتراها المتحف البريطانى من ( داروين ) هجينا بين سحلية وطائر
(
الطائر الأولى ) وقد اعتبره علماء الحفريات نوعا يمثل المرحلة الانتقالية بين
الزواحف والطيور أما ( داروين ) فقد اعتبره مثالا للتحول بشكل علمى .
الباب
الثانى من الجزء الثانى من الكتاب :
مندل
وقوانين علم الوراثة :
إن (
جريجور مندل ) ( أبو علم الوراثة ) وله الفضل فى أن نعرف كيفية انتقال الصفات
الوراثية من جيل لجيل آخر بسبب تجاربه على نبات البازلاء ولماذا نبات البازلاء ؟
ولد (
مندل ) فى النمسا عام ( 1822 ) والتحق بالجامعة فى ( فينيا ) عام ( 1852 ) انتخب
عضوا فى لجان تختص بالتدريس والزراعة .
اسلوب
معيشة مندل :
فى عام
( 1843 ) عندما التحق ( مندل ) بالدير فكان اسمه ( يوهان مندل ) واضيف إليه
(
جريجور مندل ) عندما التحق بالدير .
كانت
الأديرة تهدف للاكتفاء الذاتى لمأكولاتها بل كانت تصدر فيها للعالم الخارجى إلى
جانب خدماتها للمجتمع من عناية بالمرضى والفقراء وتعد مراكز للنشاط الفكرى .
ومنذ أن
أصبح ( مندل ) راهبا زادت رغبته فى العلم لوجود وقت فراغ إضافى كما أنه وجد
التشجيع الكامل لدراسة الأرصاد الجوية والطبقية والنبات والرياضيات من الكنيسة
وكان لمندل الحق فى استعمال حديقة الدير فى تجاربه وفى صوبة الحديقة أجرى ( مندل )
تجاربه وحاول أن يفسر أسرار الوراثة .
لماذا
بازلاء الحدائق ؟
بعد
اشراف ( مندل ) على بعض حقول الغذاء فى الدير حيث كانت البازلاء من أهم المحاصيل
التى زرعت فى الحقول فإن نبات البازلاء من السهل جعله يتزاوج مع نفسه لأن كل وحدة
منه لها أعضاء تناسلية ذكرية وانثوية وكان النسل سريع النمو إذ يكتمل نموه فى موسم
واحد ورأى
( مندل
) أنه سوف يتمكن من معرفة الكثير عن الوراثة وانتقال الصفات من الآباء للنسل
بتهجين أنواع مختلفة من البازلاء .
وبدأ
تجاربه فى حديقة الدير عام ( 1856 ) ولكنه لاحظ أن كل تجارب تلقيح النباتات بأخرى
كانت تنتج نسبة قريبة جدا من نسبة ( 3 : 1 ) مما يعنى أن هناك قانونا ما يحدد نوع
النسل فى الجيل الثانى ولولا معرفة ( مندل ) بعلم الاحصاء لكانت الأرقام بلا معنى
فقد أصبح الاحصاء عنصرا مهما فى علم الوراثة بفضل ( مندل ) .
علم
الأحياء فى ( ق 19 ) لامارك وداروين :
إنه فى
أوائل ( ق 19 ) قام أحد العلماء ( جان باتيست لامارك ) بتوحيد دراسة النباتات
والحيوانات فى فرع علمى واحد ( علم الأحياء ) واعتقد ( لامارك ) أن الكائنات الحية
إنما تتحول نتيجة لاستجاباتها فى البيئة لتحسين نفسها كما اعتقد أن الآباء يمكنهم
نقل صفاتهم لنسلهم بل إنه اعتقد أن الآباء يستطيعون توريث عاداتهم التى اكتسبوها
أثناء حياتهم لنسلهم .
وإن (
داروين ) الذى لم يسعد بتفسير ( لامارك ) لظهور الأنواع لاعتقاده أن الاختلافات
بين الكائنات الحية موجودة مسبقا وأن العملية نتيجة لعملية أخرى ( الانتخاب /
الانتقاء ) الطبيعى الذى يحدد أيا من الصفات تنتقل من جيل لآخر وقد أطلق ( داروين
) على هذه الخاصية التنافسية ( البقاء للأصلح ) والأصلح فى المخلوقات التى كانت
أكثر توافقا للمعيشة فى بيئتها .
