top of page

התא: מורכבות מדהימה

תמונת הסופר/ת: Oren FarberOren Farber

קשה שלא להתפעל מההנדסה הבלתי נתפסת של תא בודד. תאים אינם מבנים פשוטים שמורכבים ממולקולות אלא מערכות מתפקדות ומשוכללות המזכירות עיר עתידנית מורכבת, מלאה מפעלים, כבישים, ובתי חולים הפועלים כולם בהרמוניה מעוררת השתאות.


בתוך התא פועלות מכונות מולקולריות המתפקדות כרובוטים המייצרים את החומרים הדרושים לקיום החיים. בנוסף, בתוך התא קיימת תשתית פנימית המזכירה שלד בניין, והיא המעניקה לתא את יציבותו ומאפשרת תנועה והפצה מסודרת של חומרים בתוכו, אליו וממנו אל הסביבה.


התא גם מכיל כבישים פנימיים, שמתפרקים ונבנים מחדש בהתאם לצורך, ומאפשרים לכלי רכב מולקולריים לשאת חומרים חיוניים ממקום למקום. בלב התא קיימת ספרייה מרכזית – הגרעין – שבו מאוחסן המידע הגנטי (ה-DNA), שממנו התא מפיק חלבונים על ידי תרגום קפדני של ההוראות המצויות בו.

אך מה שמדהים במיוחד, הוא היכולת של התא להשתכפל – לייצר עותק מושלם של עצמו בזמן קצר יחסית. זה כמו עיר שמתוך עצמה בונה בדיוק מושלם עיר נוספת, מבלי התערבות חיצונית, וזאת תוך דקות עד שעות ספורות.


מורכבות התא היא מעבר לכל דמיון: מפעלי ענק מודרניים , כמו אלו המייצרים מטוסים מתקדמים או מחשבי על, אינם מתקרבים לרמת התחכום והמודולריות שבתא פשוט. חשבו על כך: האם באמת רציונלי להניח שמערכת כה משוכללת נוצרה באופן אקראי ללא תכנון תבוני? כיצד מולקולות פשוטות, דרך צירופים אקראיים (וטרום אבולוציוניים), הצליחו להקים "עיר" סופר מתקדמת המתוכננת עד לפרט הזעיר ביותר? ההיתכנות האקראית של תסריט כזה אכן דורשת אמונה רבה, והיא מנוגדת לכל הבנה שיש למדע בנושא מורכבות ומידע.


בדיקה מדוקדקת מעלה שכל אחד מתהליכי החיים מתבצע באמצעות רשתות היפר-מורכבות של תגובות כימיות, וכל תגובה נשלטת בקפידה על ידי חלבונים, שכל אחד מהם הוא תוצאה של קידוד גנטי מדויק מה-DNA. בניית חלבונים אלו דורשת מנגנונים משוכללים (ריבוזומים) המתרגמים את המידע לחלבונים, ואנזימים שמוודאים שכל התהליך מתבצע בצורה חלקה ויעילה, ואף דואגים לתקן טעויות בזמן אמת. נראה שכל חלק בתא יודע בדיוק מה עליו לעשות ובאיזה תזמון, וכל זה ללא הכוונה מרכזית כלשהיא.


בעשורים האחרונים, המדע 'נאבק' לייצר בצורה מלאכותית תאים חיים מחומרים הגלם העומדים לרשות התא. למרות ידע וטכנולוגיות מתקדמות, הניסויים בשדה זה – כלומר, נסיון ליצור חיים במעבדה – אינם מצליחים לשחזר אפילו את החלקים הפשוטים והאלמנטרים ביותר של התא כגון חלבונים או ממברנות. זאת ועוד - ככל שאנו יודעים יותר על התא, כך המטרה מתרחקת מאיתנו, וזאת בניגוד לדיעה הרווחת בציבור שהמדע "כל הזמן מתקדם". אכן, מאז הניסוי המפורסם של יורי ומילר בשנות החמישים לא התרחשה התקדמות משמעותית בתחום מלבד הייפ תקשורתי.


המורכבות הכימית של התא מעלה שאלה עקרונית: כיצד יכלה להתפתח מערכת שכזו של תגובות כימיות, בה כל שלב תלוי בקודמו, וזאת כאשר כל החלקים חייבים לפעול מראש בהרמוניה מלאה? מכיוון שהחלבונים, האנזימים, הממברנות וכל המערכות הפנימיות של התא נדרשות לפעול יחד בתזמון מדויק, אין זה מספיק שאחד המרכיבים יתפתח עצמאית או באופן חלקי, שכן המערכת כולה חייבת להיות קיימת ומסונכרנת ברמה העמוקה ביותר כדי להבטיח תפקוד של התא.


טענה נפוצה היא, ששכלול התא נוצר הודות למאות מליוני שנים בם פעלו תהליכי מיון והתפתחות איטיים (טרום אבולוציוניים). הבעיה עם הנחה זו היא, שחומרי ביניים הנחוצים ליצירת המנגונים הביוכימיים נוטים להתפרק במהירות רבה בשל תנאים של חמצון קרינת UV, טמפרטורה לא מתאימה, חומציות ועוד - כל מי שעבד במעבדה יודע עד כמה תרכובות אלו שבריריות ולא יציבות לאורך זמן. כך שלמעשה, הזמן הוא האויב הגדול ביותר בדרך ליצירת מורכבות הולכת וגדלה, בניגוד להגיון של תיאוריית ההיווצרות האקראית.


כאמור, הניסיון להסביר את היווצרות התא על ידי תהליכים אקראיים מציב אתגר עצום ונמצא כבר שנים רבות במצב של מבוא סתום. מדענים ממשיכים לחקור כיצד התחילו החיים, אך רבים מודים שנסיון זה מציף שאלות עקרוניות. המורכבות המדהימה של התא אינה רק סיבה להתפעלות, אלא גם קריאה לחשיבה מחודשת של הפרדיגמה המטריאליסטית עליה מושתת המדע כיום.




Comments

Rated 0 out of 5 stars.
No ratings yet

Add a rating
bottom of page