Biolog Michail Nikitin: jak dokázat, že život na Zemi vznikl sám od sebe

Biolog Michail Nikitin: jak dokázat, že život na Zemi vznikl sám od sebe

Již brzy Michail Nikitin vystoupí na konferenci „Vědci proti mýtům“, kterou pořádá ANTROPOGENESIS.RU. Tam bude biolog hovořit o „křemíkových mimozemšťanech“, kteří ovlivnili formování naší planety a vzhled živých organismů na ní.

V této souvislosti jsme ho požádali, aby našim čtenářům stručně řekl, jakého pohledu vědci o vzniku života zastávají a proč nejsou ostatní hlediska tak konzistentní.

Co si vědci myslí o vzniku života na Zemi?

Nejprve si definujme, co je život. Samozřejmě nelze podat striktně jednoznačnou definici, jako například v matematice. Ale odborná komise NASA, provádějící hledání života ve vesmíru, určila následující definici:

Život je chemický systém schopný darwinovské evoluce.

„Chemický“ znamená „složený z atomů a molekul a zahrnující reakce mezi nimi“. A schopnost darwinovské evoluce je charakterizována přítomností čtyř nezbytných a dostatečných podmínek:

1. Reprodukce.
2. Dědičnost (potomci jsou podobní rodičům).
3. Mutace (potomci se stále mírně liší od svých rodičů).
4. Selekce (pravděpodobnost další reprodukce závisí na mutacích).

Cage

Dnes je buňka považována za nejmenší elementární jednotku života. Existují samozřejmě viry, které jsou mnohem jednodušší, menší a také schopné darwinovské evoluce. Všichni jsou ale buněční parazité a nelze je ve volné přírodě oddělit.

V tomto případě je logické předpokládat, že život vznikl se vzhledem buňky. O tom však biologové velmi pochybují.

RNA

Nyní se široce věří, že kdysi existovaly živé organismy ještě jednodušší než buňky.

Podle této hypotézy nejprimitivnější formy života využívaly pouze jeden z existujících typů biopolymerů – molekulu RNA. Pro srovnání: aby moderní buňky fungovaly, potřebují již tři: RNA, DNA a proteiny.

Ale v precelulární éře musela všechny funkce plnit pouze RNA. Místo proteinů urychloval chemické reakce a místo DNA fungoval jako úložiště dědičné informace.

Bylo tomu tak, dokud některé formy života nezvládly nové technologie – syntézu proteinů a DNA. Když to udělali, stali se buňkami, které nyní tvoří vše živé (kromě virů). A jiné formy jim nemohly konkurovat a vymřely.

Chemické sloučeniny

Před příchodem světa RNA nebyla Země taková, jaká je dnes. Některým vědcům se podařilo simulovat podmínky, které na něm v tu chvíli byly, a vysledovat spontánní vznik života.

Jedním z prvních takových experimentů byl Miller-Urey experiment, uskutečněný v 1950. letech XNUMX. století. Vědci vzali směs plynů – metanu, čpavku a vodíku – a vtlačili je do rafinované skleněné instalace. Na jedné straně měla baňku s ohřátou vodou, na druhé byl otvor pro únik páry. Byly tam připájeny elektrody, které procházely výboji simulujícími blesk. Pára se pak dostala do lednice, kde mohla kondenzovat.

Několik týdnů po začátku experimentu si vědci všimli, že za takových podmínek se ve vodě tvoří aminokyseliny, stavební kameny bílkovin a některé další molekuly, které tvoří živé organismy. .

Toto se stalo velmi důležitým pozorováním. Nyní byl však jeho význam přehodnocen. Předpokládá se, že podmínky, které Miller a Urey reprodukovali, nejsou podobné těm na Zemi, ale těm v protoplanetárním oblaku, ze kterého byla vytvořena Sluneční soustava. Protože, jak jsme se později dozvěděli, na Zemi nikdy nebyla atmosféra metanu a čpavku.

Mimochodem, aminokyseliny, které se vytvořily v Millerově aparátu, jsou velmi podobné těm, které jsou skutečně obsaženy v některých meteoritech.

Od tohoto experimentu se jiní vědci také pokoušeli modelovat vznik organické hmoty z oxidu uhličitého, který dominoval v atmosféře starověké Země a nyní se hojně nachází v atmosféře Marsu a Venuše.

Experimentovali s krystaly sulfidu zinečnatého, který po ozáření slunečním zářením ve vodě redukuje oxid uhličitý a mění ho na kyselinu mravenčí, octovou, jablečnou a po přidání dusíku na aminokyseliny.

Kromě toho byly prováděny experimenty k získání stavebních kamenů DNA – nukleotidů a dusíkatých bází. Například Carl Sagan v 1960. letech dokázal ten druhý získat z kyseliny kyanovodíkové, látky vznikající v bezkyslíkatých atmosférách starověké Země. Nyní je kyselina kyanovodíková rozšířena ve vesmíru – například v kometách nebo na moderním Titanu, satelitu Saturnu.

Chemické prvky

Tyto chemické prvky používané životem na Zemi patří mezi nejhojnější ve vesmíru. Jsou to uhlík, dusík, kyslík, vodík, hořčík, síra, železo.

Kromě nich se za běžné považují i ​​další tři prvky, které se nepodílely na samovolném vzniku života na Zemi. Jsou to helium a neon, které nejsou schopné chemických reakcí, a také křemík, který se stává aktivním až při velmi vysokých teplotách.

Tyto chemické prvky existovaly před objevením Země a sluneční soustavy. Jejich složení vytvořila první generace hvězd díky termonukleárním reakcím. Ihned po velkém třesku se tedy vesmír skládal pouze z vodíku, helia a lithia a teprve poté se objevily těžší prvky.

Vzájemně se ovlivňovaly v náhodném pořadí a vedly ke vzniku chemických sloučenin, mezi nimiž byly aminokyseliny a dusíkaté báze, které jsme zmínili výše.

Spontánní vznik života

V procesu vzniku živých věcí z neživých se nutně spojila náhoda a pravidelnost. Biologická evoluce funguje pouze prostřednictvím mutací a přirozeného výběru. Život s největší pravděpodobností také spontánně vznikl podle tohoto principu.

S největší pravděpodobností před objevením se reprodukce došlo k nějakému přirozenému výběru. Například dusíkaté báze v RNA a DNA, jako je adenin, cytosin, guanin a uracil, se mezi jinými příbuznými molekulami vyznačují vysokou odolností vůči ultrafialovému záření.

Poté byly náhodně spojeny do řetězců RNA. A to, co mohlo zvýšit pravděpodobnost sebekopírování, byla reprodukce, přírodní výběr a darwinovská evoluce. A pak začala přirozená komplikace směrem k buňkám.

Proč mimozemšťané nebo Bůh nemohli stvořit život

Pokud by život nevznikl sám od sebe, pak mu v tom mohly pomoci buď civilizace mimozemšťanů, kteří dorazili na Zemi, nebo nějaké nadpřirozené bytosti. Například Bůh. Podívejme se na tyto teorie podrobněji.

Cizinci

Bylo prokázáno, že k velkému třesku došlo asi před 13,5 miliardami let. Věk života na Zemi je ve srovnání s věkem vesmíru značně pokročilý. Vývoj od mikrobů k inteligentním tvorům Homo sapiens trval přibližně 4 miliardy let.

Mimozemšťanům by to pravděpodobně trvalo přibližně stejně dlouho. A stěží nás mohli předběhnout. Koneckonců, po Velkém třesku nenastala akumulace prvků těžších než helium – uhlík, vodík, železo – okamžitě. Hvězdám trvalo miliardy let, než je syntetizovaly. To znamená, že v rámci Galaxie se podmínky pro vznik planetárních systémů, na kterých je možný život, nevyvinuly okamžitě a mimozemšťané by před námi sotva měli čas stát se vesmírnou civilizací.

Ale i kdyby se jim to nějak povedlo, nabízí se logická otázka: jak vznikl jejich život? Pokud je to samo o sobě, tak proč tuto možnost nezvažujeme ve vztahu k životu na Zemi?

Bůh

Vzhledem k tomu, že nemáme žádné přímé důkazy o tom, co Bůh může a co nemůže, je zde samozřejmě mnohem těžší najít argumenty. Kreacionisté budou vždy schopni přijít s možností, pro kterou se nehodí, protože „cesty Páně jsou tajemné“.

Ale osobně mě například přesvědčují estetické ohledy. Bůh je popisován jako superinteligentní bytost. Ve struktuře živých organismů je však zároveň mnoho detailů, které by žádný rozumný konstruktér nedokázal vyrobit.

Jen blázen by připustil například přítomnost zvratného hrtanového nervu u savců.

Jde z mozku do svalů hrtanu a zároveň dělá smyčku, jde nejprve dolů k srdci, obchází oblouk aorty a stoupá zpět. V důsledku toho je pro normální fungování například žirafy potřeba 5 metrů nervových vláken navíc. A zároveň bude trpět i zpožděním v době průchodu signálu.

Je jasné, že kdyby zvířata stvořila inteligentní bytost, pak by se takové hlouposti nedopustila. Tato struktura je mnohem více podobná výsledku evoluce savců od jejich rybích předků. Neměli krk, srdce se nacházelo blízko hlavy a odtok krve ze srdce probíhal díky několika párům žaberních cév. Proto se nervová stopa kolem nich zdála normální a nepředstavovala problém. A pak ryby přistály, ztratily žábry a některým z jejich potomků se vyvinul tenký, dlouhý krk. Čím dále jsme šli, tím více tento design začínal překážet, ale už ho nemohli opustit.

Někteří kreacionisté prosazují jinou myšlenku: Bůh stvořil pouze Velký třesk a poté nechal vesmír nedotčený. V 17.-19. století si to mnozí vědci mysleli. Například, když se Napoleon zeptal Laplacea: „Kde je Bůh ve vašich teoriích?“ – astronom odpověděl: „Nepotřebuji tuto hypotézu.“

Ale i kdyby Bůh po Velkém třesku do ničeho nezasáhl, tak proč to odporuje myšlence evoluce? Jak se tato verze kreacionismu zásadně liší od vědeckého obrazu světa?

Proč se život na jiných planetách nyní netvoří?

Ve sluneční soustavě jsou čtyři terestrické planety s kamenitým povrchem, které se nenacházejí na plynných obrech Jupiteru a Saturnu: Země, Venuše, Merkur a Mars.

Jak nyní, tak i předtím bylo na Venuši příliš horko: má 450 °C a v takových podmínkách olovo snadno taje. Při takto vysokých teplotách nemohou přežít ani ti nejextremofilnější mikrobi a proteiny, RNA a DNA jsou velmi rychle zničeny.

Rtuť je přes den velmi horká – až 400 °C a v noci studená – až –170 °C. Není tam žádná atmosféra, žádná voda.

Moderní Mars také není příliš pohostinný: je tam zima jako v Norilsku a sucho jako v poušti Namib, plus radiace. Na této planetě je však dostatek stop, že v dávných dobách byla kapalná voda, hustší atmosféra a vyšší teploty, docela vhodné pro život.

Faktem je, že všechny terestrické planety vznikly v důsledku srážky menších objektů – planetárních embryí. V těchto okamžicích se uvolnilo velké množství tepla, což způsobilo, že se jejich povrchy velmi zahřívaly. Země také prošla stádiem magmatického oceánu, po kterém dlouho chladla – možná až 300 milionů let.

Vzhledem k tomu, že Mars je menší, jeho srážky s planetárními embryi byly méně silné a rychleji chladl.

Jde o to, že podmínky vhodné pro život mohl mít o 100-200 milionů let dříve než na naší planetě. Žádný přímý důkaz o tom ale neexistuje.

Je možné, že jsme Marťané. Koneckonců, nejprve tam mohly vzniknout živé formy a poté letět na Zemi spolu s meteority.

Nyní, když je Mars suchý a studený, na něm buď nezůstal vůbec žádný život, nebo je velmi dobře ukrytý někde v jeho hlubinách, pod povrchem. Jedním z důkazů toho mohou být příměsi metanu, které se periodicky objevují v atmosféře – jde o plyn, který se v atmosféře rychle rozpadá. Pokud byl objeven, pak na planetě musí být nějaký aktivní zdroj – například metanogenní mikrobi.

Jak urychlit jejich vývoj? K tomu je potřeba shodit nějaké ledové těleso o průměru asi 500 km z Kuiperova pásu na Mars. Dostane se tam dostatek vody na vytvoření oceánu a energie z takového dopadu možná zahřeje planetu a podnítí její již zamrzlou geologickou aktivitu. Ale je jasné, že pravděpodobnost toho je mizivá.

Pokud chceme, aby byl Mars obyvatelný, pak musíme vzít věci do svých rukou a dopravit tam vodu v podobě menších kostek ledu a pak uměle obnovit magnetické pole na planetě – bez toho bude špatně chráněna před kosmického záření a udržují na povrchu vysoké úrovně radiace.

Vznik života (vyprávěný biologem Michailem Nikitinem)

Vznik života neboli abiogeneze je proces přeměny neživé přírody na přírodu živou; V užším slova smyslu je abiogenezí chápána tvorba organických sloučenin běžných v živé přírodě mimo tělo bez účasti enzymů. Alternativou k abiogenezi v tomto smyslu je panspermie. Podle moderních modelů vznikl život na Zemi asi před 3,8–4,1 miliardami let. Příběh vypráví Michail Aleksandrovič Nikitin, mladší výzkumník ve Výzkumném ústavu fyzikálně-chemické biologie pojmenovaný po A.N. Belozersky Moskevská státní univerzita pojmenovaná po M.V. Lomonosov, autor knihy „Původ života. Z mlhoviny do buňky.“

Chcete-li zanechat komentáře, přihlaste se