قرن 21 سده انقلاب فراگیری علم زیست

زمانی که فرزندان آدمی در نسل‌های آینده به دستکاری در ژن‌های واقعی بپردازند، فرآیند تطور به گونه‌ای اساسی دستخوش تحول و گرنه‌هایی کاملا جدید و ترکیبی به خواست انسان بر روی زمین پدیدار خواهد شد.
این نظر امروزه کم و بیش در میان محققان پذیرفته شده که قرن بیستم به واسطه عرصه شدن دو نظر‌یه بزرگ و دوران ساز نسبیت و کوانتوم قرن فیزیک بود،‌ در حالی که قرن بیست‌ویکم به علت ظهور ظرفیت‌های اعجاب انگیز زیست‌شناسی قرن بیولوژی خواهد بود. دو نکته درباره قرن بیست‌ویکم اکنون کم و بیش پذیرفته شده است. نخست آن که زیست‌شناسی در مقایسه با فیزیک از حیث میزان بودجه‌های تحقیقاتی، شمار پژوهشگرانی که در آن سرگرم تحقیق هستند و تعداد اکتشافاتی که در آن به وقوع می‌پیوندد به مراتب بزرگ‌تر از فیزیک است،‌و به احتمال زیاد زیست‌شناسی در قرن بیست‌و یکم همچنان بزر‌گ‌ترین بخش علوم باقی خواهد ماند. نکته دیگر آن که زیست‌شناسی در مقایسه با فیزیک از حیث اهمیت ناظر به نتایج اقتصادی و یا ملاحظات و تبعات اخلاقی و تاثیرگذاری بر زندگی انسان‌ها، به مراتب مهم‌تر است. این دو نکته مساله مهمی را مطرح می‌سازند و آن این که آیا خانگی شدن تکنولوژی و محصولات تکنولوژیک که در سال‌های اخیر شاهد شتاب فزآینده و گسترش ابعاد آن بوده‌ایم و مصادیق آن را در اموری مانند ابداع کامپیوترهای شخصی، گیرنده‌های ماهواره تعیین موقعیت، دوربین‌های دیجیتالی و نظایر آن می‌توان مشاهده کرد از قلمرو تکنولوژی‌های فیزیکی به حیطه تکنولوژی‌های زیستی بسط خواهد یافت یا نه؟ به اعتقاد بسیاری از پژوهشگران پاسخ این پرسش مثبت است. به باور این پژوهشگران فناوری زیستی در 50 سال آینده به همان صورتی که کامپیوترها در50 سال اخیر در زندگی افراد نقشی محوری و فراگیر پیدا کرده‌اند جنبه‌‌ای غالب پیدا خواهند کرد . در دهه 1940 و 1950 « جان فون نیومن» در موسسه تحقیقات عالی در دانشگاه پرینستن نخستین کامپیوتر الکترونیک را که با دستور‌العمل‌هایی که به صورت رمز و کد به آن داده می‌شد طراحی و راه‌اندازی کرد. ابداع این کدها تکه در واقع نرم‌افزارهای کامپیوتر بودند به کامپیوتر توانایی و انعطاف فراوان اعطا کرد. اما به مخیله فون نیومن نیز خطور نمی‌کرد که روزی کامپیوترها اندازه‌ای کوچک پیدا کنند و از توانایی زیادی برای انجام اقسام محاسبات در ترازهای مختلف از صنعت تا امور خانگی برخوردار شوند. در نظر فون نیومن کامپیوتر‌ها ماشین‌های بزرگی بودند که تنها در مراکز بسیار بزرگی که به صورت مرکزی اداره می‌شوند به کارگرفته می‌شوند. مشهور است که یکی از مقامات ارشد دولت آمریکا از فون نیومن سوال کرد که آمریکا در آینده به چه تعداد کامپیوتر نیاز دارد و فون‌‌نیومن پاسخ داده بود که به 18 عدد کامپیوتر نیاز دارد. همین وضع در مورد تصور و تلقی فعلی عامه در مورد موقعیت مهندسی ژنتیک و زیست‌شناسی وجود دارد. بسیاری از افراد چنین‌ می‌پندارند که این فناوری تنها در موسسات بسیار بزرگ و شرکت‌های بزرگ داروسازی و نهادهای فعال در زمینه کشاورزی و صنعت نظیرمون سانتو