ثقبٌ دوديّ على الأرض وآخر في الفضاء..

بقلم: شهد

لنتأمل قليلًا في الأرض التي نحنُ فيها، ونتأمل في التربة الخصبة، سنجد العديد من الثقوب التي يصنعها مهندسو الطبيعة (الحشرات) على أرضنا الزرقاء بأشكالها المختلفة وهندستها العبقرية، سنرى طُرقًا تأخذنا من مكان الى آخر، بواسطة ثقب.

 

-هذا عن الأرض..

فماذا عن الفضاء؟

 

توجد في فضائنا الجميل والفسيح نظرية تسمى بـ (الثقوب الدودية) والتي تنقلك من مكان إلى آخر في الكون.

 

– الثقوب الدودية هي: ممر نظري “افتراضي”  موجود في (الزمكان): وهو عبارة عن دمج للمفهومين معاً ضمن استمرارية معينة: الأبعاد المكانية الثلاث، الارتفاع، العرض، العمق بالإضافة إلى البعد الرابع “الزمن”، وبالإمكان السفر بشكل مختصر من مكان في الكون إلى آخر قد يكون كونان مختلفان أو مجرتان وغيرهما في وقت قصير نسبيًا بواسطة الثقب الدودي..

في عام ١٩٣٥ استخدم الفيزيائيان: البرت اينشتاين وناثان روزن نظرية النسبية العامة؛ لأنها تتنبأ فعليًا بوجود الثقوب الدودية، استخدما النظرية النسبية العامة لاقتراح نظرية (جسور أو ممرات) في نسيج الزمكان للتنقل بشكل أسرع وبشكل مختصر عبر الزمن أو المكان أو الارتفاع أو الولوج إلى داخل النسيج الزمكاني، وذلك عن طريق تحدب وتقوس الزمكان في بعض الأماكن (نسبيًا).

لنعود للنسبية العامة، فقد أعطتنا القليل من الحلول، أو بعض الأفكار على حدٍ سواء.. فالنظرية العامة تسمح بوجود الثقوب الدودية! فيما يكون أحد أطراف الثقبين من ممر واحد هو عبارة عن (ثقب أسود): الثقوب السوداء تتشكل من انهيار نجم ميت وذات جاذبية عالية وكتلة عالية جدًا.

 

وذلك ينتج بسبب الأجرام ذات الكتل الكبيرة (كالثقوب السوداء) ويوجد كتلتان متماثلتان بعد طي الزمكان سيتشكل لدينا ثقب دودي، وهذه طريقة نشأته الافتراضية، سميّت باسم جسور اينشتاين-روزن أو الثقوب الدودية ولكن هي لم يكتشف وجودها فعليًا إلى الآن ولكن ربما يتم التقاط الكتلة السالبة لثقب دودي بنفس الطريقة التي تؤثر فيها جاذبيته على الضوء الذي يعبر من خلاله.

عند وصفنا للثقوب، نستطيع القول بأن لكل ثقب فمًا، وعلى الأغلب أشكالها دائرية، وما يصل بينهما طريق كالحنجرة مستطيلة الشكل وشريطية، فبذلك يمكنها الالتفاف أو بطريقة أخرى عبارة عن أنبوبة رقيقة ذات فتحتين في الطرفين.

لنعود للنسبية العامة، فقد أعطتنا القليل من الحلول، أو بعض الأفكار على حدٍ سواء..

 

فالنظرية العامة تسمح بوجود الثقوب الدودية! فيما يكون أحد أطراف الثقبين من ممر واحد هو عبارة عن (ثقب أسود): الثقوب السوداء تتشكل من انهيار نجم ميت وذات جاذبية عالية وكتلة عالية جدًا.

كما أن للثقوب الدودية خمسة أنواع:

١- ثقوب أقليدية:

تتعامل مع فيزياء الجزيئات

٢- ثقوب لورنز:

تتعامل مع الفيزياء الكلاسيكية والنسبية العامة.

٣- ثقوب زمكانية:

وهذا النوع موجود فقط في كون واحد.

٤-ثقوب سوارزشيلد:

ثقب دودي افتراضي ويقوم على فكرة الربط بين كون وكون.

