كان لدى ثيودور دينر مشكلة. كان ذلك في عام 1967، وقد نجح هو وزميل له في عزل العامل المسبب لمرض درنة المغزل في البطاطس، وهو مرض مدمر للمحاصيل. لكن هذا العامل لم يكن يشبه أي شيء يعرفانه. ورغم أنهما أطلقا عليه اسم فيروس، إلا أنه لم يتصرف كفيروس.
استغرق الأمر من دينر أربع سنوات لإثبات أن هذا الكيان الغامض كان شيئًا أبسط حتى من الفيروس: جزيء "عاري" منفرد يمكنه إصابة خلايا نبات البطاطس والتكاثر بداخلها. اقترح تسميته بـ "فيروسويد". كان أصغر عامل تكاثر تم التعرف عليه على الإطلاق. وبضربة واحدة، وسّع دينر فهمنا للحياة في العالم المجهري.
قد تعتقد أن اكتشافًا دراماتيكيًا كهذا سينتشر بسرعة، لكن بالكاد لاحظه أحد. باستثناء عدد قليل من علماء أمراض النبات، تجاهل العالم العلمي الفيروسويدات إلى حد كبير لمدة نصف قرن. كانت هذه الكائنات غامضة إلى درجة أنه عندما نُصح بنجامين لي في المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية في بيثيسدا بولاية ماريلاند في عام 2020 بالبحث في أمر الفيروسويدات، لم يكن قد سمع بها من قبل.
منذ ذلك الحين، وبفضل لي وآخرين، حدث انفجار في الاكتشافات. نحن نعرف الآن آلاف الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها، بأسماء غريبة مثل "الأوبليسك"، و"الريبوزيفيروس"، و"ساتالايت". يبدو أنها موجودة في كل مكان، في مجموعة واسعة من الكائنات الحية والميكروبات. لا نعرف ماذا تفعل معظمها، بما في ذلك ما إذا كانت غير ضارة أم خطيرة. لكن هذه العوامل التكاثرية البسيطة للغاية تثير أسئلة جوهرية حول معنى أن يكون الكائن حيًا. وربما تعود أصولها إلى بداية الحياة نفسها.
جزء من قصة علم الأحياء عبر القرون كان السعي للعثور على أشكال حياة أصغر فأصغر. بدأ ذلك في سبعينيات القرن السابع عشر عندما لاحظ أنطوني فان ليفينهوك، وهو خبير في المجاهر والعدسات، "حيوانات دقيقة" تعيش في مياه الأمطار. أدرك علماء الأحياء لاحقًا أن هذه الكائنات كانت كائنات وحيدة الخلية، بما في ذلك البكتيريا والخميرة. يبلغ حجم أصغرها بضعة ميكرومترات فقط، لكنها معقدة بشكل لا يصدق، حيث تحتوي على مئات الأنواع المختلفة من الجزيئات، بما في ذلك الحمض النووي الذي يحمل جيناتها.
استغرق الأمر من دينر أربع سنوات لإثبات أن هذا الكيان الغامض كان شيئًا أبسط حتى من الفيروس: جزيء "عاري" منفرد يمكنه إصابة خلايا نبات البطاطس والتكاثر بداخلها. اقترح تسميته بـ "فيروسويد". كان أصغر عامل تكاثر تم التعرف عليه على الإطلاق. وبضربة واحدة، وسّع دينر فهمنا للحياة في العالم المجهري.
قد تعتقد أن اكتشافًا دراماتيكيًا كهذا سينتشر بسرعة، لكن بالكاد لاحظه أحد. باستثناء عدد قليل من علماء أمراض النبات، تجاهل العالم العلمي الفيروسويدات إلى حد كبير لمدة نصف قرن. كانت هذه الكائنات غامضة إلى درجة أنه عندما نُصح بنجامين لي في المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية في بيثيسدا بولاية ماريلاند في عام 2020 بالبحث في أمر الفيروسويدات، لم يكن قد سمع بها من قبل.
