Jak zaczęło się życie?

Jak zaczęło się życie?

Cztery i pół miliarda lat temu Ziemia była gorącą bryłą stopionej skały. Dziś na jej powierzchni nie ma miejsca, gdzie nie znaleźlibyśmy oznak życia. Jak przebyliśmy tę drogę?

Odpowiedź na to pytanie jest w dużej mierze znana. Każdy, kto był w muzeum historii naturalnej, przypomina sobie prawdopodobnie skamieniałości dinozaurów -dokładne kamienne repliki kości tych, dziś już wymarłych, potworów. Skamieliny tworzyły się rzeczywiście w znacznych ilościach przez ostatnie 600 milionów lat, przechowując historię życia nie tylko dinozaurów, lecz i innych roślin i zwierząt. W dawniejszych epokach zwierzęta nie miały kości ani innych twardych części, z których mogłyby się utworzyć skamieliny, ale z okresów wcześniejszych jeszcze o kilkaset milionów lat pochodzą ślady skomplikowanych form życia (można je sobie przedstawiać jako meduzy) w postaci odcisków. A z czasów jeszcze wcześniejszych, choć może trudno w to uwierzyć, znaleziono wyraźne świadectwa występowania organizmów jednokomórkowych.

Informacja o tym, że możemy wykrywać kopalne ślady organizmów tak mikroskopijnych jak bakterie, może wydawać się zaskakująca, lecz paleontolodzy znajdują je już od jakiegoś czasu. Technicznie odbywa się to w ten sposób: znajduje się skałę utworzoną z mułu pochodzącego z dna dawnego oceanu, tnie się ją na plasterki i bada te plasterki pod zwykłym mikroskopem. Jeśli szczęście dopisze, a badacz rzeczywiście jest fachowcem, to znajdzie odciski pozostawione przez dawno wymarłe komórki. Przy zastosowaniu dokładnie tej samej techniki naukowcy byli w stanie wytropić ślady życia dość złożonych kolonii zielononiebieskich glonów, liczących sobie 3,5 miliarda lat. Życie na Ziemi musiało się zacząć na długo przedtem.

Wiemy również, że na wczesnych etapach powstawania Układu Słonecznego mieliśmy do czynienia z intensywnym deszczem kosmicznych szczątków, spadających na nowo utworzone planety. Astronomowie określają ten okres, trwający przez pierwsze pół miliarda lat historii Ziemi, mianem Wielkiego Bombardowania. Gdyby w tym czasie powstało życie, zostałoby zmiecione z powierzchni Ziemi przez upadek ciała o dużej masie (wystarczyłaby planetoida o rozmiarach jednej trzeciej obszaru Polski, aby energia zderzenia zagotowała wodę we wszystkich oceanach). Dlatego zaczynamy zdawać sobie sprawę z tego, że przedział czasowy, w którym życie nie tylko musiało powstać z materii nieożywionej, lecz również rozwinąć się w dość złożony ekosystem glonów, był bardzo krótki – być może 500 milionów lat.

Już od lat 50. naszego wieku naukowcy wiedzą, że możliwe jest wytworzenie cząsteczek takich, jakie wchodzą w skład układów żywych, przez dostarczanie energii w postaci ciepła bądź wyładowań elektrycznych do materii o składzie podobnym do tego, który, jak przypuszczamy, występował we wczesnej atmosferze ziemskiej. Wiedzą również, że w stosunkowo krótkim czasie (jak na standardy geologiczne) procesy takie przekształciłyby oceany światowe w zawiesinę bogatych w energię ‚molekuł, tak zwaną Pierwotną Zupę. Dzisiaj badacze koncentrują się na próbach zrozumienia, jak w takich okolicznościach powstała samowystarczalna, rozmnażająca się komórka.

Poniżej przedstawiam kilka aktualnych poglądów na to, co mogło się wtedy wydarzyć:

• Świat RNA – RNA, bliski kuzyn bardziej znanego DNA, odgrywa decydującą rolę w procesach chemicznych w komórce. Naukowcy ostatnio wytworzyli krótkie odcinki RNA, które, umieszczone w odżywczym bulionie odpowiedniego rodzaju, mogły kopiować same siebie (reprodukować się). Czy taki był pierwszy krok na drodze życia?

• Świat Ilasty – niektóre rodzaje iłów mają na swojej powierzchni statyczne ładunki elektryczne. Ładunki te mogły przyciągać cząsteczki z Pierwotnej Zupy i wiązać je ze sobą. Gdy cząsteczki już się utworzyły, odpłynęły, unosząc jedynie pośrednie świadectwa swoich początków.

• Pierwotna Plama Oleju – moja faworytka. Te same reakcje chemiczne, które utworzyły Pierwotną Zupę, powinny były wytworzyć również taki rodzaj cząsteczek, jaki tworzą kropelki tłuszczu w kubku zupy. Każda kropelka zawierałaby w sobie inną mieszaninę związków chemicznych i w związku z tym każda stanowiłaby oddzielny eksperyment w akcie powstawania życia. Zgodnie z tą teorią, pierwsza kulka, w której zawarte związki chemiczne potrafiły się zreplikować, rosła, dzieliła się i stała się przodkiem nas wszystkich.

Bez względu na to, który z tych (lub innych) procesów faktycznie zachodził, musiał wytworzyć tę pierwszą żywą komórkę w ciągu kilkuset milionów lat. Z tego faktu wynika z kolei najbardziej intrygująca ze wszystkich idea. Jeśli prymitywne formy życia rzeczywiście są tak łatwe do wytworzenia, prędzej czy później (a podejrzewam, że prędzej) ktoś zabierze się do powtórzenia tego procesu w laboratorium. Wynik takiego doświadczenia nie będzie imponujący w porównaniu z najprostszą nawet dzisiejszą komórką, chociaż podstawowe procesy biochemiczne będą te same. Mimo wszystko współczesne komórki dysponowały czterema miliardami lat doboru naturalnego, by wycyzelować swe zdolności radzenia sobie z otoczeniem. Najprawdopodobniej w wyniku doświadczenia powstanie niemrawa kropla substancji chemicznych, otoczona cząsteczkami tłuszczu, przyjmująca budulec i energię z otoczenia i reprodukująca się. Lecz kropla ta wykuje ostatnie ogniwo w łańcuchu między jałową Ziemią sprzed czterech miliardów lat a nami.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *