Милиони години Земјата била жешка и карпеста планета. Научниците имаат некои хипотези за тоа како животот се појавил среде таков негостопримлив терен.
Земјата се формирала пред околу 4,6 милијарди години, а за неколку стотици милиони години површината на планетата речиси сигурно била премногу жешка и силно бомбардирана од комети и астероиди за да биде гостопримлива за секаков вид на животен облик. Околу милијарда години подоцна, животот не само што постоел, туку и оставал докази за неговото присуство во форма на фосилизирани микробиолошки траги.
Па, што се случило во меѓувреме? Како животот изникнал од неживот во текот на околу половина милијарда години?
1) Поттикнат од молња
Атмосферските услови во времето кога се појавил животот биле многу различни од оние што постојат сега, забележува Џим Кливс, претседател на одделот за хемија на Универзитетот „Хауард“ и коавтор на „A Brief History of Creation: Science and the Search for the Origin of Life“ (Кратка историја на создавањето: Наука и потрага по потеклото на животот.
Во 50-тите, објаснува тој, нобеловецот хемичар Харолд Јуреј забележал дека во повеќето атмосфери во Сончевиот Систем доминираат азот и метан; Јуреј размислувал дека и раната Земја имала ваков тип на атмосфера и дека присуството на живот ја трансформирало во побогата со кислород. Јуреј, исто така, предложил дека оваа претходна атмосфера „може да биде многу ефикасна во создавањето органски соединенија, кои би можеле да бидат претходник на животот“, објаснува Кливс.
Тој го задолжил својот истражувач Стенли Милер да развие експеримент за тестирање на оваа теорија. Она што ќе стане познато како Експеримент Милер-Јуреј создало затворен систем, во кој водата се загревала и се комбинирала со молекули на водород, метан и амонијак. Тие потоа биле исцедени со електрична енергија (да претставуваат молња) и се ладеле за да се дозволи смесата да се кондензира и да падне назад во водата, како дожд.
Резултатите биле зачудувачки.
За една недела, експерименталниот „океан“ станал црвеникаво кафеав поради молекулите кои се комбинираат за да создадат аминокиселини, градежните блокови на животот.
Последователните истражувања покажале дека раната атмосфера на планетата била нешто поразлична од експериментот создаден од Милер, и дека главните компоненти биле азот и јаглерод диоксид, со водород и метан присутни во помали количини.
Принципите што ги застапувал Милер остануваат општо прифатени, сепак, со комбинирање на молњи со удари на астероиди и ултравиолетово зрачење од Сонцето за да се создаде водород цијанид, кој потоа реагирал со железото донесено од водата од Земјината кора за да формира хемикалии како што се шеќерите. Овие хемикалии можеби се комбинирале за да создадат нишки на рибонуклеинска киселина, или РНК, клучна компонента на животот што складира информации; во одреден момент, молекулите на РНК почнале да се реплицираат и животот бил можен.
Како овие РНК молекули се развиле во сложени клеточни структури опкружени со заштитни мембрани?
Клучот може да бидат коацерватите - капки кои содржат протеини и нуклеински киселини и кои се способни да ги врзат своите компоненти заедно исто како и клетките, но без употреба на мембрани; неколку истражувачи поставија хипотеза дека таквите капки делувале како протоцели кои концентрирале рана РНК и други органски соединенија.
2) Донесен на Земјата од вселената
Според друга теорија, аминокиселините, како и некои други клучни градежни блокови на животот, како што се јаглеродот и водата, можеби биле донесени на раната Земја од вселената. Откриено е дека кометите и метеоритите содржат некои од истите органски градежни блокови на животот, а нивното рано бомбардирање на Земјата можеби ја зголемило достапноста на аминокиселините.
Според добитникот на Нобеловата награда за хемија, Џек Шостак од Универзитетот во Чикаго, кој ја предводи интердисциплинарната иницијатива на универзитетот „Потекло на животот“, ударите на астероидите и кометите речиси сигурно биле составен дел.
Тој забележува дека раната атмосфера од азот и јаглерод диоксид би била помалку погодна за некои од предложените хемиски реакции што се случиле во мешавината на Милер од водород, метан и амонијак; но, објаснува тој, ударот со умерена големина може да создаде атмосферски водород и метан на минлива основа, овозможувајќи привремен потрес на условите за создавање соединенија.
„Тоа е како да ја имате вашата торта и да ја јадете“, објаснува тој.
3) Се криел во океаните на Земјата
Друга теорија постулира дека животот можеби започнал длабоко во океанот, околу хидротермалните отвори на морското дно, но Шостак ја отфрла оваа хипотеза.
„Ако ја погледнете хемијата што ве води од едноставни почетни материјали до нуклеотиди и РНК, има повеќе чекори таму кои бараат УВ зрачење од сонцето за да ги поттикне реакциите“, објаснува тој. „Енергијата од Сонцето е убедливо најголемиот извор на енергија, дури и на раната планета. Значи, ако има повеќе хемиски чекори кои бараат УВ, не можете да бидете во длабокиот океан“.
Сепак, сигурно е дека животот започнал во вода
„Потребен ви е растворувач за да се случат хемиските реакции“, истакнува Кливс. „Потребна ви е течност. И кога ќе почнете да зборувате за течности, само неколку се стабилни под услови на планетарна површина. И, дури и во раниот Сончев Систем, водата се случува да биде најзастапена“.
Шостак тврди дека многу поверојатно отколку животот кој започнува во длабоките океани е тоа што тој се воспоставил „на површината, веројатно во плитки езерца или во тип на животна средина со топли извори: вид на животна средина што е многу вообичаена околу местата на удар или вулкански региони“. (Навистина, обемната вулканска активност, исто така, може многу добро да придонесе за воспоставување на животот, не само со генерирање на огромни количини на локализирани молњи).
Можно е, иако целиот живот на Земјата денес има универзален заеднички предок, непознат микробен животен облик кој веројатно одамна исчезнал, самиот живот може да започнал во повеќе различни прилики преку неколку различни патишта, само за да биде згаснат од удари од кометите или едноставно не успевал да добие влечна сила, додека не се воспоставела молекулата базирана на РНК која е предок на сите нас.
„Можеби навистина било фрлање на коцка“, вели Кливс.
Ако тоа навистина се случило - ако животот започнал и згаснал повеќе од еднаш пред да се вкорени - речиси сигурно никогаш нема да знаеме каков би можел да биде, бидејќи таквите наводни форми на живот не оставиле никаква трага од нивното постоење.
Животот можел да тргне по многу поинаков пат, пат кој немало да доведе до цвеќиња или дрвја или диносауруси или луѓе. Клучот за разбирање на сето тоа, вели Шостак, е да се замени прашањето за големата слика со серија од многу помали.
„Животот е толку комплициран систем што наједноставните бактерии или вируси имаат илјадници подвижни делови. Тешко е да се разбере како нешто такво може да се појави од никаде“, вели тој. „И одговорот е дека не се појавил од никаде. Тоа се случило чекор по чекор“.
