Życie na Ziemi zaczęło się trzy miliardy lat temu. Od tego czasu ewolucja przekształciła podstawowe, jednokomórkowe organizmy w różnorodne kształty, kolory, rozmiary i funkcje, które widzimy dzisiaj. Ale jak dokładnie powstało życie w pierwotnym bulionie - wodzie zawartej w płytkich źródłach i nasyconej aminokwasami i nukleotydami?
Istnieje wiele teoretycznych odpowiedzi na pytanie, co dokładnie spowodowało powstanie życia, od uderzenia pioruna po ciało kosmiczne. Oto tylko kilka z nich.
Iskra elektryczności
Ta bardzo metaforyczna iskra życia może być całkowicie dosłowną iskrą lub wieloma iskrami, których źródłem była błyskawica. Iskry elektryczne dostające się do wody mogą spowodować powstanie aminokwasów i glukozy, przekształcając je w atmosferze bogatej w metan, wodę, wodór i amoniak. Teoria ta została nawet potwierdzona eksperymentalnie w 1953 roku, udowadniając, że piorun może być przyczyną powstania podstawowych elementów niezbędnych do powstania pierwszych form życia.
Po przeprowadzeniu eksperymentu naukowcy byli w stanie udowodnić, że wczesna atmosfera naszej planety nie mogła zawierać wystarczającej ilości wodoru, ale chmury wulkaniczne pokrywające powierzchnię Ziemi mogą zawierać wszystkie niezbędne pierwiastki, a tym samym wystarczającą liczbę elektronów, aby wywołać błyskawice.
Film promocyjny:
Podwodne kominy hydrotermalne
Stosunkowo silne kominy głębinowe mogą stać się niezbędnym źródłem wodoru do powstania pierwszych żywych organizmów na ich skalistych powierzchniach. Nawet dzisiaj wokół kominów hydrotermalnych, nawet na dużych głębokościach, rozwija się wiele różnych ekosystemów.
Glina
Pierwsze cząsteczki organiczne można było znaleźć na gliniastej powierzchni. Glinka zawsze zawiera wystarczającą ilość składników organicznych, dodatkowo mogłaby stać się swego rodzaju organizatorem tych składników w bardziej złożone i efektywne struktury podobne do DNA.
W rzeczywistości DNA jest rodzajem mapy aminokwasów, wskazującej dokładnie, jak powinny być zorganizowane w komórkach złożonych tłuszczów. Grupa biologów z University of Glasgow w Szkocji twierdzi, że glina może być taką mapą dla najprostszych polimerów i tłuszczów, dopóki nie nauczyli się „samoorganizować”.
Panspermia
Teoria ta skłania do myślenia o możliwości kosmicznego pochodzenia życia. Oznacza to, że zgodnie z jej postulatami życie nie powstało na Ziemi, ale zostało tu przywiezione za pomocą meteorytu, na przykład z Marsa. Na ziemi znaleziono wystarczająco dużo fragmentów, które rzekomo dotarły do nas z czerwonej planety. Innym sposobem „kosmicznej taksówki” dla nieznanych form życia są komety, które mogą podróżować między systemami gwiezdnymi.
Nawet jeśli to prawda, panspermia nadal nie jest w stanie odpowiedzieć na pytanie, jak dokładnie powstało życie, skąd zostało przyniesione na planetę Ziemię.
Pod pokrywą lodową
Możliwe, że oceany i kontynenty trzy miliardy lat temu były pokryte grubą warstwą lodu, ponieważ słońce nie było tak jasne jak obecnie. Lód może stać się warstwą ochronną dla kruchych cząsteczek organicznych, zapobiegając zderzaniu się promieni ultrafioletowych i ciał kosmicznych z powierzchnią przed uszkodzeniem wczesnych i słabych form życia. Ponadto niższa temperatura mogła spowodować ewolucję pierwszych cząsteczek w silniejsze i trwalsze.
Świat RNA
Teoria świata RNA opiera się na filozoficznym pytaniu o jajko i kury. Faktem jest, że do tworzenia (duplikacji) DNA potrzebne są białka, a białka nie mogą się samodzielnie replikować bez mapy osadzonej w DNA. Jak więc powstało życie, skoro jedno nie może się pojawić bez drugiego, ale oba pięknie istnieją w teraźniejszości? Odpowiedzią może być RNA - kwas rybonukleinowy, który jest zdolny do przechowywania informacji, takich jak DNA, i służy jako enzymy białkowe. Na bazie RNA powstało doskonalsze DNA, następnie wydajniejsze białka całkowicie zastąpiły RNA.
Dziś RNA istnieje i pełni kilka funkcji w złożonych organizmach, na przykład odpowiada za pracę określonych genów. Ta teoria jest dość logiczna, ale nie odpowiada na pytanie, co było katalizatorem powstania samego kwasu rybonukleinowego. Większość naukowców odrzuca założenie, że mógł pojawić się sam. Wyjaśnieniem teoretycznym jest powstanie najprostszych kwasów PNA i TNK, które następnie przekształciły się w RNA.
Najprostszy start
Teoria ta nazywa się holobiozą i wywodzi się z idei, że życie powstało nie od złożonych cząsteczek RNA i pierwotnego kodu genetycznego, ale od najprostszych cząstek oddziałujących ze sobą w celu metabolizmu. Być może te cząstki ostatecznie rozwinęły ochronną powłokę, podobną do błony, a następnie ewoluowały w jeden, bardziej złożony organizm. Model ten nazywany jest „enzymatycznym modelem metabolizmu”, podczas gdy teoria świata RNA nazywana jest „modelem pierwotnego kodu genetycznego”.