منذ ذلك الحين، وبفضل لي وآخرين، حدث انفجار في الاكتشافات. نحن نعرف الآن آلاف الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها، بأسماء غريبة مثل "الأوبليسك"، و"الريبوزيفيروس"، و"ساتالايت". يبدو أنها موجودة في كل مكان، في مجموعة واسعة من الكائنات الحية والميكروبات. لا نعرف ماذا تفعل معظمها، بما في ذلك ما إذا كانت غير ضارة أم خطيرة. لكن هذه العوامل التكاثرية البسيطة للغاية تثير أسئلة جوهرية حول معنى أن يكون الكائن حيًا. وربما تعود أصولها إلى بداية الحياة نفسها.
جزء من قصة علم الأحياء عبر القرون كان السعي للعثور على أشكال حياة أصغر فأصغر. بدأ ذلك في سبعينيات القرن السابع عشر عندما لاحظ أنطوني فان ليفينهوك، وهو خبير في المجاهر والعدسات، "حيوانات دقيقة" تعيش في مياه الأمطار. أدرك علماء الأحياء لاحقًا أن هذه الكائنات كانت كائنات وحيدة الخلية، بما في ذلك البكتيريا والخميرة. يبلغ حجم أصغرها بضعة ميكرومترات فقط، لكنها معقدة بشكل لا يصدق، حيث تحتوي على مئات الأنواع المختلفة من الجزيئات، بما في ذلك الحمض النووي الذي يحمل جيناتها.
سيمر أكثر من قرنين قبل أن يكتشف عالم النبات دميتري إيفانوفسكي شيئًا أصغر حتى من ذلك. في محاولة لمعرفة سبب مرض آخر يصيب نباتات البطاطس، تمكن من التقاط العامل المسبب باستخدام مرشح بالغ الدقة. في عام 1898، أطلق عالم الأحياء الدقيقة مارتينوس بيجيرينك على هذا النوع من العوامل المعدية اسم "فيروس". تتكون الفيروسات من قطعة من المادة الوراثية – إما DNA أو جزيء مشابه يسمى RNA – محاطة بغلاف بروتيني يعرف باسم الكابسيد. غالبًا ما يبلغ قطرها عُشر ميكرومتر، وبعضها أصغر حتى. لا يمكنها التكاثر بمفردها، ولكن عند إصابتها لخلية حية، يمكنها السيطرة على آلياتها الداخلية واستخدامها لإنتاج آلاف النسخ الجديدة من الفيروس. تدمر الخلايا في هذه العملية، وهو ما يفسر سبب قدرة الفيروسات على التسبب في أمراض خطيرة.
أشكال الحياة الأصغر فأصغر
دفعت الفيروسات حدود الحجم الذي يمكن أن تكون عليه الكائنات الحية. ولكن بعد سبعة عقود، ومع اكتشاف دينر للفيروسويدات، بدأ هذا الحد يتوسع (انظر سكان العالم غير المرئي). تتكون الفيروسويدات من شريط RNA دون حتى كابسيد. مثل الفيروسات، تتكاثر عن طريق دخول الخلية المضيفة والسيطرة على أنظمتها. ولكن آليتها الدقيقة مختلفة، لأن RNA الفيروسويد يكون دائريًا. يستولي الفيروسويد على إنزيم تستخدمه الخلية المضيفة لصنع RNA خاص بها، مما يؤدي إلى أن "يتحرك" هذا الإنزيم حول RNA الدائري، ناسخًا إياه أثناء مروره لإنشاء شريط RNA طويل يشبه شريط التلغراف يحتوي على العديد من تكرارات تسلسل الفيروسويد. يتم بعد ذلك تقطيع هذا الشريط إلى أجزاء، تحتوي كل منها على نسخة واحدة من RNA الفيروسويد، ثم تتشكل هذه الأجزاء في حلقات. أحيانًا تُظهر المجاهر الإلكترونية الفيروسويدات على شكل قضبان، مما يشير إلى أن حلقة RNA تكون ملتوية ومطوية أكثر.