٥-ثقوب دودية مغناطيسية.

 

-بعد وصفنا لشكل الثقوب الدودية من الخارج كيف يا ترى تكون من الداخل؟

 

لنفسح قليلًا لمجال الخيال الذي بداخلنا:

هناك العديد من الكتب والأفلام الخيالية التي تحاكي نظرية الثقب الدودي ولو بشكل بسيط، التنقل عبر الزمن، المكان إلخ…

 

يمكننا تخيّل ذلك، يمكننا رؤية ذلك بعدما نغمض أعيننا ونتأمل.. يمكننا السفر إلى المجرة الجارة بسرعة فائقة، ولكن!

 

واقعية هذا السفر معقدة جدًا! رغم تطور العلم والفلك والحساب لم نشاهد ثقبًا دوديًا قط، والمشكلة الأخرى هي أنها صغيرة الحجم، فقد تكون ميكروسوبية، ولكن مع تمدد الكون واتساعه قد تكبر وتكبر مع الوقت.

 

والمشكلة الأخرى والتي قد تكون الأعظم، هو استقرارها!

هل الثقوب الدودية تصمد ؟

أو هل هي قوية كفاية بنقل المعلومات؟

الثقوب التي تنبأ فيها اينشتاين وروزن في الحقيقة ومع الأسف غير صالحة للسفر؛ لأنها ستنهار بسرعة، ولكن قد توجد مادة غريبة قد تكون بداخلها مصنعة طبيعيًا أو صناعيًا، قد تجعل الثقب مفتوحًا لوقت أطول مما يسمح للمسافرين العبور من وإلى الثقب..

 

تقنيات العلم حاليًا ليست كافية لتحصيل عددٍ منها أو رؤيتها أو تأكيدها، ولكن نستطيع تخيّلها، بينما ما زال يستمر العلماء باستكشاف هذه النظرية التي تسمح بالتنقل عبر الفضاء..

 

 

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: سمية مؤذنة، عتاب النوتكية, حمود السعدي، أروى الزهراني.

 

 

المصادر:

https://www.space.com/20881-wormholes.html

– كتاب : كون اينشتاين / ميشيو كاكو

– كتاب : فيزياء المستحيل / ميشيو كاكو

– كتاب : افكار واراء / البرت اينشتاين

الإعلانات

الطاقة الهيدروجينية – مصدر الطاقة المثالي للمستقبل؟

ترجمة: فواز محمد الزهراني

تدقيق علمي: علي مدرس / تدقيق لغوي: أحمد الحربي، أميمة مؤذنة

مراجعة: حمود السعدي، أروى الزهراني

 

المقدمة
يمكن إنتاج الهيدروجين من المصادر المحلية، فالهيدروجين يعتبر ناقلا للطاقة النظيفة مثل الكهرباء على المدى الطويل؛ بحيث إنه سوف يقلل الاعتماد على النفط وانبعاث الغازات والملوثات الأخرى المختلفة، مثل: الطاقة المتجددة والطاقة النووية.
ما هو الهيدروجين؟
يمكن اعتبار الهيدروجين كأبسط عنصر في الوجود فهو أيضًا أحد أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض..
الهيدروجين كغاز لا يوجد بشكل طبيعي على الأرض ويجب تصنيعه، وذلك لأن غاز الهيدروجين أخف من الهواء، ويرتفع إلى الغلاف الجوي نتيجة لذلك، ويرتبط الهيدروجين الطبيعي دائمًا مع عناصر أخرى في شكل مركب مثل الماء والفحم والنفط.
الهيدروجين لديه أعلى محتوى للطاقة من أي وقود مشترك بالوزن من ناحية أخرى، الهيدروجين لديه أدنى محتوى للطاقة من حيث الحجم، هو أخف العناصر ويصبح غازًا في درجات الضغط والحرارة العادية.

