پیدایش عناصر شیمیایی (خاستگاه موجودات زنده)

روشن است که یک تکه ذغال، آب و هوا از جمله ی موجودات زنده به شمار نمی آیند. ولی از تمام عناصری که این مواد را ساخته اند تحت شرایط دیگری می تواند موجودی زنده پدید بیاید. کربن یک تکه ذغال، اکسیژن و نیتروژن در هوا و هیدروژن در آب و حتی خود آب از عناصری اند که پایه و اساس موجودات زنده را تشکیل می دهند.

چرا برخی از این عناصر با یکدیگر چنین ترکیب می شود و به عناصر بی جانی تبدیل می شوند و در جای دیگر همین عناصر به موجودی زنده میکروسکوپی مانند باکتری ها تبدیل می شوند. اشیای بی جان مانند سنگ ها در مقابل عوارض طبیعی مانند باد، باران و سرما از خود مقاومتی نشان نمی دهند، اینان هیچگونه خواسته ای هم ندارند.

ولی یک موجود زنده می خواهد همواره زنده بماند و به همین جهت خود را با محیط اش سازگار می کند. از موجودات زنده ی عالی مانند گیاهان و جانوران که بگذریم، حتی تک یاخته ای هایی مانند باکتری ها و ویروس ها نیز برای زنده ماندن همواره شکل و خاصیت خود را تغییر می دهند.

از زمان کشف پنی سیلین تاکنون انواع مختلف داروهای آنتی بیوتیک (پادتن) تولید شده، زیرا باکتری ها خود را با محیط شان سازگار می کنند، بطوری که آنتی بیوتیک های قدیمی بر آن ها تاثیر نمی گذارند. به همین ترتیب، ویروسهایی مانند ویروس ایدز و یا ویروسهای سرماخوردگی مرتبا تغییر شکل می دهند، به همین جهت مبارزه با آن ها بسیار دشوار است. این ناآرامی درونی موجودات زنده و گرایش شدید به زنده ماندن باعث می شود که موجودات زنده به انواع مختلف برای تولید مثل تکاپو کنند تا کاملا از بین نروند و دست کم رونوشت خود را به آیندگان تحویل بدهند.

انرژی لازم برای موجودات زنده برای انجام این تغییرات از کجا سرچشمه می گیرد؟ این سرچشمه را باید در انرژی خورشید جستجو کنیم. انرژی خورشید عمل فتوسنتز در گیاهان را راه می اندازد که به آزاد شدن اکسیژن در جو می انجامد.

بخشی از این اکسیژن در ارتفاعات چند کیلومتری جو بالای زمین بر اثر تابش فرابنفش (UV    ) خورشید به ازن (O3 ) تبدیل می شود.

تشکیل این لایه ازن در جو زمین باعث می شود به نوبه خود مقدار زیادی از پرتو فرابنفش خورشید را که برای جانداران خطرناک است جذب کند. این لایه حفاظتی ازن می تواند مولکول های پیچیده ی جانداران را در مقابل پرتو فرابنفش خورشید محافظت کند.

اما در حدود 4 میلیارد سال قبل وضعیت حیات بر کره ی زمین بر چه منوال بوده است. در آن زمان نه اکسیژنی در جو موجود بوده، نه گیاهی وجود داشته و نه جانوری. تنها موجودات زنده ای که 5/3 میلیارد سال قبل به وجود آمدند، تک یاخته ای ها بودند که احتمالا در قعر اقیانوس ها پا بر عرصه نهادند و از مواد شیمیایی که در آن زمان در اختیارشان بود تغذیه می کردند.

وقتی این مواد شیمیایی به تدریج مصرف شدند، این تک یاخته ای ها دیگر نمی توانستند برای مصرف خود انرژی مورد نیازشان را تامین کنند. در اینجا بود که برای نخستین بار شکل کمبود انرژی بر کره ی زمین رخ نمود.