الطريقة التي تعمل بها الفيروسويدات فريدة من نوعها، وحجمها الصغير غير مسبوق. لكن لعقود، لم يعرها أحد اهتمامًا كبيرًا. حتى داخل علم الأحياء، ظلت موضوعًا متخصصًا. استمرت أبحاث الفيروسويدات بوتيرة بطيئة للغاية لمدة 50 عامًا، كما يقول زاشا وينبرغ من جامعة لايبزيغ في ألمانيا. ويعتقد أن قلة الاهتمام كانت جزئيًا بسبب أن الفيروسويدات بدت وكأنها تصيب النباتات فقط. ولكن في عام 2021، نشر وينبرغ وزملاؤه دراسة غيرت كل شيء.
المفارقة هي أنهم لم يكونوا حتى يبحثون عن الفيروسويدات. كانوا يجمعون معلومات عن الريبوزيمات – جزيئات RNA يمكنها أيضًا العمل كإنزيمات لتسريع التفاعلات البيوكيميائية – وكانوا مهتمين بشكل خاص بمجموعة تسمى الريبوزيمات المشبكية. سميت بهذا الاسم بسبب الشكل الذي يطويه فيه شريط RNA، وقد تم اكتشافها في أواخر الثمانينيات، ولكن حتى عام 2021، لم يكن معروفًا سوى أربعة أنواع منها. عندما قام الباحثون بتمشيط كمية هائلة من بيانات التسلسل الجيني، سواء DNA أو RNA، التي تم جمعها من أنواع مختلفة على مر السنين، وجدوا 941 نوعًا جديدًا – مما وسع التنوع بأكثر من 200 ضعف. وعند الفحص الدقيق، وُجدت جميع هذه الريبوزيمات داخل تسلسلات RNA دائرية، تمامًا مثل الفيروسويدات. ولكن كان هناك شيء مميز بشأنها: اختلفت تسلسلاتها الجينية بشكل كبير في الطول، من 381 إلى 5170 نوكليوتيد، في حين أن الفيروسويدات المعروفة سابقًا لم تتجاوز بضع مئات من النوكليوتيدات.
يقول وينبرغ: "5000 أمر جنوني. هناك شيء مختلف تمامًا يحدث هنا." والأكثر من ذلك، أن هذه "الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات" لم تكن محصورة في النباتات. فقد عثر فريق وينبرغ عليها في عدة أنواع من الفطريات، ونمل ضيق الرأس، وإسفنجة بحرية، وديدان شعيرية.
الطريقة التي تعمل بها الفيروسويدات فريدة من نوعها، وحجمها الصغير غير مسبوق. لكن لعقود، لم يعرها أحد اهتمامًا كبيرًا. حتى داخل علم الأحياء، ظلت موضوعًا متخصصًا. استمرت أبحاث الفيروسويدات بوتيرة بطيئة للغاية لمدة 50 عامًا، كما يقول زاشا وينبرغ من جامعة لايبزيغ في ألمانيا. ويعتقد أن قلة الاهتمام كانت جزئيًا بسبب أن الفيروسويدات بدت وكأنها تصيب النباتات فقط. ولكن في عام 2021، نشر وينبرغ وزملاؤه دراسة غيرت كل شيء.
المفارقة هي أنهم لم يكونوا حتى يبحثون عن الفيروسويدات. كانوا يجمعون معلومات عن الريبوزيمات – جزيئات RNA يمكنها أيضًا العمل كإنزيمات لتسريع التفاعلات البيوكيميائية – وكانوا مهتمين بشكل خاص بمجموعة تسمى الريبوزيمات المشبكية. سميت بهذا الاسم بسبب الشكل الذي يطويه فيه شريط RNA، وقد تم اكتشافها في أواخر الثمانينيات، ولكن حتى عام 2021، لم يكن معروفًا سوى أربعة أنواع منها. عندما قام الباحثون بتمشيط كمية هائلة من بيانات التسلسل الجيني، سواء DNA أو RNA، التي تم جمعها من أنواع مختلفة على مر السنين، وجدوا 941 نوعًا جديدًا – مما وسع التنوع بأكثر من 200 ضعف. وعند الفحص الدقيق، وُجدت جميع هذه الريبوزيمات داخل تسلسلات RNA دائرية، تمامًا مثل الفيروسويدات. ولكن كان هناك شيء مميز بشأنها: اختلفت تسلسلاتها الجينية بشكل كبير في الطول، من 381 إلى 5170 نوكليوتيد، في حين أن الفيروسويدات المعروفة سابقًا لم تتجاوز بضع مئات من النوكليوتيدات.
