Niedawno naukowcy z różnych dziedzin nauki spotkali się i opracowali unikalny model tego, kiedy i jak pojawiło się pierwsze życie na Ziemi.
To, w jaki sposób pierwsze związki organiczne nauczyły się tworzyć swoje kopie i tym samym położyły podwaliny pod życie reprodukcyjne, pozostaje być może największą tajemnicą współczesnej nauki. Chemia, biologia, geologia, a nawet astronomia próbują odpowiedzieć na to pytanie, ale dla każdego z aspektów fenomenu życia trzeba uzyskać wiele najbardziej różnorodnych informacji. Jaki proces chemiczny doprowadził do przemiany przyrody nieożywionej w żywe organizmy? Czy wydarzyło się to w jednym miejscu, czy też wszędzie? Skąd się wzięło życie - w górnych warstwach oceanu czy na dnie, w pobliżu źródeł geotermalnych?
Wspólna praca naukowców to klucz do sukcesu
Badanie opublikowane niedawno w Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) zbliżyło świat nauki do odpowiedzi na te pytania. Artykuł przygotowany przez naukowców z Instytutu Astronomii. Max Planck z Niemiec i McMaster University w Ontario łączą istniejące modele biologiczne, astronomiczne, geologiczne i chemiczne, aby przewidzieć, jak i kiedy powstało życie na Ziemi.
Nowe badania po raz kolejny potwierdzają dwie z najpopularniejszych do tej pory teorii dotyczących pochodzenia życia na naszej planecie. Po pierwsze, początkowe „cegiełki” do formowania się żywych organizmów na młodej Ziemi były po prostu nieobecne i trafiały na planetę wraz z meteorytami, które na nią dość często spadały - formowanie się Układu Słonecznego według ówczesnych standardów kosmosu zakończyło się dopiero niedawno, a aktywność meteorytów w nadal była bardzo duża. Naukowcy nazwali drugą hipotezę „małym ciepłym stawem”. Najważniejsze jest to, że meteoryty, działając na małe zbiorniki wodne z ciepłą lub gorącą wodą, ostatecznie stworzyły samoreplikujące się cząsteczki RNA - pierwsze przykłady życia organicznego.
Mały ciepły staw na ziemi dzisiaj: Bumpass Hell Trail w Parku Narodowym Lassen Volcano w Kalifornii. Tak wyglądały zbiorniki, w których narodziło się życie.
Jednym z najbardziej zaskakujących szczegółów nowego badania, które łączy osiągnięcia naukowców z tak różnych dziedzin nauki, jest to, że ich zdaniem życie zaczęło się niezwykle wcześnie. Stało się to, gdy Ziemia właśnie ostygła do takiego stanu, że mogły na niej istnieć stabilne i płytkie zbiorniki z podgrzaną wodą. Dla porównania, wszystkie poprzednie badania sugerują, że przez około pół miliarda lat życie na młodej Ziemi po prostu nie mogło się zakorzenić, a tym bardziej zacząć się rozwijać.
Film promocyjny:
„Aby poznać pochodzenie życia, musimy zrozumieć, jak Ziemia wyglądała miliardy lat temu” - mówi Thomas Henning z Instytutu Astronomii. Max Planck. „Jak pokazują nasze badania, astronomia w tym przypadku jest ważną częścią odpowiedzi na to pytanie. Niektóre szczegóły dotyczące powstania Układu Słonecznego bezpośrednio wpłynęły na pojawienie się życia na naszej planecie”.
Życie na Ziemi pochodzi z kosmosu
Niestety, dokładny proces chemiczny, który służył jako katalizator, jest nadal nieznany. Jednak naukowcy podejrzewają, że ciepłe i okresowo wysychające zbiorniki stworzyły idealne warunki do życia białek. Nukleozasady to zasady azotowe, które są budulcem białkowym kwasów nukleinowych, w tym RNA i DNA, i które nadal znajdują się w meteorytach, dzięki temu dostały się do wody na całym świecie. Najwyraźniej w pewnym momencie ich stężenie stało się wystarczające, aby RNA otrzymywało zasoby do samodzielnej reprodukcji.
Schematyczne przedstawienie czynników wpływających na „ciepłe stawy” i zawartych w nich chemikaliów podczas „mokrej” i „suchej” faz cyklu: wnikanie międzyplanetarnych cząstek pyłu, suszenie, ponowne wytrącanie, hydroliza bardziej złożonych cząsteczek do podstawowych organicznych „cegiełek” itp..re.
Jeśli nowy model jest poprawny, to badania te odgrywają ogromną i bardzo ważną rolę dla całej współczesnej nauki. Jest to pierwszy przypadek w historii, kiedy różne modele z różnych dziedzin nauki zostały połączone w jeden, aby zbadać abiogenezę, w wyniku czego stworzyły zaskakująco spójny obraz tego, jak życie pojawiło się na naszej planecie. Daje też nadzieję astronomom i kosmobiologom: jeśli meteoryty doprowadziły do powstania życia na naszej planecie, to w innych układach ciała niebieskie znajdujące się w strefie Złotowłosej również mogą stać się kolebką życia - nawet jeśli będzie ona inna od tego, do czego jesteśmy przyzwyczajeni. Okazało się, że najstarsze procesy formowania się układu gwiezdnego i rozmieszczenia pierwiastków chemicznych na ogromnym obszarze wypełnionym pyłem kosmicznym wokół młodej gwiazdy odgrywają kluczową rolę w zrozumieniujak życie mogłoby pojawić się na oddzielnym kawałku chłodzącego kamienia i nigdzie indziej (przynajmniej według najnowszych danych - rzeczywisty obraz może z czasem stać się wyraźniejszy i jeszcze ciekawszy).
Tu dopiero zaczynają się działania naukowców. Następnym krokiem jest przeprowadzenie eksperymentów w celu przetestowania części teoretycznej modelu. Jeśli naukowcom rzeczywiście uda się odtworzyć procesy abiogenezy, wówczas człowiek dosłownie stanie się podobny do Boga i wreszcie otrzyma odpowiedź na najważniejsze pytanie w całym swoim życiu.
Wasilij Makarow