فلولا
أعمال ( لامارك ) لما استطاع ( مندل ) التقدم فى اكتشاف طبيعة الجينات والوراثة
وقد ظلت الوراثة لغزا عند ( داروين ) و ( مندل ) الذى استطاع حل اللغز .
إعادة
اكتشاف ( مندل ) :
فى عام
( 1900 ) عندما قام ( 3 علماء ) بمحاولات منفردة لإجراء تجارب على النباتات وقد
وصلوا جميعا كل على حدة إلى ذات النتيجة المنشورة فى ورقة بحث ( مندل ) وكانت
مفاجأة لهم وبدأ العلماء ال ( 3 ) العمل على ورقة أبحاث ( مندل ) مع علماء آخرين
وأصبحت أفكار مندل
التى
عرفت بقوانين الوراثة .
كيف
غيرت قوانين ( مندل ) العالم ؟
إن
اكتشافات ( مندل ) حددت بداية البحث فى علم الوراثة .
فى عام
( 1908 ) اقترح بعض العلماء باطلاق اسم ( جين ) على ( جزيئات مندل ) وفى عام
( 1915
) اكتشف العالم ( توماس هانت مورجان ) أن الجينات موجودة على كروموسومات .
فى عام
( 1944 ) اكتشف ( توماس هانت مورجان ) أن الجينات عبارة عن تسلسل الحمض النووى
الريبى منقوص الاكسجين ( DNA ) .
فى عام
( 1953 ) قدم ( جيمس واطسون ) و ( فرانسيس كريك ) شكل جزىء ال ( DNA ) .
ولقد
حدثت اكتشافات فى ميدان الوراثة كاستبدال الجينات التى تسبب الأمراض عن طريق
العلاج بالجينات أو ( العلاج الجينى ) .
وبعد (
مندل ) فالقدرة على تعديل صفات النباتات والحيوانات وغيرها من الاكتشافات المهمة
والتى تم تحقيقها حيث اكتشف ( جريجور مندل ) قوانين علم الوراثة .
الباب
الثالث من الجزء الثانى من الكتاب :
مندليف
والجدول الدورى :
إن (
ديمترى مندليف ) يحب العلم ولد فى فبراير ( 1843 ) فى سيبريا وعن طريق تحول
المكونات المستقلة عند مزجها معا لمادة جديدة مما جعله يهتم ( بعلم الكيمياء )
ولقد اهتم
(
مندليف ) بتعلم الكيمياء وإجراء التجارب وأن المجتمع العلمى بدأ بالاهتمام
بالكيمياء فى منتصف ( ق 19 ) ونشر له أول مقال فى مجلة علمية عام ( 1854 ) .
وتم
تعيين ( مندليف ) مدرسا بجامعة ( سانت بترسبورج ) فكان يلقى محاضراته ويجرى تجاربه
فى معامل الجامعة .
دراسات
مندليف :
كان
مجال الكيمياء فى حالة تغير سريع وكان العلماء يتوصلون لاكتشاف بعد الآخر للعناصر
ومن أهم ما توصلوا إليه اكتشاف عناصر ( الألمنيوم / البرومين ) .
ما هى
العناصر ؟
العناصر
وحدات البناء الأساسية لكل المواد ويتكون كل شىء تقريبا فى الكون كله من عمليات
اتحاد مختلفة من العناصر وأن هناك بالاجمال أكثر من ( 100 عنصر ) ومن العناصر
الشائعة الاوكسجين والهيدروجين والكربون والحديد والألمنيوم والبرومين .
ولقد
حصل ( مندليف ) فى عام ( 1859 ) على فرصة للدراسة مع عالم الكيمياء
( هنرى فيكتور
رينو ) فى ( باريس ) وأن ( رينو ) اشتهر بقياساته الدقيقة لوزن الكثير من الغازات
والسوائل والأجسام الصلبة وكثافتها .
ولقد
توجه ( مندليف ) للدراسة مع ( روبرت بنزن ) و ( جوستاف كيرتشوف ) فى هيدلبرج
بألمانيا فى مختبر متقدم جدا وأخذوا يطورون ( منظار الطيف ) حيث يساعد المنظار فى
معرفة العناصر التى تتكون منها مادة معينة كما كان ( بنزن ) يعمل على ابتكار موقد
خاص لاستخدامه فى التجارب .