يقول وينبرغ: "5000 أمر جنوني. هناك شيء مختلف تمامًا يحدث هنا." والأكثر من ذلك، أن هذه "الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات" لم تكن محصورة في النباتات. فقد عثر فريق وينبرغ عليها في عدة أنواع من الفطريات، ونمل ضيق الرأس، وإسفنجة بحرية، وديدان شعيرية.
هل الفيروسويدات وما يشبهها كائنات حية؟ هل ينبغي أن نعتبرها بيولوجية أم كيميائية؟
توالت المزيد من الاكتشافات خلال العامين التاليين. عندما صُمم نظام جديد لفحص كميات هائلة من بيانات التسلسل الجيني، كشف عن أكثر من 100,000 فيروس RNA جديد، كما عثر أيضًا على كيانات غريبة أخرى تُعرف باسم "الأقمار الصناعية - ساتالايتات". ورغم أنه تم التعرف عليها منذ عام 1960، فإن الأقمار الصناعية لا تزال غامضة. فهي تشبه الفيروسات ظاهريًا: قطعة من المادة الوراثية محاطة بغلاف بروتيني. ولكن لا يمكن للقمر الصناعي إصابة خلية إلا إذا اقترن بفيروس محدد.
في هذه الأثناء، كان لي وزملاؤه يبحثون بنشاط في بيانات التسلسل الجيني عن أدلة على وجود فيروسويدات جديدة. في عام 2023، أبلغوا عن العثور على أكثر من 11,000 RNA دائري شبيه بالفيروسويدات. يبدو أن بعضها فيروسويدات كلاسيكية، بينما يُرجح أن يكون البعض الآخر أقمارًا صناعية. كما تتضمن المجموعة بعض "الريبوزيفيروسات" – وهي تحتوي على RNA دائري وتتكرر مثل الفيروسويد، ولكن لديها أيضًا جين يشفر بروتينًا غلافيًا، ما يطمس الخط الفاصل بين الفيروسويدات والفيروسات.
في العام نفسه، أبلغ فريق شمل بياتريز نافارو من معهد حماية النبات المستدام في باري، إيطاليا، ولي عن كيانات جديدة تُعرف باسم "الأمبيفيروسات"، والتي وصفوها بأنها "هجينة بين فيروسات RNA وعناصر شبيهة بالفيروسويدات". على عكس الفيروسويدات الكلاسيكية، تمتلك هذه الكيانات جينًا يشفر الإنزيم الذي ينسخ RNA الخاص بها. ومع ذلك، لا تزال تعتمد على مضيف للتكاثر – فقد وجدها الفريق في الفطريات.
في العام الماضي، اكتشف الباحثون ربما أغرب الأشياء حتى الآن. حدد فريق بقيادة أندرو فاير من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا كيانات في ميكروبيوم الأمعاء البشرية، وهي مثل الفيروسويدات، عبارة عن RNAs دائرية، ولكنها مطوية على شكل قضيب – ما أكسبها اسم "الأوبليسكات". وعلى عكس الفيروسويدات الكلاسيكية، فإن جينوماتها تشفر بروتينات تُعرف باسم "الأوبلينات"، التي لا تشبه أي بروتين معروف، ووظيفتها لا تزال لغزًا تامًا. وقد عثر الباحثون على 29,959 نوعًا مميزًا من الأوبليسكات.
