Otkuda život na Zemlji ?
Uprkos velikim naporima istraživača, teoretičara, analitičara i eksperimentatora, pitanje kako je nastao život i dalje je otvoreno
Danas postoji konsenzus u stručnoj javnosti oko nekih važnih datuma u istoriji Zemlje. Nekoliko različitih vrsta astronomskih dokaza ukazuju da je svemir nastao “Velikim praskom”, događajem koji se odlikovao ogromnom temperaturom i gustinom, pre oko 13.7 milijardi godina. Pre oko 4,5 milijarde godina, nastalo je Sunce, a potom i Zemlja, gomilanjem i sažimanjem prašine i malih čestica, na kojoj u prvih milijardu godina postojanja nije bilo nikakvih oblika života.
Pre oko 3,5 milijarde godina, pojavio se život: najstariji fosilizovani mikroorganizmi, pronađeni u zapadnoj Australiji, u stenovitim formacijama kojima je moguće odrediti starost, potiču upravo iz tog perioda. Tako je počeo život na Zemlji, sa osnovnom osobinom da se razmnožava i prenosi genetske informacije s generacije na generaciju. Relativno sporo, od prvih primitivnih jednoćelijskih mikroorganizama nastao je, putem evolucionih promena o kojima danas posedujemo osnovna znanja, niz višećelijskih biljaka i životinja. Moderni čovek (Homo sapiens) star je između 50.000 i 100.000 godina.
Spontana generacija i panspermija
Pasterova (Luj Paster, 1822-95) istraživanja tokom 1860-ih pokazala su da do “spontane generacije” života ne dolazi u laboratorijskim uslovima, iako njegovi eksperimenti nisu isključili sve mogućnosti. On je 1878. smatrao da spontana generacija ” nije nemoguća”, dok je Darvin 1871. smatrao mogućim da je protein, hemijski oblik koji se javlja kod svih živih bića, nastao u “nekoj toploj maloj bari”. Početkom 1900-ih Arenijus (August Arenijus, 1859-1927) pretpostavio je da je život na Zemlji nastao dolaskom organizma iz drugog dela svemira (teorija “panspermije”), a tokom 1970-ih sličnu pretpostavku zastupao je i Hojl (Ser Fred Hojl, 1915-2001) – što nije naišlo na značajniji odjek.
Zanimljivu ideju izneli su sovjetski naučnik Oparin (Alaksandar Ivanovič Oparin, 1894-1980) i, nezavisno od njega, Halden (Džon Burdon Halden, 1892-1964) , pretpostavivši da je atmosfera u početku sadržala vrlo malo slobodnog O 2 i da je on stvoren mnogo kasnije, procesom fotosinteze zelenih biljaka, što je danas opšteprihvaćeno.
Primordijalna atmosfera
Do 1950-ih sakupljena je većina informacija koje su manje-više bitne za problem porekla života. Na primer, dobro argumentovane procene porekla, starosti i sastava svemira, Sunčevog sistema i Zemlje su u to vreme već bile dostupne, a postojanje niza prostih organskih jedinjenja (ali nijednog sa osobinama živih organizama) uočeno je u prašini i gasu raspoređenom u prostoru izvan Zemljine atmosfere, kao i kod meteorita iz drugih delova Sunčevog sistema koji su pali na Zemlju.
Godine 1952. Juri (Harold Klajton Juri, 1893-1981) je pretpostavio da je važan izvor energije za rane geohemijske i prebiotičke hemijske reakcije verovatno predstavljalo solarno ultraljubičasto zračenje, moguće i zajedno s atmosferskim električnim pražnjenjem i udarima meteorita. Takođe, on je pretpostavio da se rana (“primordijalna”) Zemljina atmosfera sastojala uglavnom od jedinjenja CH 4 , NH 3 , H 2 i H 2 O. Sledeće godine, njegov saradnik Miler (Stenli Miler, 1930-) eksperimentisao je s propuštanjem električnih varnica kroz smesu ovih jedinjenja, pokazavši da je, u roku od nedelju dana, došlo do stvaranja zadivljujuće velikog broja organskih molekula, uključujući i 25 amino-kiselina. Amino-kiseline vrlo lako reaguju i stvaraju proteine, čije je prisustvo nužno za žive sisteme.
Nešto kao život
Međutim, Krikovo (Crick Francis Harry Compton , 1916-2004) i Votsonovo (Wotson James Dewey, 1928-) otkriće (koje se desilo 1953) dvostruke spiralne strukture nukleinske kiseline DNK, ključnog materijala od kojeg se sastoje geni, dovelo je do stvaranja nove nauke, molekularne biologije, i javljanja novih poteškoća za teoretičare porekla života. Godine 1958. Krik je izneo “ključnu dogmu” ove nove nauke: da je odvijanje hemijske sinteze kod živih sistema jednosmerno i nepovratno, u smislu da “DNK stvara RNK, a RNK stvara proteine”. (Pokazalo se da su izuzeci od ovog pravila retki, ali poznati: retrovirusi sadrže RNK kao genetski molekul, od kojeg nastaje još složenija DNK, što je potpuno suprotno navedenom opštem pravilu.)
Tako je ideja da bi razređena “primordijalna čorba” aminokiselina iz koje nastaju proteini a potom i najprostije žive ćelije, mogla da predstavlja pogodan model za objašnjenje porekla života – postala nezadovoljavajuća! Kao što je to A. Dž. Kerns-Smit pokazao, teško je videti kako retka čorba može da ne ostane samo poprište za neplodne hemijske interakcije već da organizuje svoje amokiseline i proteine na način koji se može opisati kao “život”.
Uprkos velikim naporime mnogih istraživača (teoretičara, analitičara i eksperimentatora), pitanje: kako je nastao život zaista ostaje prilično otvoreno. Postoji rašireno uverenje da je jednostavnija vrsta nukleinskih kiselina, RNK, verovatno nastala u ranoj fazi razvoja prvih i bez sumnje veoma prostih živih ćelija. U načelu, nije teško zamisliti kako su se iz RNK razvili proteini, a potom i proste ćelije; nakon toga, otvoren je put za evolutivni razvoj ka sve složenijim organizmima. Ali, kako je došlo do stvaranja RNK, jednog prilično složenog polimera? Verovatan put razvoja od prilično jednostavnih organskih molekula do složene RNK još uvek čeka na objašnjenje.
Misterija ostaje nerazjašnjena. Može se ispostaviti da je ona trajno nerešiva. Na sličan način se može pokazati i da na pitanja da li život postoji samo na Zemlji i, ako ne, da li je nastao ovde ili je došao iz kosmosa – takođe nema odgovora.
Najstariji živi organizam
U jednom kristalu soli, starom oko 250 miliona godina, otkrivenom pre desetak godina, pronađene su žive bakterijske spore. Ranije su najstarijim živim organizmima smatrane bakterije izvađene iz tela pčele pronađene u ćilibaru, stare 25-40 miliona godina.
Izvor: Tragom zvezda