وما زال
مقياس الطيف وموقد ( بنزن ) يستخدمان حتى الآن .
عقل
عظيم فى العلم :
إن حجرة
صغيرة ممتلئة بأجهزة المختبر جعلت ( مندليف ) ينخرط فى العمل بشكل غير عادى بعد
عدة تجارب بدأ ( مندليف ) يلاحظ أن المحاليل التى حصل عليها من الماء والكحول لها
بعض الخواص القوية مع غازات كالهيدروجين وبالتعمق فى الدراسة بدأ فى دراسة العناصر
وتكافؤها .
بدأ (
مندليف ) ينشر أبحاثا حول تجاربه عن العناصر والتكافؤ لاقت قبولا من العلماء
ووجهوا اهتمامهم للتكافؤ .
وبدأ (
مندليف ) يعمل ويؤكد على حتمية وجود بعض العلاقات بين كل الأنماط وازداد اهتمامه بتصنيف
العناصر وراح يبحث عن الكيفية التى تتوافق بها كلها معا .
ولقد
عمل ( مندليف ) أستاذا للكيمياء فى جامعة ( سانت بيترسبورج ) ثم حصل على الدكتوراه
فى سنة ( 1865 ) وعين مديرا لقسم الكيمياء فى الجامعة .
وبدأ
العمل فى أول كتبه ( مبادىء الكيمياء ) ولقد أصدر جزءا ثانيا من كتاب مبادىء
الكيمياء ولقد عرف ( مندليف ) أنه لا يمكن أن يتم الجزء الثانى من الكتاب دون أن
يرتب العناصر فعليه أن يعثر على نمط يربط العناصر معا وابتكر قائمة للعناصر مرتبة
وفقا لزيادة وزنها الذرى كما اعتقد أنه يمكن تجميعها وفقا لخواصها الكيميائية ولكن
( مندليف ) بحث عن الخواص الفيزيائية كاللون والكثافة ودرجة الانصهار أو درجة
الغليان .
ولقد
ابتكر ( مندليف ) أكثر من ( 10 طرق ) مختلفة لترتيب العناصر .
الحلم
والتفكير :
إن المخ
أثناء النوم يظل نشطا فى تناول الأفكار والمشاعر بما فى ذلك المعلومات التى تم
الحصول عليها أثناء النهار وأوضح أن المخ يعمل فى حالة من التركيز العالى فى تناول
المعلومات المعقدة فالقدرة قد تصل بالإنسان لاتخاذ قرار أو معرفة كيفية آداء أعمال
جديدة .
ولقد
تصور ( مندليف ) الحل ورأى أثناء نومه جدولا فيه العناصر وقد احتلت أماكنها فكان
الجدول الدورى .
كان
الجدول الدورى الذى سجلت فيه العناصر وفقا لأوزانها الذرية من الأصغر للأكبر فى
أعمدة رأسية فى مجموعات ذات خواص كيميائية وفيزيائية متشابهة .
فجوات
فى الجدول الدورى :
فى عام
( 1869 ) لم يكن قد اكتشف سوى ( 63 عنصرا ) من أكثر من ( 100 عنصر ) ولقد ترك (
مندليف ) مكانا فى جدوله لعناصر لم تكن قد اكتشفت بعد .
وكان (
مندليف ) على صواب فقد تم تعديل جدوله الدورى الأصلى عندما تم اكتشاف عناصر جديدة
.
ظهور
علوم جديدة :
الجدول
الدورى للعناصر كان نقطة انطلاق للكثير من الاكتشافات كالفيزياء النووية كما عمل
على توضيح العلاقات بين العناصر مما أسهم فيما بعد للوصول لأهم الاكتشافات فى مجال
علم الأحياء ( DNA ) .
(
فرنسيس كريك ) و ( جيمس واطسون ) :
ولد (
فرنسيس كريك ) فى انجلترا عام ( 1916 ) وقضى وقته فى تعلم الكيمياء العضوية وعلم
البلورات ثم بدأ يعمل بالنظرية العامة لانكسار الأشعة السينية للولب ( تشتيت
الأشعة السينية ) لاكتشاف كيفية انتظام ذرات مادة ما .