في هذه الأثناء، كان لي وزملاؤه يبحثون بنشاط في بيانات التسلسل الجيني عن أدلة على وجود فيروسويدات جديدة. في عام 2023، أبلغوا عن العثور على أكثر من 11,000 RNA دائري شبيه بالفيروسويدات. يبدو أن بعضها فيروسويدات كلاسيكية، بينما يُرجح أن يكون البعض الآخر أقمارًا صناعية. كما تتضمن المجموعة بعض "الريبوزيفيروسات" – وهي تحتوي على RNA دائري وتتكرر مثل الفيروسويد، ولكن لديها أيضًا جين يشفر بروتينًا غلافيًا، ما يطمس الخط الفاصل بين الفيروسويدات والفيروسات.
في العام نفسه، أبلغ فريق شمل بياتريز نافارو من معهد حماية النبات المستدام في باري، إيطاليا، ولي عن كيانات جديدة تُعرف باسم "الأمبيفيروسات"، والتي وصفوها بأنها "هجينة بين فيروسات RNA وعناصر شبيهة بالفيروسويدات". على عكس الفيروسويدات الكلاسيكية، تمتلك هذه الكيانات جينًا يشفر الإنزيم الذي ينسخ RNA الخاص بها. ومع ذلك، لا تزال تعتمد على مضيف للتكاثر – فقد وجدها الفريق في الفطريات.
في العام الماضي، اكتشف الباحثون ربما أغرب الأشياء حتى الآن. حدد فريق بقيادة أندرو فاير من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا كيانات في ميكروبيوم الأمعاء البشرية، وهي مثل الفيروسويدات، عبارة عن RNAs دائرية، ولكنها مطوية على شكل قضيب – ما أكسبها اسم "الأوبليسكات". وعلى عكس الفيروسويدات الكلاسيكية، فإن جينوماتها تشفر بروتينات تُعرف باسم "الأوبلينات"، التي لا تشبه أي بروتين معروف، ووظيفتها لا تزال لغزًا تامًا. وقد عثر الباحثون على 29,959 نوعًا مميزًا من الأوبليسكات.
ورغم الاكتشاف المفاجئ لكل هذه الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات، لدينا معلومات ضئيلة للغاية حول ما إذا كانت معظمها تلحق الضرر بمضيفيها. من المعروف أن بعض الفيروسويدات تصيب النباتات بشكل طبيعي، مما يؤدي إلى خسائر في المحاصيل. وفي عام 2022، أفاد فريق بقيادة وينشينغ شو من جامعة هوازونغ الزراعية في ووهان، الصين، بوجود RNAs شبيهة بالفيروسويدات تصيب فطرًا، وهو في حد ذاته ممرض للنباتات. أطلق الباحثون عليها اسم "الميكوفيروسويدات". كذلك، يبدو أن الأوبليسكات قادرة على دخول الخلايا: فقد وجد فريق فاير بعضها في بكتيريا تُعرف باسم Streptococcus sanguinis، والتي تعيش في أفواهنا. ومع ذلك، لم تُجرَ سوى تجارب قليلة جدًا على الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات – ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الاهتمام بها حديث نسبيًا، كما أن قيود جائحة كوفيد-19 حدّت من الوقت المتاح لإجراء مثل هذه الأبحاث.
يقول وينبرغ: "لا يمكنك استبعاد احتمال وجود فيروسويدات قادرة على إصابة البشر." ولكن في الوقت ذاته، لا يوجد أي دليل على ذلك حتى الآن.
لكن ما توضحه هذه السلسلة من الاكتشافات بجلاء هو أن هناك كيانات تشبه الحياة وهي أصغر حتى من الفيروسات – وهي موجودة في كل مكان. لا نعرف عددها الفعلي، لا سيما لأن أدوات البحث المتاحة تعتمد على العثور على تسلسلات جينية مألوفة، مما يعني أنها لن تلتقط الكيانات ذات RNA الأكثر غرابة. يقول لي: "أعتقد أننا لا نزال في بداية استكشاف هذا المجال."