الهيدروجين كحامل/ناقل للطاقة
يعتبر الهيدروجين مصدرا ثانويا للطاقة، ويشار إليه عادة باسم ناقل الطاقة، وتستخدم حاملات الطاقة لنقل وتخزين وتسليم الطاقة في شكل يمكن استخدامه بسهولة، والكهرباء هي المثال الأكثر شهرة لناقل الطاقة.
الهدروجين كحامل/ناقل للطاقة الهامة في المستقبل، لديه العديد من المزايا، على سبيل المثال:
يمكن تخزين كمية كبيرة من الهيدروجين بسهولة بأكثر من طريقة، ويعتبر الهيدروجين أيضاً وقودًا ذو كفاءة عالية، ويمكن استخدامه للنقل والتدفئة وتوليد الطاقة في الأماكن التي يصعب فيها استخدام الكهرباء، في بعض الحالات، وشحن الهيدروجين بواسطة خط الأنابيب يعد أقل تكلفة من إرسال الكهرباء على مسافات طويلة عن طريق الأسلاك.
كيف يتم إنتاج الهيدروجين؟
بما أن الهيدروجين غير موجود على الأرض كغاز، فإنه يتم فصله من المركبات الأخرى..
وهناك طريقتان من أكثر الطرق شيوعًا والمستخدمة لإنتاج الهيدروجين: هي التحليل الكهربائي أو تقسيم المياه وإصلاح البخار..
إصلاح البخار حاليًا، يُعد الطريقة الأقل تكلفة لإنتاج الهيدروجين، يتم استخدامها في الصناعات لفصل ذرات الهيدروجين من ذرات الكربون في الميثان، لأن الميثان وقود أحفوري، ولأن عملية إصلاح البخار تنتج عن انبعاث الغازات التي ترتبط بالاحتباس الحراري..

أما الطريقة الأخرى لإنتاج الهيدروجين هي التحليل الكهربائي، ينطوي التحليل الكهربائي على تمرير تيار كهربائي من خلال الماء لفصل المياه إلى عناصره الأساسية: الهيدروجين والأوكسجين، ويؤدي الهيدروجين إلى الكاثود (السالب ) والأوكسجين إلى الأنود ( الموجب ) الهيدروجين الذي ينتجه التحليل الكهربائي نقي للغاية، بحيث يمكن استخدامه لعدم وجود انبعاثات؛ لأن الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، لكن للأسف عملية التحليل الكهربائي حاليًا مكلفة للغاية، وهناك أيضًا عدة طرق تجريبية لإنتاج الهيدروجين مثل Photo-electrolysis و Biomass gasification.
وقد اكتشف العلماء، أن بعض الطحالب والبكتيريا تنتج الهيدروجين تحت ظروف معينة، وذلك باستخدام ضوء أشعة الشمس كمصدر للطاقة.

استخدامات الهيدروجين
حاليًا يستخدم الهيدروجين أساسًا كوقود في برنامج الفضاء ناسا، ويستخدم أيضًا الهيدروجين السائل لدفع مكوك الفضاء والصواريخ الأخرى، في حين أن خلايا الوقود الهيدروجينية تعمل بالطاقة الكهربائية على المكوك، وتستخدم خلية الوقود الهيدروجينية أيضًا في إنتاج المياه النقية لطاقم المكوك..

خلية وقود الهيدروجين
خلايا الوقود مباشرة تقوم بتحويل الطاقة الكيميائية في الهيدروجين إلى كهرباء، مع الماء النقي والحرارة باعتبارها المنتجات الثانوية الوحيدة، و خلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين ليست فقط خالية من التلوث،
ولكن يمكن زيادة كفائتها بمقدار ضعفين أو ثلاثة أضعاف، بالمقارنة مع تكنولوجيات الاحتراق التقليدية.

ImageForArticle_29(1)

الشكل 1: خلية وقود هيدروجينية ( مصدر الصورة من قسم الولايات المتحدة للطاقة ).

و يمكن لخلايا الوقود أن تعمل تقريبًا على كل الأجهزة المحمولة و تستخدم عادة في البطاريات، ويمكن لخلايا الوقود أيضًا نقل الطاقة مثل المركبات والشاحنات والحافلات والسفن البحرية، فضلاً عن توفير الطاقة المساعدة لتكنولوجيات النقل التقليدية..
الهيدروجين يلعب دورًا مهما وبشكل خاص في المستقبل عن طريق استبدال النفط الذي نستخدمه في المَركبات والشاحنات به.

