Čo hovorí teória o pôvode života z jazierka?
Prvý a najznámejší model vzniku života na
Takéto vodné útvary sa objavili na povrchu planéty, keď kométa meteoritov padla niekoľko miliónov rokovpredtým, ako sa na ňom objavil prvotný oceán.
A až do konca 1970. rokov, keď sa uskutočnili hlbokomorské expedície na chyby, bola táto hypotéza najobľúbenejšia. Ďalší vedci zo začiatku 20. storočia, ako napríklad John Haldane a AlexanderOparin súhlasil s Darwinom a rozvinul svoju teóriu.
Nezávisle na tom predpokladalimladá Zem mala "obnovujúcu" atmosféru, teda antagonistickú voči tej, kde sa vyrába kyslík. V takejto atmosfére napríklad železo nikdy nezhrdzavie. Vtedajšia atmosféra mohla byť presýtená metánom a čpavkom, čím sa vytvorila ideálna „prapolievka“, z ktorej v nejakej plytkej vodnej ploche vznikol život.
Túto teóriu podporuje fakt, že naPovrch pevniny obsahoval množstvo prvkov kritických pre život, napríklad molybdén, bór a dusík, ktorých koncentrácia v primárnom oceáne bola extrémne nízka.
Ako sa pokúsili dokázať teóriu?
Aby sa objavil prvý organizmus, musia existovať bunky, aspoň jeden.
Podľa vedcov vzhľad bunkyprispeli k hromadeniu organických látok v prostredí a vzniku prebiotických foriem – protobuniek, ktoré sa stali spojovacím článkom medzi živou a neživou hmotou. Tieto protobunky však už nie sú na Zemi. Vedci však vedia, že určite mali obsahovať:
- molekula schopná samoreplikácie s dedičnou informáciou;
- škrupina, ktorá ho chráni pred prostredím.
Analógy protobuniek boli syntetizované v roku 2011biológovia na Tokijskej univerzite. V dôsledku polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) bolo možné dosiahnuť ich úplné spontánne rozdelenie – podobne ako v prírodných podmienkach.
Na prípravu primárneho substrátualebo inak povedané koacervát, autori práce zobrali desiatky organických zložiek, ktorých pomer bol predtým vypočítaný na počítači. Po spojení tieto látky vytvorili v substráte koacervátové vezikuly s katiónovým obalom a prvkami DNA vo vnútri.
To však stále nestačilopotvrdiť, že živé veci môžu pochádzať z neživých vecí DNA nie je schopná samoreprodukcie bez účasti určitých enzýmov – špecifických proteínov, ktoré katalyzujú všetky štádiá jej replikácie. Japonským vedcom sa ho podarilo vytvoriť v laboratóriu, ale opäť s použitím biologických komponentov.
Aký bol materiál pre prvý život?
Nová štúdia medzinárodnej skupiny vedcov bola zameraná na nájdenie potenciálnych mechanizmov pre vznik prvých buniek „od nuly“ – iba v priebehu chemických procesov, bez účasti biológie.
Študovali širokú škálu zlúčenín, ktoré mohli vzniknúť v dôsledku prebiotických reakcií na ranej Zemi.
A zistili, že mnohé z týchto látok sú étery,amíny, azidy, imidy a iné – za určitých podmienok polymerizujú ľahšie ako biologické zlúčeniny. A niektoré dokonca spontánne vytvárajú bunkové štruktúry – kompartmenty. Podľa autorov by reťazce polymérov vo vnútri takýchto kompartmentov, skrútené, mohli vytvárať jedinečné trojrozmerné formy - prototypy proteínov alebo RNA.
Na získanie polymérnych reťazcov v laboratóriuautori použili periodické striedanie suchých a vlhkých podmienok. Odparenie zriedeného roztoku spravidla spustilo proces polymerizácie, ale nie všetky vytvorené polyméry vydržali sušenie. Niektoré sa rozpadli. Iní s pridaním vody pokračovali v samoreprodukujúcom sa cykle syntézy. V tom autori vidia najskôr, už na úrovni molekúl, prejav evolučného výberu, ktorý sa neskôr stal integrálnou črtou všetkých živých organizmov.
Výskumníci skúmali polyméry pod mikroskopom azistili, že vo vnútri niektorých z nich sa objavili kompartmenty veľkosti bunky: obsahovali 10 až 20 atómov.Podľa vedcov sa časom tieto bunkové agregáty po dlhých chemických premenách mohli stať plnohodnotnými bunkami – samoorganizujúcimi sa štruktúrami pozostávajúcimi miliónov atómov.
Čo bolo dôležité pre zrod prvých buniek?
Podmienky v rybníku, o ktorých hovoril Darwin, bolizáklad pre vznik života, potvrdili to výskumy. Zvláštnosťou abstraktného jazierka je, že niekedy sa naplní vodou, niekedy vyschne. To znamená, že cyklické striedanie vlhkých a suchých období prispieva k objaveniu sa zložitých prebiotických zlúčenín v chemickom systéme, čo potvrdzujú aj fyzici.
Autori skúmali koacerváty polyelektrolytov vkvapalné médium s rovnakým zložením ako voda v jazierku. Simulovali podmienky, keď jazierko vyschne a následne sa naplní dažďovou vodou. A zistili: v prvom prípade sa koncentrácia nukleových kyselín a solí zvyšuje, v druhom klesá. Vo vnútri polymérových kompartmentov sa nemení.
Podľa vedcov sa to stalo kľúčovým faktorom pri postupnej tvorbe zložitých samoreprodukujúcich sa polymérnych zlúčenín, ako je RNA, vo vnútri protobuniek.
Preto sú pre život potrebné tri podmienky:
- kompartmentalizácia,
- sebareplikácia,
- metabolizmus.
Prečítajte si tiež
Neuróny v ľudskom mozgu a sieti galaxií sú podobné
Vďaka pohybu tanierov je tichomorský oceán hlboko pod Čínou
Vedci nabúrali robotický vysávač na diaľkové zaznamenávanie konverzácií používateľov