هل الفيروسويدات حية حقًا؟
أدى سيل الاكتشافات أيضًا إلى الكثير من الارتباك. كيف يمكننا تصنيف كل هذه الكيانات الصغيرة المختلفة؟ لا تلتقط الفئات الحالية، مثل الفيروسويد أو القمر الصناعي، كامل التنوع الموجود. ولإضافة المزيد من التعقيد، فإن ما يبدأ كفيروسويد لا يبقى بالضرورة كذلك. يقول لي: "من المرجح جدًا أن تحدث تحولات بين فئات الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات." على سبيل المثال، يمكن لفيروسويد أن يكتسب جينًا لبروتين، فيتحول إلى قمر صناعي أو فيروس، ثم يعود لاحقًا إلى حالته الأصلية. تسلسلات RNA المعنية قصيرة جدًا، مما يجعل من السهل تبادلها أو تطورها عشوائيًا في مجموعة كبيرة من الفيروسويدات.
بل وحتى كيفية التفكير في أعضاء هذا العالم شبه الفيروسي غير واضحة. هل هي كائنات حية أم لا؟ هل ينبغي اعتبارها بيولوجية أم مجرد كيمياء معقدة؟ بعد كل شيء، يعارض العديد من علماء الأحياء فكرة أن الفيروسات حية. يقول لي: "أنا شخصيًا أعتقد أن تعريف الحياة يجب أن يتوسع بشكل جذري ليشمل الفيروسات والفيروسويدات، لكن هذه ليست وجهة نظر سائدة." ويضيف: "من الواضح أنها عوامل تكاثر بيولوجية تخضع للانتقاء الطبيعي، وهذا ما يهم علماء الأحياء."
المشكلة الأعمق هي أنه لم يتمكن أحد حتى الآن من وضع تعريف للحياة يتفق عليه معظم علماء الأحياء. يقول وينبرغ: "ربما يعتمد الأمر على السياق العلمي للسؤال الذي تطرحه." ولكن قد تساعدنا هذه الكيانات الغريبة في حل هذا اللغز. هناك اتجاه متزايد للتعامل مع الحياة كطيف بدلاً من كونها ظاهرة تُحدد بنعم أو لا. ووفقًا لهذا المنظور، فإن الفيروسويدات وما شابهها تمثل المستوى الأساسي للحياة – فهي أكثر حياة من الصخور، لكنها ليست حية مثل البكتيريا أو الفيلة.
سؤال واضح آخر هو: من أين تأتي كل هذه الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها؟ هناك احتمالان رئيسيان. الأول هو أنها تتشكل تلقائيًا داخل الخلايا الحية. ولأن الفيروسويدات عبارة عن تسلسلات قصيرة من RNA، وجميع الخلايا تنتج كميات هائلة من RNA طوال الوقت، فليس من المستبعد أن تتشكل الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات عن طريق الصدفة البحتة، كما يقول وينبرغ. يجادل لي وزميله يوجين كونين بأن هذا هو التفسير الأكثر ترجيحًا، مشيرين إلى تسلسلات في جينومات النباتات تُعرف باسم "الريتروزيمات" التي تشبه الفيروسويدات. يقول لي: "قد ينمو كيان تكاثري بشكل أساسي كأنه اكتسب أرجلًا وبدأ يمشي بعيدًا."
إذا كان هذا صحيحًا، فقد تكون العديد من أنواع الفيروسويدات حديثة النشأة نسبيًا – حتى لو كانت الظاهرة العامة قديمة جدًا. ومع ذلك، كتب لي وكونين ورقتهما البحثية قبل كل الاكتشافات الحديثة. يقول لي: "كان جزء كبير من افتراضاتنا قائمًا على حقيقة أن الفيروسويدات لم يتم العثور عليها إلا في النباتات." نحن نعلم الآن أن هذا ليس صحيحًا. بل يبدو أن الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها عالمية الانتشار. وهذا يشير إلى احتمال ثانٍ، وهو أنها قد تكون قديمة جدًا، تعود إلى فجر الحياة نفسها. تقول نافارو: "لديها جميع الخصائص التي تجعلها أول الكيانات التي تكاثرت." فهي صغيرة، مما يسهل تكاثرها دون الكثير من الأخطاء. وعلاوة على ذلك، "إنها مستقرة لأنها مضغوطة"، كما تقول.