مستقبل الهيدروجين
في المستقبل، سوف ينضم الهيدروجين إلى الكهرباء كمصدر مهم للطاقة، حيث من الممكن  أن يتم ذلك بأمان، بخلاف مصادر الطاقة المتجددة وهو غير ملوث تقريبًا.
وسيتم استخدامه أيضًا كوقود للسيارات ” صفر الانبعاثات ” لإنتاج الكهرباء ووقود الطائرات.
الهيدروجين لديه إمكانيات كبيرة كوسيلة للحد من الاعتماد على مصادر الطاقة الأخرى، مثل النفط، وقبل أن يلعب الهيدروجين دورًا أكبر للطاقة ويصبح بديلاً يستخدم على نطاق واسع للبنزين، يجب بناء العديد من المرافق والأنظمة الجديدة.

ImageForArticle_29(2)

الشكل 2: البنية التحتية للطاقة الهيدروجينية في المستقبل .

يتم إنتاج الهيدروجين من خلال نظام التحليل الكهربائي للرياح،
بحيث يتم ضغط الهيدروجين في خط الأنابيب، ثم تنتقل في خط أنابيب نقل الهيدروجين إلى محطة الغاز المضغوط بحيث يتم تحميل الهيدروجين في مقطورات أنبوب الغاز وتقوم الشاحنة بتوصيل المقطورات الأنبوبية إلى المحطة الطرفية، حيث يتم ضغط الهيدروجين وتخزينه وتوزيعه على مركبات خلايا الوقود المضغوط.

 

المقال الأصلي:

‏Hydrogen energy – the perfect energy source for the future, Written by  AZoCleantech, Jan 12 2008
https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=29

تاريخ تفسير الخواص الحرارية للجوامد

بقلم: فيصل السلوم

شكلت نتائج قياس الحرارة النوعية للجوامد في بدايات القرن التاسع عشر لغزًا حير الفيزيائيين،

فقد وجدوا أنها تقريبًا متساوية لأغلب الجوامد بقيمة C=3k_B , حيث k_B هو ثابت بولتزمان.

تسمى هذه المعادلة بقانون دولونج-بيتيت Dulong-Petit law وكان معروفًا منذ عام 1819.

 

على الرغم من أنه ليس دقيقًا جدًا، لكنه يعطي تقريبًا جيدًا عند درجة حرارة الغرفة (ستيفن سايمون، ملاحظات محاضرات فيزياء الحالة الصلبة، 2012).

يُعرِّف الفيزيائيون الحرارة النوعية لذرةٍ ما:

بأنها مقدار الطاقة الحرارية لكل درجة حرارة، أو بشكل أدق؛ حيث إننا نهمل تغير حجم المادة الصلبة أثناء تسخينها، فإن الحرارة النوعية عند حجم ثابت تعرف بالمعادلة:

‏C_v=dE/dT

 

حيث E هي الطاقة الحرارية وT هي درجة الحرارة.

( دانييل سشرويدر، مقدمة في الفيزياء الحرارية، 2000).

وفي سبيل تفسير هذه النتائج، شكَّل العلماء نماذجَ لمحاكاة السلوك الحراري للجوامد، وأول خطوة معتبرة في هذا المجال كانت نموذج بولتزمان.

نموذج بولتزمان:

قام بولتزمان في عام 1896 ببناء نموذج يتوافق مع هذا القانون بشكل جيد.

-حيث افترض أن الذرة الواقعة في المادة الصلبة تكون مرتبطة بست ذرات، بواقع ذرتين لكل محور، ومَثَّل التفاعل بين هذه الذرة وجاراتها بالتفاعل بين النابض والكتلة المعلقة، بمعنى أن الذرة في المادة الصلبة تمتلك ثلاث حركات اهتزازية مما يعطيها ست درجات من الحرية، واستنادًا إلى نظرية التجزؤ المتساويtheorem  equipartition فإن طاقة الذرة الحرارية ستكون E=f/2 k_B T=3k_B T=C_v T .( دانييل سشرويدر، مقدمة في  الفيزياء الحرارية، 2000)

وهذا كان المطلوب!

لكن التجارب والقياسات لم تلبث إلا وكشفت عن نتائج صادمة، يوضحها الرسم البياني التالي:1.png

نلاحظ أنه كما نعرف سابقًا، عند درجات الحرارة العالية مثل “درجة حرارة الغرفة” فإن الحرارة النوعية تمثل تقريبًا بقانون دولونج-بيتيت، لكن المشكلة الآن عند درجات الحرارة المنخفضة!

لا يستطيع نموذج بولتزمان أن يفسر لماذا ينهار قانون دولونج-بيتيت عند درجات الحرارة المنخفضة، وهذا دفع العلماء إلى البحث عن نموذج يعطي تفسيرًا لهذه النتائج..

 

نموذج آينتشاين:

لاحظ العلماء أنه في حالة درجات الحرارة المنخفضة،

تتناسب الحرارة النوعية معT^3, وكلما قلّت درجة الحرارة قلّت معها الحرارة النوعية,

حتى توقع العلماء أن الحرارة النوعية ستصل إلى الصفر عند الصفر المطلق.

 

في عام 1907، فكر آينشتاين في:

-لماذا لا يصمد هذا القانون عند درجات الحرارة المنخفضة؟

فقاده تفكيره إلى استيعاب أنه لا بد من أخذ نتائج ميكانيكا الكم بعين الاعتبار.

 

-ما قام به آينشتاين كان مشابهًا لما قام به بولتزمان، فقد افترض أن كل ذرة في المادة الصلبة تقع في بئر تناسقي harmonic well بسبب تفاعلها مع جاراتها، وأضاف أن كل الآبار التناسقية لها تردد ω يسمى بـ” تردد آينشتاين “, لاحظ أن هذه الكمية مفترضة لتكون ثابتة للمادة الواحدة، ويتم قياسها عمليًا لمختلف الجوامد.

بدأ آينشتاين حساباته بمعادلة الطاقة للمهتز التوافقي الكمي في بُعد واحد:

وكان هدفه أن يحسب متوسط الطاقة لذرة واحدة في بعد واحد عند درجة حرارة ما.

توصل آينشتاين لمتوسط الطاقة باستخدام ما يسمى “بدالة التجزئة”

‏partition function , واستخدم المعادلة المذكورة في بداية هذا المقال لحساب الحرارة النوعية عند حجم ثابت.

ما توصل إليه آينشتاين كان دالة معقدة نسبيا للحرارة النوعية للذرة في المادة الصلبة:

حيث α=ћω/k_B  , نلاحظ أن هذه النتيجة تحقق قانون دولونج-بيتيت في درجات الحرارة العالية, كما أنها توافق التوقع بأنه عندما تؤول درجة الحرارة إلى الصفر المطلق فإن الحرارة النوعية ستؤول إلى الصفر.(ستيفن سايمون، ملاحظات محاضرات فيزياء الحالة الصلبة، 2012)

 

وُجد أن تردد آينشتاين منخفض لمعظم الجوامد، لكن الألماس مثلًا تجد أن تردد آينشتاين له عالٍ، وهذا يرجع لكون الروابط بين ذرات الكربون في الألماس قوية، وكون ذرات الكربون منخفضة الكتلة نسبيا، وهذا يعطي لمحة عن التردد ω~√(k/m)، ولهذا ينحرف الألماس عن قانون دولونج-بيتيت عند درجة حرارة الغرفة بشكل واضح، مما يعني أن عبارة “درجة حرارة عالية” تعتمد على تردد آينشتاين لهذه المادة.

مع أن نموذج آينشتاين لا يتوافق مع  التناسب مع مكعب درجة الحرارة، مازال يعتبر خطوة مهمة وناجحة نسبيا في موضوع الخواص الحرارية للجوامد، خصوصًا أنه أكد وجوب استخدام نتائج الفيزياء الحديثة لحلحلة هذه الخواص.

 

الرسم البياني التالي يبين مدى توافق نموذج آينشتاين مع القياسات العملية للألماس، بحيث إن محور x هو النسبة بينћω و k_B T، ومحور y يعبر عن C بوحدة cal/(K mol).

