Teorie powstania życia

Życie, zgodnie z ustaleniami biologii to zdolność organizmu do przeprowadzania procesów metabolicznych (przemiany materii), dzięki którym możliwe są jego wszelkie funkcje, m.in.: reakcja na bodźce, ruch, podział komórki, wzrost, zmienność, dziedziczność. Procesy życiowe są tym bardziej skomplikowane, im bardziej złożony jest dany organizm.


Jak wiadomo, jednym z najbardziej zawiłych problemów z jakimi boryka się współczesna nauka, jest powstanie życia na Ziemi. Istnieje na ten temat wiele hipotez, każda jednak budzi rożne zastrzeżenia. Aby powiedzieć jak najkrócej: są uczeni, którzy w ogóle powątpiewają, czy życie mogło powstać na naszej planecie. Inaczej mówiąc, odpowiadają oni przecząco na pytanie, czy przed miliardami lat, w pierwotnej atmosferze Ziemi i w jej pierwotnej skorupie istniały warunki sprzyjające powstaniu życia.


1. Jednym z takich uczonych jest wielki Francis Crick - laureat Nagrody Nobla za odkrycie struktury biochemicznej kodu genetycznego.
Z początkiem lat osiemdziesiątych Crick ogłosił książkę pt. "Życie - jego pochodzenie i charakter". W pracy tej autor deklaruje się jako zwolennik panspermii, to znaczy teorii głoszącej, ze życie nie jest związane wyłącznie z Ziemia, lecz ze jest wszechobecne w kosmosie.
Skoro - zakłada Crick - życie na Ziemi narodzić się nie mogło, gdyż nie pozwalały na to przed miliardami lat warunki - a mimo to przecież rozwinęło się - nastąpiło to być może w wyniku świadomej działalności: świadomego siewu będącego efektem działania jakiejś wysoko rozwiniętej cywilizacji...
Oczywiście podstawowym czynnikiem warunkującym siew zarodków życia w przestrzeni kosmosu jest istnienie poza Ziemia, w naszej galaktyce lub dalej - jednej lub wielu planet, na których życie mogło powstać. Za szerzenie podobnej herezji Giordano Bruno został piec wieków temu spalony przez Kościół na stosie. Dzisiaj nie pali się na stosie i Crick w całkowitej zgodzie z nauka zastanawia się, czy to jest możliwe. Po dokładnej analizie dochodzi do wniosku, ze podobne założenie jest możliwe i ze istnienie takich jak nasza planet jest bardziej niż prawdopodobne.
Jakie było to rozumowanie Cricka? Czas rozwoju życia na Ziemi, od najbardziej prymitywnych jego form do tak wysoko wyspecjalizowanych jak człowiek z jego mózgiem - wynosi około czterech miliardów lat. Jeśli życie powstało w wyniku kosmicznego siewu, zaplanowanego przez jakąś wysoko rozwinięta cywilizacje, to i ona, owa cywilizacja, potrzebowała na osiągniecie swego poziomu - załóżmy - czterech miliardów lat. Pytanie wiec, które postawił Crick, brzmiało: czy dzieje Wszechświata obejmują czas wystarczająco długi, by życie w kosmosie mogło dwukrotnie przebyć podobny cykl?
Crick, żądając to pytanie, jednocześnie na nie odpowiedział. Jeśli Wszechświat istnieje choćby osiem miliardów lat - czasu było dosyć. A przecież COBE dzięki swojej aparaturze stwierdził ponad wszelka wątpliwość, ze od Wielkiego Wybuchu, czyli od początków Wszechświata, minęło piętnaście miliardów lat. Przed kilkunastoma laty było to tylko przypuszczenie. Teraz jest to pewność. Czteromiliardowy cykl rozwoju życia miął wiec dość czasu aby się powtórzyć nawet trzykrotnie.


2. Podobna tezę, iż zostaliśmy wyhodowani genetycznie i "osiedleni" na Ziemi przez przybyszów z kosmosu. twierdzi Erich Von Daniken. W swojej książce "Obcy z kosmosu" rozważa ingerencję istot pozaziemskich w życie na Ziemi. W jego opinii zostaliśmy "stworzeni" przez obcych w celach badawczych a obecnie jesteśmy przez nich obserwowani. Teoria ta mimo iż ma wiele luk i niedopowiedzeń, jest dość ciekawa i przy pewnych założeniach prawdopodobna.


3. Chyba najbardziej znaną teorią naukową powstania życia na naszej planecie jest ta traktująca o tworzeniu się związków chemicznych, które utworzyły następnie strukturę zdolną do powielania samej siebie. Proces ten był
długotrwały, musiały też być spełnione pewne warunki. Gdy Ziemia stopniowo stygła jej powierzchnię zaczęła pokrywać woda, w niej najprawdopodobniej zaczęło tworzyć się życie. Praocean zawierał już wiele związków organicznych, które łącząc się mogły dawać cząstki bardziej skomplikowane, lecz by istniało życie potrzebne jest powielanie, więc w pewnym momencie skomplikowane cząstki organiczne mogły przyciągać inne potrzebne do stworzenia kopii własnej struktury.


4. Inną teorią dotyczącą początków życia na Ziemi jest tzw. panspermia. Zgodnie z tą teorią życia na planecie istnieje dzięki meteorytom, które na swej powierzchni niosły proste organizmu jednokomórkowe ok. 4 mld lat temu. Faktem jest, że w tym czasie Ziemia była bombardowana przez meteoryty, za tą teorią przemawia także to, że niektóre proste jednokomórkowe organizmy są wstanie wytrzymać ekstremalne warunki panujące w przestrzeni kosmicznej, jednak ta teoria nie tłumaczy jak życie powstało - tam skąd przybyło wraz z meteorytami. Ale zaraz ...- może jednak wiadomo - Niezwykłe jest to, co ostatnio osiągnął amerykański Instytut Astrobiologii, otóż tamtejszym naukowcom udało się ze schłodzonej do temp. 10 K oraz poddanej oddziaływaniu promieni ultrafioletowych mieszaniny amoniaku, metanu, alkoholu metylowego, tlenku i dwutlenku węgla ( wszystkie substraty występują w gęstych obłokach materii międzygwiezdnej )otrzymać bardzo skomplikowane związki organiczne, ale to nie wszystko, okazało się, że po dodaniu do mieszaniny produktów reakcji wody zorganizowały się one w formy podobne do prymitywnych komórek!
Co prawda nie udało się stworzyć formy żywej, ale niektóre z pęcherzyków zamieniały promieniowanie ultrafioletowe na światło widzialne. To kolejny niezwykły dowód przemawiający za teorią panspermii.


5. Ciekawa teorie powstania życia opisał Carl Sagan:
Ziemia powstała w wyniku kondensacji międzygwiezdnego gazu i pyłu jakieś 4.6 miliarda lat temu, a pierwsze żywe organizmy pojawiły się 4 miliardy lat temu w stawach i oceanach. Błyskawice i promienie UV rozbijały proste i bogate w wodór cząsteczki pierwotnej atmosfery, a ich fragmenty łączyły się w coraz bardziej złożone molekuły. Produkty tych reakcji rozpuszczały się w oceanach tworząc cos w rodzaju organicznego bulionu o coraz większej złożoności, aż w końcu powstała cząstka zdolna do tworzenia własnych kopii. To był najwcześniejszy przodek kwasu dezoksyrybonukleinowego, czyli DNA. Początkowo prymitywne molekuły kopiowały się nieudolnie korzystając z ogromnych zasobów związków organicznych zawartych w oceanach. Te które robiły to lepiej i szybciej wyeliminowały te gorsze, którym po jakimś czasie zabrakło budulca. Nie można jasno stwierdzić, czy te molekuły były już życiem, czy nie. Dobór naturalny jednak już działał i najsprawniej kopiujące się molekuły były coraz liczniejsze. Cząsteczki o wyspecjalizowanych funkcjach połączyły się tworząc rodzaj zespołu czyli pierwsza żywa komórkę, a jakieś 3 miliardy lat temu powstały pierwsze organizmy wielokomórkowe. Działało tu prawo wielkich liczb, być może przeskakiwanie kolejnych etapów było bardzo mało prawdopodobne, ale w tym wypadku znaczyło to - możliwe. Być może zdarzało się to raz na 100 milionów lat, ale skoro się już zdarzyło to udoskonalona forma zdobywała szybko przewagę nad mniej doskonałymi.


6. W III stuleciu p.n.e. grecki myśliciel, Arystoteles, podjął pierwsze próby rozwiązania zagadki powstania życia organicznego. Jego zainteresowanie i rozważania nad zagadnieniami biologii traktować można z respektem, należnym pierwszej, poważniejszej próbie poznania tajemnic życia, pomimo generalnie błędnych, ostatecznych wniosków. Jednym z zasadniczych defektów jego filozofii było przekonanie, ze natura nie czyni niczego bezcelowo.
Nauki Arystotelesa zawierały dostateczna dożę mistycyzmu, aby być tolerowane przez kościół, z wyjątkiem pochodzenia człowieka, które do XIX wieku zadowalająco wyjaśniała Biblia. Takie rozumienie pochodzenia życia istniało do początku ery nauk eksperymentalnych, we wczesnym XVII wieku. Wynalazek mikroskopu, przez Antona van Leeuwenhoek przyczynił się do obalenia mitu o spontanicznym powstawaniu życia.


7. We wczesnych latach pięćdziesiątych Stanley Miller dokonał na uniwersytecie w Chicago eksperymentu, w którym dowiódł, ze wiele substancji niezbędnych dla życia można uzyskać w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Eksperyment polegał na poddaniu wyładowaniom elektrycznym mieszaniny amoniaku i metanu w naczyniu z woda. Po 24 godzinach reakcji, mieszanina zawierała szereg związków węgla, w tym nieoczekiwanie wiele substancji niezbędnych do życia organicznego. Eksperyment zademonstrował, ze podstawowe składniki życia mogły powstać w warunkach panujących na Ziemi około 3,5 miliarda lat temu. W kontekście ludzkiej egzystencji, chemiczny początek życia na Ziemi przedstawia się jako niezmiernie mało prawdopodobny. Nie wolno jednak zapominać, ze procesy, które dały początek życiu oraz jego późniejsza historia, zachodziły na całej prawie planecie, przez niewyobrażalnie długi czas. Jeśli potoczyłyby się inaczej, nie byłoby na Ziemi istot zdolnych do zastanawiania się nad swym pochodzeniem. W świetle obecnej wiedzy przyrodniczej, warunki na naszej planecie, jej historia na przestrzeni miliardów lat oraz obecność określonych substancji chemicznych sugerują, ze powstanie i trwanie życia na Ziemi były niemal nieuniknione. Jeśli w otchłani kosmosu istnieją planety o charakterystyce identycznej, lub bardzo zbliżonej do ziemskiej, życie organiczne jest na nich bardzo prawdopodobne. Zdolność reprodukcji jest jednym z elementów definicji życia


8. Warto wspomnieć jeszcze o już dawno obalonej teorii samorództwa, w którą ludzie wierzyli od początków znanej nam historii pisanej do połowy wieku XIX. Uważano mianowicie, że życie może samoistnie powstać z materii nieożywionej. Z zepsutego mięsa powstaje więc mucha z piasku pchła, a z mułu - żaba. W 1668 roku włoski lekarz Francesco Redi podważył tę teorię, zauważył on, że gdy muchy nie mają dostępu do mięsa nie pojawiają się w nim czernie i odwrotnie. Oczywiście nie przekonało to większości, siedemnastowieczne społeczeństwo było "mało" postępowe, potrzebnych było jeszcze wiele doświadczeń, takich jak uczonego holenderskiego Antoniego van Leeuwenhoeka, który śledził cykl rozwojowy pcheł za pomocą niedawno odkrytego mikroskopu - dowiódł, że pchły rodzą się tylko z pcheł. Teoria samorództwa upadła w tym samym okresie gdy chemicy zaczęli otrzymywać sztucznie związki organiczne (XIX wiek).


Możemy snuć natchnione domysły, ale nie wiemy do końca, jakie fizyczne i chemiczne właściwości skorupy ziemskiej, oceanów i atmosfery umożliwiły tak nagłe pojawienie się życia. Nie mamy pewności, jaka ilość i jakie formy energii przenikały Ziemię w jej pierwszych dniach. Dlatego przed naukowcami wciąż stoi problem wyjaśnienia nagłego pojawienia się życia na tak młodej (4,6 mld lat) planecie. Jest to kwestia dręcząca nas od XIX w., kiedy to naukowcy zaczęli akceptować ewolucję w biologii, odrzucając możliwość, że organizmy żywe zostały stworzone w swej obecnej złożoności przez jakąś siłę nadprzyrodzoną. Nasuwa się więc pytanie, w jaki sposób tak nadzwyczajne zjawisko, zwane życiem, mogło powstać jako dzieło przypadku.

Użyte materiały:
· Arnold Mostowicz „Coz tam, panie, w Kosmosie?” Nie Z Tej Ziemi 8/1993
· "KRAJ", Nr. 1,(135), 1998r
· „Życie to forma istnienia białka” autorstwo nieznane
· Encyklopedia „Wiem” znajdujaca się pod adresem www.wiem.onet.pl