بل وحتى كيفية التفكير في أعضاء هذا العالم شبه الفيروسي غير واضحة. هل هي كائنات حية أم لا؟ هل ينبغي اعتبارها بيولوجية أم مجرد كيمياء معقدة؟ بعد كل شيء، يعارض العديد من علماء الأحياء فكرة أن الفيروسات حية. يقول لي: "أنا شخصيًا أعتقد أن تعريف الحياة يجب أن يتوسع بشكل جذري ليشمل الفيروسات والفيروسويدات، لكن هذه ليست وجهة نظر سائدة." ويضيف: "من الواضح أنها عوامل تكاثر بيولوجية تخضع للانتقاء الطبيعي، وهذا ما يهم علماء الأحياء."
المشكلة الأعمق هي أنه لم يتمكن أحد حتى الآن من وضع تعريف للحياة يتفق عليه معظم علماء الأحياء. يقول وينبرغ: "ربما يعتمد الأمر على السياق العلمي للسؤال الذي تطرحه." ولكن قد تساعدنا هذه الكيانات الغريبة في حل هذا اللغز. هناك اتجاه متزايد للتعامل مع الحياة كطيف بدلاً من كونها ظاهرة تُحدد بنعم أو لا. ووفقًا لهذا المنظور، فإن الفيروسويدات وما شابهها تمثل المستوى الأساسي للحياة – فهي أكثر حياة من الصخور، لكنها ليست حية مثل البكتيريا أو الفيلة.
سؤال واضح آخر هو: من أين تأتي كل هذه الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها؟ هناك احتمالان رئيسيان. الأول هو أنها تتشكل تلقائيًا داخل الخلايا الحية. ولأن الفيروسويدات عبارة عن تسلسلات قصيرة من RNA، وجميع الخلايا تنتج كميات هائلة من RNA طوال الوقت، فليس من المستبعد أن تتشكل الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات عن طريق الصدفة البحتة، كما يقول وينبرغ. يجادل لي وزميله يوجين كونين بأن هذا هو التفسير الأكثر ترجيحًا، مشيرين إلى تسلسلات في جينومات النباتات تُعرف باسم "الريتروزيمات" التي تشبه الفيروسويدات. يقول لي: "قد ينمو كيان تكاثري بشكل أساسي كأنه اكتسب أرجلًا وبدأ يمشي بعيدًا."
إذا كان هذا صحيحًا، فقد تكون العديد من أنواع الفيروسويدات حديثة النشأة نسبيًا – حتى لو كانت الظاهرة العامة قديمة جدًا. ومع ذلك، كتب لي وكونين ورقتهما البحثية قبل كل الاكتشافات الحديثة. يقول لي: "كان جزء كبير من افتراضاتنا قائمًا على حقيقة أن الفيروسويدات لم يتم العثور عليها إلا في النباتات." نحن نعلم الآن أن هذا ليس صحيحًا. بل يبدو أن الفيروسويدات والكيانات الشبيهة بها عالمية الانتشار. وهذا يشير إلى احتمال ثانٍ، وهو أنها قد تكون قديمة جدًا، تعود إلى فجر الحياة نفسها. تقول نافارو: "لديها جميع الخصائص التي تجعلها أول الكيانات التي تكاثرت." فهي صغيرة، مما يسهل تكاثرها دون الكثير من الأخطاء. وعلاوة على ذلك، "إنها مستقرة لأنها مضغوطة"، كما تقول.
أحافير حية من فجر الحياة
يبقى لغز كيفية نشوء الحياة على الأرض دون حل، رغم عقود من البحث في هذا السؤال. إحدى الفرضيات التي نوقشت كثيرًا هي أن الحياة نشأت من ما يُعرف باسم "عالم RNA". استُلهمت هذه الفكرة من اكتشاف الريبوزيمات الأولى في أوائل الثمانينيات: فقد أظهر هذا الاكتشاف أن RNA يمكن أن يعمل كإنزيم بالإضافة إلى تخزين المعلومات الوراثية، مما جعله مرشحًا جيدًا ليكون أبسط أشكال الحياة. تعتقد نافارو وزملاؤها أن الفيروسويدات قد تكون بقايا من ذلك العصر. تقول: "فرضيتنا هي أنها أحافير من عالم RNA السابق للخلية."