ثم تحول
اهتمام ( كريك ) لدراسة البيولوجيا الجزيئية حيث كان يجرى أبحاثه فى مختبر لافندش
ولقد
ولد ( جيمس واطسون ) فى ( شيكاغو ) عام ( 1928 ) وحصل على الدكتوراه عام
( 1950
) كان اهتمامه منصبا على مجال الوراثة خلال عمله بجامعة ( كوبنهاجن ) بالدنمارك
فعن طريق البحث الخاص بالبيولوجيا الجزيئية فى مختبر ( لافندش ) فى ( كمبريدج )
بانجلترا حيث تقابل مع ( فرنسيس كريك ) عام ( 1951 ) وكونا فريق لحل لغز بنية ( DNA ) .
العثور
على سر الحياة :
فى عام
( 1953 ) كان سباق فك ألغاز ( DNA ) يقترب من النهاية وظهرت مقالة واطسون
وكريك بعنوان ( البنية الجزيئية للأحماض النووية ) ثم أعقبها مقالة أخرى توضيحية
شرحا فيها كيفية نسخ ( DNA ) وفى عام ( 1962 ) تقاسما جائزة نوبل .
كانت
إحدى النتائج المهمة لعمل ( واطسون ) و ( كريك ) تأسيس مشروع الجينيوم البشرى بهدف
تمييز كل المادة الوراثية البشرية برسم خريطة التسلسل الكامل ( DNA ) فى الجينيوم البشرى .
انجز
المشروع فى ابريل عام ( 2003 ) وخلال مسار المشروع رصد فريق عالمى أكثر من
( 3
مليارات ) حرف ( DNA ) فى الجينيوم البشرى .
الهندسة
الوراثية :
س : إلى
أى مدى يمكن للبشر أن يغيروا الشفرة الوراثية لكائن حى آخر ؟
ج : إن الهندسة الوراثية تعتبر مجالا جديدا
مملوءا بالكثير من التساؤلات الأخلاقية حول ما هو صواب وما هو خطأ .
إن
الفوائد الضخمة المحتملة منها ما يتعلق بالطعام الذى نأكله فقد تم زراعة نوع من
الأرز تم تعديله وراثيا بحيث يحتوى على فيتامين ( أ ) الذى يمكنه أن يساعد البشر
فى أن يعيشوا حياة أكثر صحة وهناك تساؤلات كثيرة حول تأثير تغيير الشفرة الوراثية
على نبات ( الأرز ) بشكل سلبى وحول تغيير التوازن الطبيعى وحول طبليعة تأثيراتها
على أجسام البشر .
هل يمكن
أن نقول عن السمكة التى تتوهج فى الظلام فقد تم ذلك باستخدام تكنولوجيا DNA
المعدل
وراثيا عن طريق زرع جينات البروتين المشع لدى قنديل البحر فى جينات السمكة لتصبح
متوهجة .
إن
الاستنساخ الذى يتم من خلاله إعادة تخليق الشفرة الوراثية الكاملة لأحد الكائنات
الحية فيمكن للاستنساخ أن ينقذ أنواعا من الكائنات الحية من الانقراض أو يتيح
وسيلة لتخليق أعضاء كالقلوب والأكباد حيث الحاجة إليها فى عمليات زراعة الأعضاء
فيمكن لزراعة نوع من الخلايا
(
الخلايا الجذعية ) أن تتيح وسائل لعلاج الكثير من الأمراض .
وفى
مجال الجريمة يعتبر استخدام البصمة الوراثية إحدى قصص النجاح لأبحاث ( DNA ) فهى إما تدين المذنبين أو تطلق سراح الأبرياء .
فإن
تتبع تاريخ الجنس البشرى فإنه يمكن استخدام ( DNA
) لتتبع تاريخ الجنس البشرى عائدين للماضى آلاف وآلاف السنوات لنكتشف أنه منذ (
7500 سنة ) كان الجنس البشرى قد وصل لحافة الانقراض بسبب كارثة مجهولة وإن الجانب
الأساسى فى الخلق ( DNA ) .
زينب راشد
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق