Novákoviny

S novou teorií vzniku života přišli němečtí vědci: podle nich se zrodil v pórech chladnoucí lávy. Tvrdí, že jedině tam mohly nastat podmínky při kterých se jednoduché organické molekuly spojovaly do složitějších celků a nakonec do struktur schopných rozmnožování a přenosu genetické informace.

"Život je fenomén v nerovnovážném stavu, který pro své zachování potřebuje neustálý přísun energie," vysvětluje Dieter Braun z Ludwig-Maxmilians-Universität (LMU) v Mnichově. "Bez energie přicházející vhodným způsobem z vnějšku nemohl ani vzniknout. My jsme nalezli a ověřili jednoduchou možnost vzniku takových podmínek - tak jednoduchou, že nás to až překvapilo."

Hledání přírodního reaktoru

Vznik prvních živých struktur z neživé hmoty je pro současnou vědu zatím ještě jedno z největších tajemství vesmíru. Většina vědců dnes souhlasí s tím, že první organismy nefungovaly na základě dvojité šroubovice DNA, ale místo ní měly molekulu RNA, která je jednodušší.

obr: Polštáře ztuhlé lávy. V takových možná při jejich chladnutí vznikaly před miliardami let základy života

Přitom víme, že jako nositel genetické informace opravdu fungovat může, protože i dnes existují tzv. RNA viry, které se bez DNA obejdou. V naprosté většině současných organismů už RNA slouží jen jako jakýsi přenašeč informací mezi DNA a zbytkem buňky. Do této funkce byla ale "degradována" teprve v průběhu evoluce, když se ukázalo, že DNA je stabilnější a může nés větší množství informací.

Ale i RNA je pořád ještě velmi složitá struktura. Aby vznikla, musel by být k dispozici roztok s vysokou koncentrací jednodušších organických molekul na místě s vhodným přísunem tepla. Jedna z nejstarších teorií o vzniku života tvrdila, že se tak stalo na prosluněných mělčinách teplých moří - dnes už ale je tato hypotéza většinou vědců opuštěná. Důvodem bylo objevení mikroorganismů Archea, které jsou primitivnější, než všechny ostatní buněčné organismy a mnohem méně vybíravé.

Archea jsou evolučně starší a žijí v podmínkách donedávna považovaných za životu naprosto nepřátelské: v horkých pramenech, nebo naopak pod ledovci, při vysokých tlacích v hlubinách země a podobně. Proto je velmi pravděpodobné, že v nějakých takových podmínkách vznikl i život, zatímco do prostředí, kde dominuje dnes, se až později rozšířily evolučně mladší organismy.

Stále ale není jasné, jak a kde život vznikl. Jinými slovy, jak vypadal "přírodní chemický reaktor", v němž by se sešla dostatečná koncentrace organických molekul ve vodním roztoku s dodávkou energie v potřebném přesně dávkovaném množství. Právě na téhle podmínce většina dosavadních teorií o vzniku života selhávala.

Past na velké molekuly

Vědci z LMU nyní tvrdí, že prostředím, v němž se syntetizovala RNA, mohly být dutiny lávy chladnoucí na mořském dně. Vycházeli z toho, že láva chladne od povrchu a přitom se v ní vytvářejí mikroskopické póry, které jsou blíž povrchu chladnější, zatímco směrem dovnitř teplota vzrůstá.

obr: Nejrimitivnější organismy Archaea žijí v extrémních prostředích, kde bychom život nejspíš nehledali. I to naznačuje, že vznikl úplně jinde, než vědci donedávna soudili

Vniká do nich mořská voda obsahující organické látky, na něž taková dutina působí jako past: díky teplu se spojují, zvětšují rozměry a už se nedostanou ven. Postupně jich tu přibývá až jejich koncentrace stoupne natolik, že mohou vytvářet i velmi složité struktury, včetně RNA.

Dieter Braun a jeho kolegové z LMU proces napodobili v laboratorních podmínkách. Vyrobili tenké skleněné trubice, které na jednom konci zahřáli a nechali jimi proudit roztok s organickými molekulami. Skutečně se ukázalo, že se tu spojují a nemohou uniknout.

Němečtí vědci také věří, že v pórech chladnoucí lávy docházelo k prvnímu "rozmnožování" (replikaci) složitých organických struktur. Protože byl jeden konec takové dutiny teplejší a druhý chladnější, roztok se mezi oběma konci pohyboval. V teplejší zóně se struktury rozpojovaly - a pokud se náhodou rozpojily vhodným způsobem, po návratu do studenější oblasti zase na sebe ve stejném pořadí navazovaly jednodušší molekuly. Děj se začal opakovat, až se zrodil se život.

Myšlenka, že život vznikl z neživé hmoty uvnitř hornin, v principu není nová. Už dřív americký biochemik Robert Hazen upozornil na to, že většina aminokyselin tvořících základní stavební prvky života stáčí rovinu polarizovaného světla vlevo (je tzv. levotočivá) a že aminokyseliny s převahou levotočivosti vznikají ve styku s některými minerály.

Koncem 90. let geofyzik Joseph V. Smith z University of Chicago tvrdil, že póry hornin byly pro vznik života ideální hned z několika důvodů: složité molekuly tu jsou chráněné před rozkladem UV zářením a povrchy některých minerálů fungují jako katalyzátor - urychlují spojování molekul. Domníval se, že takovým minerálem mohly být zeolity. Podobných teorií se v poslední době vynořuje stále víc. Němečtí vědci tedy nyní upozornili na další mechanismus, který se mohl na vzniku života podílet.

Jan A. Novák

Psáno pro iHned.cz

You have no rights to post comments