ومع ذلك، لا تزال هذه الفكرة غير مثبتة، ويقول لي إن لديها مشكلات كبيرة. ربما تكمن أكبر مشكلة في أنه لم يُعثر أبدًا على ريبوزيم في الطبيعة قادر على زيادة حجم جزيئات RNA – وهي وظيفة كان يجب أن تكون ضرورية للفيروسويد البدائي كي يتكاثر ذاتيًا. ومع ذلك، فقد نجح الباحثون في تحقيق ذلك في المختبر. في عام 2016، استخدم جيرالد جويس من معهد سالك في لا جولا، كاليفورنيا، وزميله ديفيد هورنينغ، التطور الاصطناعي لتعديل الريبوزيمات، ونجحا في تطوير واحد قادر على نسخ تسلسلات RNA قصيرة. وفي مارس من العام الماضي، طورا واحدًا قادرًا على نسخ تسلسل RNA يحتوي على ريبوزيم. يقول وينبرغ: "من الواضح أن تطورها سهل نسبيًا."
ولكن إذا كان ريبوزيم كهذا ضروريًا في بداية الحياة، يتساءل لي: لماذا لم يبقَ على قيد الحياة حتى اليوم؟ يعترف بإمكانية أنه قد يكون ببساطة قد انقرض، لكنه يشير أيضًا إلى أن الحياة متنوعة وفعالة جدًا، لذا فمن الغريب أننا لم نعثر على شيء مشابه ما زال موجودًا في أي مكان.
في الوقت الحالي، لا تزال مسألة ما إذا كانت الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات أحافير حية من فجر الحياة مفتوحة للنقاش. لكن، في مفارقة لطيفة، فإن هذا بالضبط ما اقترحه دينر، مكتشف الفيروسويدات، عام 1989.
المصدر: NewScientist
ومع ذلك، لا تزال هذه الفكرة غير مثبتة، ويقول لي إن لديها مشكلات كبيرة. ربما تكمن أكبر مشكلة في أنه لم يُعثر أبدًا على ريبوزيم في الطبيعة قادر على زيادة حجم جزيئات RNA – وهي وظيفة كان يجب أن تكون ضرورية للفيروسويد البدائي كي يتكاثر ذاتيًا. ومع ذلك، فقد نجح الباحثون في تحقيق ذلك في المختبر. في عام 2016، استخدم جيرالد جويس من معهد سالك في لا جولا، كاليفورنيا، وزميله ديفيد هورنينغ، التطور الاصطناعي لتعديل الريبوزيمات، ونجحا في تطوير واحد قادر على نسخ تسلسلات RNA قصيرة. وفي مارس من العام الماضي، طورا واحدًا قادرًا على نسخ تسلسل RNA يحتوي على ريبوزيم. يقول وينبرغ: "من الواضح أن تطورها سهل نسبيًا."
ولكن إذا كان ريبوزيم كهذا ضروريًا في بداية الحياة، يتساءل لي: لماذا لم يبقَ على قيد الحياة حتى اليوم؟ يعترف بإمكانية أنه قد يكون ببساطة قد انقرض، لكنه يشير أيضًا إلى أن الحياة متنوعة وفعالة جدًا، لذا فمن الغريب أننا لم نعثر على شيء مشابه ما زال موجودًا في أي مكان.
في الوقت الحالي، لا تزال مسألة ما إذا كانت الكيانات الشبيهة بالفيروسويدات أحافير حية من فجر الحياة مفتوحة للنقاش. لكن، في مفارقة لطيفة، فإن هذا بالضبط ما اقترحه دينر، مكتشف الفيروسويدات، عام 1989.
المصدر: NewScientist
التعديل الأخير: