موضوع مقاله: فهرست مسئله‌های حل‌نشده زیست‌شناسی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فهرست مسئله‌های حل‌نشده زیست‌شناسی | مقدمه: برخی از آن‌ها بدونِ شک پاسخی ندارند اما بی‌پاسخ بودنِ بعضی از این مسئله‌ها، موضوعِ مناقشه است، به این معنا که عده‌ای از زیست‌شناسان معتقدند که به پاسخِ آن‌ها دست یافته شده ولی عدهٔ دیگری در درستی این پاسخ‌هایِ احتمالی تردید دارند. | ## بخش 1: فهرست مسئله‌های حل‌نشده زیست‌شناسی | مسیرهای متابولیکی که توسط نخستین اشکال حیات مورد استفاده قرار می‌گرفت چه بوده است؟ مکانیسم مولکولی که امکان ارتباط اسیدهای آمینه با کدون‌های سه‌گانهٔ آن‌ها را فراهم می‌کند چه بود؟ مسیرهای بیوشیمیایی از بلوک‌های زیستی منفرد مانند اسیدهای آمینه یا اسیدهای نوکلئیک تا پلیمرهای عملکردی مانند پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای چگونه بود؟ آیا یک یا چند رویداد تصادفی منجر به ساخت نخستین سلول‌های یوکاریوتی شد یا می‌توان تشکیل سلول‌های یوکاریوتی را با اصول فیزیکی و زیستی توضیح داد؟ آخرین نیای مشترک جهانی آخرین نیای مشترک جهانی آرکی‌ها، باکتری‌ها و یوکاریوت‌ها چه ویژگی‌هایی داشت؟ آیا آرکی‌ها و یوکاریوت‌ها از دامنهٔ باکتری‌ها تکامل یافته‌اند یا به یک کلاد پایه از آن؟ تقسیم لیپیدی : چگونه آرکی‌ها از گلیسروفسفولیپیدهای غشایی با کایرالیتهٔ مخالف در مقایسه با باکتری‌ها استفاده کردند؟ تقریباً دو دهه پس از نخستین تعیین توالی یوکاریوت‌ها، «نقش زیستی» حدود ۲۰ درصد از پروتئین‌ها هنوز ناشناخته است. بسیاری از این پروتئین‌ها در بیشتر گونه‌های یوکاریوتی و برخی در باکتری‌ها حفظ شده‌اند، که نشان‌گر نقش اساسی آن‌ها برای حیات است. در نظریهٔ سلول، مکانیسم انتقال دقیقی که توسط آن پروتئین‌ها در دستگاه گلژی حرکت می‌کنند چیست؟ مکانیسم اثر بسیاری از داروها از جمله لیتیم، تالیدومید و کتامین به‌طور کامل شناخته نشده است. آیا می‌توان ساختار ثانویه، سوم و چهارم یک توالی پلی‌پپتیدی را تنها بر پایهٔ توالی و اطلاعات محیطی پیش‌بینی کرد؟ مشکل تاخوردگی معکوس پروتئین: آیا می‌توان یک توالی پلی‌پپتیدی طراحی کرد که ساختار معینی را تحت شرایط محیطی خاص اتخاذ کند؟ این موضوع، برای چندین پروتئین کروی کوچک در سال ۲۰۰۸ انجام شد در سال ۲۰۲۰، اعلام شد که AlphaFold گوگل، که یک شبکهٔ عصبی مبتنی بر هوش مصنوعی دیپ‌مایند است، قادر است شکل نهایی پروتئین را تنها بر پایهٔ زنجیرهٔ آمینو اسیدی آن با دقت حدود ۹۰ درصد بر روی نمونهٔ آزمایشی از پروتئین‌های مورد استفاده پیش‌بینی کند. مشکل تا شدن آران‌ای: آیا می‌توان ساختار ثانویه، سوم و چهارم یک توالی ریبونوکلئیک اسیدی را بر پایهٔ توالی و محیط آن به‌طور دقیق پیش‌بینی کرد؟ طراحی پروتئین : آیا می‌توان آنزیم‌های بسیار فعال را برای هر واکنش دلخواه به‌طور de novo طراحی کرد؟ بیوسنتز : آیا می‌توان مولکول‌های مورد نظر، محصولات طبیعی یا غیره را از راه دستکاری مسیر بیوسنتزی با بازده بالا تولید کرد؟ فرضیه‌هایی در مورد این‌که چرا پیری رخ می‌دهد وجود دارد، از جمله فرضیه‌هایی که با تغییرات بیان ژن برنامه‌ریزی می‌شود و این‌که که با تغییرات بیان ژن برنامه‌ریزی می‌شود و این‌که پیری ناشی از آسیب تجمعی به ساختارهای زیستی، به‌ویژه آسیب به دی‌ان‌ای است. همان‌طور که توسط ژن ساعت نشان داده شده است، به‌نظر می‌رسد تا حدودی این مورد انجام‌پذیر باشد. | ## بخش 2: فهرست مسئله‌های حل‌نشده زیست‌شناسی | منشأ حلقه‌های جنگلی علی‌رغم این‌که تاکنون مکانیسم‌های متعددی برای ایجاد آن‌ها پیشنهاد شده است. چنین فرضیه‌هایی شامل رشد شعاعی در قارچ‌ها، دفن شدن زیر تنوره‌های آتشفشانی، بسته‌های گازی محبوس‌شده و دهانه‌های برخورد شهاب‌سنگ است. زیست‌شناسی انسان راست‌دستی و چپ‌دستی: مشخص نیست که راست‌دستی و چپ‌دستی چگونه ایجاد می‌شود، چه هدفی را دنبال می‌کند، چرا راست‌دستی بسیار رایج‌تر است، و چرا چپ‌دستی وجود دارد. خنده : به‌طور کلی پذیرفته شده است که خندیدن به‌عنوان شکلی از ارتباطات اجتماعی تکامل یافته است، فرایند عصبی زیستی دقیقی که انسان را به خنده سوق می‌دهد به‌خوبی درک نشده است. مؤلفه‌های ارثی همجنس‌گرایی: چگونه فرگشت را با مؤلفه‌های ارثی همجنس‌گرایی انسانی تطبیق دهیم؟ این حقایق یک پازل تکاملی را تشکیل می‌دهند.[ منبع غیر اولیه مورد نیاز است ] کاهش میانگین دمای بدن انسان از سدهٔ نوزدهم: داده‌های پزشکی نشان می‌دهد که میانگین دمای بدن انسان‌ها از سدهٔ ۱۹ میلادی ۰٫۶ درجهٔ سانتیگراد کاهش یافته است. علت موضوع، نامشخص است اما پیشنهاد شده است که با کاهش التهاب ناشی از کاهش قرار گرفتن در معرض میکروارگانیسم‌ها ارتباط دارد. تصور می‌شود که داشتن گروه خونی O ممکن است سازگاری با مالاریا باشد و گروه‌های خونی مختلف به بیماری‌های مختلف پاسخ‌های متفاوتی می‌دهند، اما این فرضیه هنوز ثابت نشده است. انقراض انسان‌های باستانی : چرا گونه‌های انسان باستانی مانند نئاندرتال‌ها منقرض شدند و انسان امروزی تنها گونهٔ بازماندهٔ انسان است؟ چه ارتباطی با بیهوشی دارد؟بیهوشی عمومیمکانیسمی که بیهوشی با آن کار می‌کند چیست؟بیماری‌های عصبی و روانیزمینه‌های عصبی (علل) بیماری‌های روانی مانند اختلالات روان‌پریشی (مانند شیدایی، اسکیزوفرنی)، بیماری پارکینسون، بیماری آلزایمر یا اعتیاد چیست؟ آیا می‌توان از دست دادن عملکرد حسی یا حرکتی را بازیابی کرد؟محاسبات عصبیانواع مختلف نورون‌ها چیست و در مغز چه می‌کنند؟ شناخت و روان‌شناسی شناخت و تصمیم‌گیریچگونه و از کجا مغز ارزش پاداش و تلاش (هزینه) را برای تعدیل رفتار ارزیابی می‌کند؟ نقش ژنتیک و محیط در عملکرد مغز چیست؟علوم اعصاب محاسباتیزمان‌بندی دقیق پتانسیل‌های عمل برای پردازش اطلاعات در نوقشر چه‌قدر مهم است؟ کد عصبی چیست؟نظریهٔ محاسباتی ذهنمحدودیت‌های درک تفکر به‌عنوان شکلی از محاسبات چیست؟خودآگاهیمنشأ تجربهٔ ذهنی، شناخت، بیداری، هوشیاری، انگیختگی و توجه در مغز، چیست؟ در صورت وجود، عملکرد آگاهی چیست؟اختیاربه‌ویژه علوم اعصاب اختیارزبانچگونه به‌صورت عصبی پیاده‌سازی می‌شود؟ اساس معناشناسی چیست؟یادگیری و حافظهخاطرات انسان کجا ذخیره می‌شوند و چگونه دوباره بازیابی می‌شوند؟ چه مولکولی مسئول برچسب‌گذاری سیناپسی است؟پیدایش و فرگشت هوشقوانین و مکانیسم‌های پیدایش ایدهٔ جدید (بینش، ایجاد خلاقیت، شهود، تصمیم‌گیری، اثر اورکا) چیست؟ توسعه (تکامل) ذهن فردی در رشدشناسی و غیره؟ادراکچگونه مغز اطلاعات حسی را به ادراکات منسجم و شخصی منتقل می‌کند؟ ویژگی ها/اشیاءی که تجربهٔ ادراکی انسان از رویدادهای درونی و بیرونی را تشکیل می‌دهند چیست؟ | ## بخش 3: فهرست مسئله‌های حل‌نشده زیست‌شناسی | زیست‌شناسی غیر انسان بوم‌شناسی، فرگشت و دیرین‌شناسی مشکلات حل نشدهٔ مربوط به فعل و انفعالات بین جانداران و توزیع آن‌ها در محیط عبارت‌اند از: حیاتِ فرازمینی: آیا ممکن است حیات، به طورِ مستقل از حیاتِ زمینی، در جایِ دیگری از کیهان به‌وجود آمده و رشد کرده باشد؟ پارادوکسِ پلانکتون: تنوع بالای فیتوپلانکتون‌ها ظاهراً با اصل طرد رقابتی در تناقض است. انفجارِ کامبرین: در ابتدایِ دورهٔ کامبرین، چه چیزی سبب شد که گونه‌هایِ بسیار متفاوتی از چندسلولی‌ها، به‌سرعت و در یک دورهٔ زمانیِ کوتاه، پدید بیایند؟ تاریخچهٔ تکاملی دقیق گل‌ها و علت ظهور ناگهانی گل‌های تقریباً مدرن در سوابق فسیلی چیست؟ با وجود بسیاری از نظریه‌های پیشنهادی، هیچ مدرکی برای تأیید هیچ‌یک از آن‌ها پیدا نشده است. شگفت‌بی‌کاواک‌ریختان: آیا آن‌ها دهان‌دومیانی هستند که همراه با خارپوستان و نیم‌طنابداران، تشکیل کلاد زینامبولاکراریا را می‌دهند یا از دوسوئیان هستند و یک گروه خواهر به نفروزوآ؟ موقعیت طبقه‌بندی تریکولپیدون گرتشی: آیا گونه‌ای از راستهٔ یوغ‌تنان (ماهی‌های نقره‌ای) است یا یک شاخهٔ باستانی مستقل از حشرات؟ هنوز توضیح رضایت‌بخشی برای مکانیسم‌های عصبی زیست‌شناختی که امکان اسکان در جانوران را فراهم می‌کند پیدا نشده است. این‌که چگونه دسته‌های پرندگان و خفاش‌ها حرکات خود را به این سرعت هماهنگ می‌کنند کاملاً درک نشده است. به‌نظر می‌رسد تشکیل این گله‌ها نه‌تنها باعث حفاظت از آن‌ها نمی‌شود، بلکه باعث جذب شکارچیان نیز می‌شود. چگونه زاده‌های پروانهٔ سلطنتی در سراسر کانادا و ایالات متحده، پس از چندین نسل مهاجرت، در نهایت موفق به بازگشت به چند نقطهٔ نسبتاً کوچک زمستان‌گذرانی می‌شوند؟ چندین فرضیه در این رابطه ارائه شده است، اما نحوهٔ تکامل این رفتار و چگونگی ایجاد گال توسط این حشرات بر روی گیاهان، تا حدودی ناشناخته است. اندام‌ها و زیست‌مولکول‌های غیر انسان مشکلات حل‌نشده مربوط به ساختار و عملکرد اندام‌ها، فرایندها و زیست‌مولکول‌های غیر انسان عبارت‌اند از: جوان‌باستانیان (آرکی). مشکل سَر بندپایان یک مناقشهٔ جانورشناسی طولانی مدت در مورد ترکیب ساختاری سَر در گروه‌های مختلف بندپایان و چگونگی ارتباط آن‌ها از نظر تکاملی با یکدیگر در جریان است. ناشناخته است که با توجه به افزایش دید جانوران شکارچی، چه فرایند تکاملی باعث می‌شود پرندگان تخم‌های رنگارنگ داشته باشند. یک بحث طولانی‌مدت در مورد این‌که آیا عملکرد اصلی استئودرم‌ها/پوسته‌ها در پوشیده‌خزنده‌سانان محافظت در برابر شکارچیان، نمایش جنسی، تشخیص گونه‌ها، تنظیم حرارت یا سایر عملکردها است وجود دارد. واکوئل‌های وانادوسیت‌ها به‌دلیل سطوح بالای فلز وانادیم و پی‌اچ پایین آن‌ها قابل توجه هستند. مشخص شد که این گونه از گزنده‌تباران فاقد میتوکندری است و بنابراین قادر به تنفس هوازی نیست. | ## جمع‌بندی | زندگی مصنوعی مشکلات حل‌نشده در زندگی مصنوعی عبارت‌اند از: چگونگی پیدایش حیات پتانسیل‌ها و محدودیت‌های سیستم‌های زنده چیست؟