عمل خواهد کرد. عامه مردم به شرکت‌های برزگی مانند «‌مون سانتو» اعتماد ندارند زیرا بر این باورند که این شرکت و شرکت‌های مشابه ژنهای متعلق به مواد حشره‌کش را در فرآورده‌های کشاورزی جای می‌دهند درست همان‌گونه که عامه به فون نیومن اعتماد نداشتند زیر بر این باور بودند که او از کامپیوتر خود به صورت محرمانه برای طراحی بمب هیدروژانی استفاده می‌کند. به نظر می‌رسد تا زمانی که فناوری زیستی و ژنتیک صورت کنونی خود را حفظ کند،‌ یعنی اداره شدن آن به وسیله موسسات بزرگ نظر منفی عامه در مورد آن باقی خواهد ماند. اما اگر فناوری زیستی به راه ‌فناوری کامپیوتر برود صورت خانگی و فراگیر پیدا خواهد کرد. نخستین گام در این زمینه به تازگی برداشته شد زمانی که اولین ماهی‌های ژنتیکی با رنگ‌های درخشان و زیبا بازار عرضه شد. دومین گام برای فناوری زیستی زمانی خواهد بود که رویکردی دوستانه‌تر در قبال خریداران در پیش گیرد و ملاحظات خریداران را در اقدامات خود مد‌نظر قرار دهد.
استفاده از امکانات مهندسی ژنتیک می‌تواند تحول زیادی در بازار و در داد‌ و ‌ستدها و کسب‌ها ایجاد کند. به عنوان نمونه گل‌ و ‌گیاه و نیز حیوانات خانگی دست‌آموز در زمره اقلامی هستند که خریداران عادی از آن‌ها استقبال زیادی می‌کنند. استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیک می‌تواند کاملا بر نوع محصولات در این دو زمینه تاثیر بگذارد. انواع گل‌ها و گیاهان جدید و بی‌سابقه و یا انواع جانوران دست‌آموز و با رنگ‌ها و مشخصات بی‌نظیر می‌توانند به خریداران عرضه شوند. افراد می‌توانند ژنوم یا ساختار ژنتیکی موجودات زنده اعم از گل‌ها و گیاهان یا جانورانی را که در اختیار دارند به دلخواه خود مشخص کنند درست همان‌گونه که در حال حاضر تابلو نقاشی یا مجسمه مورد نظر خود را سفارش می‌دهند. آخرین مرحله در خانگی شدن و رواج فراگیر دانش ژنتیک و زیست‌شناسی گسترش بازی‌های ژنتیکی و زیستی است درست همان گونه که اکنون بازی‌های کامپیوتری در میان کودکان رواج یافته است. تفاوت بازی‌های ژنتیکی و زیستی یا بازی‌های کامپیوتری در آن است که در آن از ژن‌ها و اجزای زیستی واقعی استفاده می‌شود. کودکانی که با این قبیل بازی‌ها بزرگ می‌شوند دانش عمیقی از جهان زیستی و ژنتیک پیدا می‌کنند و با سرعت می‌آموزند که انواع موجودات زنده را به دلخواه خود تولید کنند. البته باید قوانین و مقرراتی در این زمینه وضع شود تا اطمینان حاصل شود کودکان و یا دیگران با بهره‌گیری از امکانات ژنتیکی خود و دیگر افراد را در معرض خطر قرار نمی‌دهند. اگر خانگی شدن دانش زیست‌شناسی و ژنتیک مسیری است که در آینده نزدیک طی خواهد شد در آن صورت باید به پنج پرسش اساسی در این زمینه پاسخ داد: نخست این که آیا می‌توان این روند را متوقف کرد؟ دوم این که آیا باید این روند را متوقف کرد؟ سوم این که اگر متوقف ساختن این روند غیرممکن یا غیرمطلوب باشد در آن صورت جوامع چه حدودی را باید بر این روند تحمیل کنند؟ چهارم این که این حدود چگونه باید مشخص شود؟ و پنجم این که چگونه می‌توان این حدود را در سطوح ملی و بین‌المللی محقق ساخت؟ تعیین صورتی که خانگی شدن زیست‌شناسی واقعا به خود خواهد گرفت برای ما ممکن نیست درست همان گونه که تعیین ظهور کامپیوتر‌های روی میزی برای فون نیومن و در دهه 1950 امکان‌پذیر نبود. بهترین کاری که در این زمینه می‌توان انجام داد توصیف میزان توانایی و کاربردهای یک جعبه حاوی تجهیزات و دستورالعمل‌‌های برای "خوداجرایی" طرح‌های ژنتیکی در تراز خانگی و شخصی است این گونه جعبه‌ها یا کیت‌ها دارای پنج کارکرد اصلی هستند. نخست برای تولید گل و گیاه خاص در شرایط خاص باید قطعه زمین یا گلخانه‌ای در اختیار داشت و وسایل متعارف باغبانی و کشاورزی و داروها و مواد شیمیایی لازم نیز باید فراهم باشند. دوم، برای پرورش این جانوران فراهم باشد و سوم این که وسایل ساده و با کاربرد غیر پیچیده برای آن که افراد غیرمتخصص بتوانند دانه‌‌های گیاهان یا رویان حیوانات را در تولید موجوداتی که علاقه دارند مورد استفاده قرار دهند. چهارم یک رشته کننده خانگی ژنوم که بتواند تک مولکول‌های «دی‌ان‌آ» را رشته کند و اجزای ژنتیکی آن‌ها را مشخص سازد. پنجم یک ترکیب‌کننده خانگی ژنوم که با آن بتوان هر نوع ترکیب ژنتیکی از رشته‌های «دی‌ان‌ا» را تولید کرد. این دو دستگاه اخیر نظیر کامپیوترهای خانگی یا روی میزی کنونی، در ابعاد کوچک و قابل استفاده در روی میز کار تولید می‌شوند. این دو دستگاه در حال حاضر ساخته نشده‌اند اما در 10 تا 20 سال آینده ساخته خواهند شد زیرا درست همان‌گونه که کامپیوتر‌های خانگی برای موسسات علمی و تجاری دارای ارزش زیاد بودند و کار آن‌ها را تسهیل می‌کردند این دستگاه‌‌ها نیز برای تحقیقات علمی و نیز موسسات سازنده داروها و یا امور پزشکی از اهمیت زیاد برخوردارند. زمانی که این دستگاه‌ها و جعبه تجهیزات خود اجرای ژنتیکی در دسترس همگان قرار گیرد درست همان گونه افراد با کامپیوتری شخصی خود انواع ابتکار‌ها را به خرج می‌دهند و انواع و اقسام محصولات را تولید می‌کنند با این جعبه‌های «‌خود اجرا» نیز انواع ابتکارها را به مورد اجرا خواهند گذارد. درست همان‌گونه که در حال حاضر شهروندان به نحو فزاینده‌ای با زبان وبلاگ‌نویسی یا بلاگ‌نویسی خو می‌گیرند و از آن برای تولید بلاگ‌های شخصی خود استفاده می‌کنند،‌استفاده از فناوری‌های ژنتیکی نیز زمانی که افراد زبان استفاده از ژن‌ها را فرا گرفتند نیز در خدمت تفریحات و سرگرمی و یا تولید سود و سرمایه قرار گرفت. از این تحول انواع انقلاب‌های علمی می‌توان نشات گیرد. یکی از بدترین سناریوهای ممکن عبارت است از آن است که پیشرفت‌های پزشکی موجب شود شمار افراد با سنین بسیار بالا از شمار جوانان فزونی بگیرد در این حال جابجایی طبیعی نسل‌ها متوقف می‌شود و پیشرفت علم نیز به حال سکون در می‌آید. در عوض یک تحول مثبت می‌‌تواند ناشی از تولید انواع ارگانیزم‌ها و موجودات جدیدی باشد که بتوانند در شرایط جوی و اقلیمی سیارات مختلف منظومه شمسی نظیر مریخ و زهره‌ واورانوس زندگی کنند و در این سیاره‌ها اکسیژن و گیاه و گرمای کافی به وجود آورند که برای اقامت انسان مهیا شوند. اما تاثیر همه این تحولات برفرآیند تطور چه خواهد بود؟ کارل ورز در دانشگاه ایلی نویز بزرگترین متخصص در زمینه رده‌بندی میکروب‌هاست. او نشان داده که همه انواع موجودات در روی زمین از سه شاخه اصلی و اولیه از ارگانیزم‌های ابتدایی به وجود آمده‌اند. در مقاله تازه‌ای که این محقق در نشریه علمی« میکرو و مولکولار بایولوژی ریویوز» به چاپ رسانده استدلال می‌کند که دوران زیست‌شناسی فروکاهنده که در نظر داشت همه موجودات زنده را به اجرا بسیط تری فرو بکاهد پایان یافته و اکنون عصر بایولوژی ترکیبی شروع شده که هدف آن ایجاد گونه‌ها جدید با توجه به روندهای تازه ظاهر شونده است. در زیست‌شناسی فرو کاهنده که در 100 سال اخیر رواج داشته تکیه اصلی بر ژن‌ها و مولکول‌ها است در حالی که در زیست‌شناسی جدید ارگانیزم‌هایی که از دل شرایط تازه سر برمی‌آورند اهمیت دارند. «ووز» در کنار این نکته اصلی پرسش را مطرح می‌کند دایر بر این که تطور داروینی از چه زمانی آغار شد. مقصود او از تطور داروینی فرآیند تطور آن گونه است که به وسیله داروین فهمیده و توضیح داده شده است. بر اساس نظریه داروین فرآیند تطور متکی به رقابت و نزاع میان گونه‌ها و بقای اصلح است ووز شواهدی ارایه می‌دهد که تطور نوع داروینی به قدمت آغاز حیات نیست و چنین نیست که این روند از اولین دوران ظهور حیات پدیدار شده باشد.
به عکس ووز با ارایه شواهد متعددی از ژنوم اجداد گونه‌های مختلف مبادله می‌شده است. بنا بر شواهدی که ووز تهیه کرده از همان آغاز حیان انتقال عرضی یا افقی ژن‌ها میان گونه‌هایی که میانشان توالد و تناسل برقرار نبوده وجود داشته و گسترده بوده است. در واقع هرچه که در زمان به عقب بازگردیم میزان این قبیل مبادلات بیشتر بوده است. ووز در مقاله دیگری با عنوان زیست شناسی جدید مدعی می‌شود که در دوره تطور ما قبل دوره داروینی زمانی بوده که مبادله افقی ژن‌ها میان گونه‌ها برقرار بوده و حالت عمومی داشته و در این شرایط گونه‌های مجزا از یکدیگر وجود نداشته‌اند بلکه همه گونه‌ها با یکدیگر مرتبط بوده‌اند در آن شرایط حیات عبارت بود از اجتماعی از سلول‌‌ها از انواع گوناگون که اطلاعات ژنتیکی خود را با یکدیگر مبادله می‌کردند به طوری که هر نوع تعبیه و فرآیند هوشمندانه‌ای که برای تولید یک مخلوق به کار گرفته شده بود در اختیار دیگر ارگانیزم‌های زنده حاضر در محیط قرار گیرد. به این ترتیب در آن محیط اولهی تطوریک فرآیند جمعی واشتراکی بود و همه جامعه به اتفاق یکدیگر در زمینه‌های نظیر سوخت و ساز (متالولیسم) و بالابردن بازده زاد و ولد رشد می‌کردند و این امر از رهگذر مبادله ژن‌های مربوط به پربازده‌ترین سلول‌ها به انجام برسد زیرا این امکان وجود داشت که تعبیه‌‌ها و شیوه‌های شیمیایی جدید به صورت همزمان به وسیله سلول‌های مختلف از انواع گوناگون به صورت موازی با یکدیگر تولید شود و سپس دریک مبادله افقی در اختیار همگان قرار گیرد. اما یک روز یک سلول ابتدایی در هنگام مونتاژ کردن و به هم چسباندن بخش‌های مختلف بدن خود در اثر یک جهش ژنتیکی یک گام از ارگانیزم‌های اطراف خود را از حیث کارآمدی جلوتر