2.png

استمر العلماء بتكوين نماذج أكثر تفصيلاً وتعقيدًا لوصف الذرات وخواصها الحرارية في الجوامد، وقد اكتشفوا ظواهر أخرى مرتبطة بالخواص المغناطيسية للمعادن مما دفعهم لوضع نماذج أخرى أيضًا، ولم تزل مسيرة تطور فهمنا للمواد الصلبة مستمرة، وتشكلت في فرع جديد في الفيزياء الحديثة بمسمى “فيزياء الحالة الصلبة”، وهذا الفرع يعتبر من أهم العلوم التي كونت عالمنا الحاضر من نواحي التقنية المختلفة.

 

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: عِتاب النوتكية، عمر ياسين، سمية مؤذنة.

مراجعة: حمود السعدي_ أروى الزهراني.

المصادر:

(Daniel V. Schroeder, An Introduction To Thermal Physics, 2000 )

( Steven H. Simon, Lecture Notes for Solid State Physics, 2012 )

https://www-thphys.physics.ox.ac.uk/people/SteveSimon/condmat2012/LectureNotes2012.pdf

 ( Sergey Frolov, Lecture series: Introduction to Solid State Physics, 2015 )

https://www.youtube.com/watch?v=RImqF8z91fU&list=PLtTPtV8SRcxi91n9Mni2xcQX4KhjX91xp

سلسة #نظرية_التطور_في_سطور

الأنتخاب الطبيعي natural selection

بقلم/ عمار محسن

 

كما قرأنا في المقال السابق أن الطفرات -Mutations- تساهم في تغيير الشريط الجيني بعدة طرق..

 

وبعيدًا عن تعريف التطور الأكاديمي، *والذي هو التحدر من جيل ٍ إلى جيل، مع تعديل الجينات على مستوى التطور الصغروي -Microevolution-، والتحدر الأنواع المختلفة من سلف واحد مشترك على مستوى التطور الكبروي -Macroevolution- *

 

لنقل: أن التطور هو عبارة عن تراكم تغيرات في الجينات من جيل إلى جيل، ومستمرًا في تغيير الكائن الحي وخصائصه عن طريق ما يسمى بالانتخاب الطبيعي، وهو المحرك الرئيسي للتطور، ولكنه ليس الوحيد -سيتم ذكر جميع المحركات في مقال آخر بالتفصيل-

 

يتم اعتماد الجينات كمفيدة أو ضارة..

فلنتخيل أن هناك خنافس باللون الأخضر والأصفر

على حسب البيئة، ستكون الخنافس ذات اللون الأخضر أقل ظهورًا على اوراق الأشجار من الصفراء، مما سيجعلها أقل عرضة للافتراس، وأكثر فرصة للتزاوج ومع الوقت ستنقرض الخنافس الصفراء، وهكذا يعمل الانتخاب الطبيعي عن طريق ترجيح الأنسب للبيئة..

ddd

 

ولكن ما هو الأنسب؟

الأنسب ليس من الضروري أنه (الأقوى أو الأسرع أو الأكبر), الأنسب هو من يستطيع “النجاة والحصول على شريك والتزاوج”؛

أي أنه لو لم يستطع الكائن الحي على فعل أحد تلك الأشياء فهو ليس أنسب للبيئة.

 

يأتي السؤال الشهير حول الانتخاب الطبيعي:

إذا كان البقاء للأنسب فهل كل الموجودات هي الأنسب ؟

الانتخاب الطبيعي ليس شيئًا واعيًا، هو عملية ميكانيكية لا تجعل الكائن مثاليا، بل هي ترجح الأفضل؛ أي أنها لن تضمن للكائن الحي أن يكون سريعًا بما يكفي للإمساك بالفريسة، ولن تضمن للنباتات أن تقاوم حالات الجفاف.

بمعنى آخر أن جيناتك إذا كانت جيدة بما يكفي ستمرر للجيل القادم، ولكن لن يضمن لك الانتخاب الطبيعي أن تكون جيناتك مثالية لجميع الظروف..

ثم إن عملية الانتخاب الطبيعي ليست عشوائية كما يظن البعض أي أننا لو نظرنا للكائنات الحية سنجد أن القادرة على الاستمرار أكثر شيوعًا من الكائنات الحية غير القادرة على ذلك.