افتاد. این سلول حساب خود را از بقیه جامعه جدا کرد و فرزندان این سلول به نخستین باکتری‌ها بدل شدند این باکتر‌ی‌ها اطلاعات ژنتیکی خود را نظیر حق مالکیت معنوی برای خود محفوظ نگاه داشتند و از شریک شدن دیگران درآن جلوگیری به عمل‌ آوردند این باکتری‌ها به واسطه امتیازی که به دست آورده بودند به رشد جدای خود ادامه دادند بقیه جامعه اما همچنان به همان رویه گذشته با اشتراک با یکدیگر به زیست ادامه دادند تا این که چند میلیون سال بعد جهش دیگری موجب شد تا اجداد اولیه سلول‌های موسوم به آرکائی‌هاarchaea تولید شوند و زمانی بعد از آن‌ها سومین گروه مستقل سلول‌ها موسوم به یوکاریوت‌ها را خود را از دیگران جدا کردند. این رویه تجزیه آن قدر ادامه پیدا کرد تا دیگر اثری از جامعه اولیه بر جای نماند و حیات در قالب گونه‌های مختلف متجلی شد. از این زمان به بعد است که تطور داروینی بین دو یا سه میلیارد سال ادامه یافته است. در این دوره احتمالا شتاب تطور تا حد زیادی کاسته شده است ماشین زیست‌ شیمیایی مولد حیات در نخستین چند صد میلیون سال در دوره قبل از تطور داروینی هریک از گونه‌ها کند است زیرا هرگونه پس از تثبیت خود تغییرات اندکی را پذیرا می‌شود. تغییرات اساسی‌تر زمانی اتفاق می‌افتد که گونه‌های موجود منقرض شوند و گونه‌های تازه جای آنها را بگیرند. اما دوره تطور داروینی که بر مبنای رقابت میان گونه‌ها استوار بود حدود 10 هزار سال پیش و زمانی که یک گونه حیاتی یعنی هوموساپین یا انسان کنونی بر دیگر گونه‌ها غلبه کرد به پایان رسید.
اکنون هوموساپین‌ها امکاناتی را در اختیار دارند که می‌تواند باردیگر دوران اولیه اشتراک اطلاعات ژنتیکی را اعاده کند در دوره اولیه پیش از دوره تطور داروینی ژن‌ها از سلول‌های مختلف به راحتی با یکدیگر مبادله می‌شدند و به این ترتیب مرز مشخصی میان گیاهان و حیوانات برقرار نبود. اما با رواج گرفتن انقلاب زیست – فناروانه امکانات بازگشت به د وران ما قبل تطور داروینی از طریق تولید انواع گونه‌های جدید به وسیله افراد مختلف دوباره ظهور خواهد کرد. در این دوران درا به قاعده مبنع باز واطلاعاتی که در دسترس همگان برقرار خواهد شد.
قاعده منبع بازهم‌ اکنون در فضای مجازی و در میان نرم‌افزارهای مختلف برقرار است و دی آینده در میان ژن‌ها و در فضای طبیعی برقرار است و در آینده در میان ژن‌ها و در فضای طبیعی برقرار خواهد شد از آینده اندیشی ووز می‌توان برای بررسی مسیر آِینده کل علم نیز کمک گرفت ووز معتقد است ارگانیزم‌ها نظیر جریان‌های چرخشی به صورت خود به خود و قطع نظر از این که سیلاب چگونه حرکت کند در دل آن پدیدار می‌شوند. ارگانیزم‌های زنده و سیستم‌های تولید شده به وسیله ارگانیزم‌های زنده نیز از چنین حالتی برخوردارند . این ارگانیزم‌ها و سیستم‌ها، سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که در درون آن‌ها ناگهان ظرفیت‌‌ها و حالت‌های جدید ظهور می‌کند. با توجه به این حالات ناگهان ظاهر شونده است که می‌توان درباره آینده کیهان، پدیدار آگاهی، پدیده حیات نحوه تطور علم و دیگر سیستم‌ها کاوش کرد.