 

 

ما هي محركات التطور؟

هل يمكننا تسريع عجلة التطور؟

لماذا لا نرى التطور بأعيننا؟

 

في المقال القادم على كوكب العلوم..

 

تدقيق لغوي: أميمة مؤذنة /أحمد الحربي/حمود السعدي/ أروى الزهراني

المصادر/

(An introduction to evolution  The definition, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_02

(Natural selection, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_25

(What about fitness?, unknown, unknown)

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_27

(Misconceptions about natural selection, unknown, unknown

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_32

 

 

السرطان

بقلم: هند إمام

 

هل سمعت عن هذا المرض!؟

والذي أشارت الإحصائيات بأنه ثاني سبب للوفاة على مستوى العالم!!
شيء خطير كهذا لابد وأنك سمعت عنه!!

 

Let’s start

أبسط وصف ممكن للسرطان هو (انقسام خارج عن السيطرة للخلايا)
كلنا نحتاج أن تنقسم خلايانا بمعدل محدد لنستبدلها مكان الخلايا الميتة!

cancer-cells-growing.jpg

—————–
عملية الانقسام هذه منظمة جداً! وبالتالي، فالسرطان ربما يرجع لأي خلل تم في آلايات التنظيمية تلك!

إذا وُجِد خلل في بروتين واحد له دور في الآليات التنظيمية تلك، فصار غير قادر على القيام بوظيفته، -إذا وُجِد- فقد يؤدي في النهاية للورم! والذي هو مجموعة من الخلايا التي انقسمت انقساما خارجا عن السيطرة!

 

إذًا، ما هي الأسباب؟!
توجد ٤ مجموعات من الجينات المسؤولة عن السرطان، وهم:
‏-Apeptosis genes
‏DNA repair genes
‏Proto oncogenes
‏Tumor suppressor genes
قد تحدث طفرة في الـDNA، وتلك الطفرات كثيرا ما تحدث نتيجة لمشكلة في عملية Replication -تضاعف الـDNA، أو قد تحدث الطفرات بسبب عوامل خارجية، كالتعرض للشمس بكثرة، أو التدخين، أو التعرض للمواد المسببة للسرطان.

لكن، ليست كل طفرة تؤدي لسرطان! وإنما فقط إذا كان ذاك التحور يحدث لـproto oncogenes الجين المسؤول عن بروتين له دور في تحفيز انقسام الخلايا أو نموها، فهذا يسبب السرطان!

وعموما، فجميع تلك الطفرات تؤدي في النهاية إلى تحفيز غير طبيعي لدورة الخلية.

وتوجد مجموعة من الجينات tumor suppressor genes التي بدورها مسؤولة عن بروتينات تثبط أو توقف نمو الخلية غير الطبيعي. وإذا وُجِدت مشكة في تلك الجينات، فستنتج بروتينات غير قادرة على القيام بوظيفتها فتبدأ بفقدان السيطرة على عملية التثبيط تلك!

على سبيل المثال: أهم جين من تلك المجموعة المسؤولة عن عمليات التثبيط تلك يطلق عليه p53

في الواقع، ليس من المرجح أن طفرة واحدة تسبب السرطان، ولكن قد يتسبب تراكم الطفرات مع مرور الوقت فين خطر الإصابة بالسرطان، وهذا يفسر لِمَ يزيد ذلك الخطر عند كبر السن!

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: عمر اسماعيل / شهد حدادي

 

المصادر:

(HARPERSILLUSTRATEDBIOCHEMISTRY, page722., unknown)

https://archive.org/stream/HARPERSILLUSTRATEDBIOCHEMISTRY30th/HARPER%27S%20ILLUSTRATED%20BIOCHEMISTRY%2030th#page/n726/mode/1up

(Oncogenes and tumor suppressor genes, unknown, unknown)

https://www.cancer.org/cancer/cancer-causes/genetics/genes-and-cancer/oncogenes-tumor-suppressor-genes.html

(The top 10 leading causes of death in the United States, Hannah Nichols ,  23 February 2017)

http://www.medicalnewstoday.com/articles/282929.php