Úterý 16. srpna 2022, svátek má Jáchym
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 16. srpna 2022 Jáchym

Jak vznikl život

12. 01. 2011 10:40:38
Je to více než dva roky, co jsem psal ve svém článku Mýty okolo vzniku života a evoluční teorie o jistém druhu hydrotermálních vývěrů jako o možném místě vzniku života. Tehdy jsem napsal: "Nedávno prozkoumaný podmořský útvar, známý jako „Ztracené město" překvapil vědce tím, že v jeho blízkosti vznikají úhlovodíky, stavební kameny života, v dosud nevídaných koncentracích (10x - 100x vyšších, než u běžných hydrotermálních průduchů). Je docela dobře možné, že právě tam dávných časech vznikla první replikující se molekula, ze které vznikl všechen život."

O to víc mě potěšilo, když se mi dostala do ruky kniha Life Ascending - The ten great inventions of evolution, která právě tuto myšlenku obhajuje. Autorem této publikace, která byla vyhlášena anglickou Královskou společností jako nejlepší (populárně) vědecká kniha roku 2010, je biochemik Nick Lane.

Na rozdíl od takzvaných černých kuřáků, což je typ hydrotermálních vývěrů, jejich vznik vyvolal v 70. letech senzaci díky přítomnosti celého bizarního společenství organismů žijících v naprosté tmě, v roce 2000 byl v Atlantiku objeven útvar Lost City, což je zcela nový typ vývěrů.

ryan-lostcity.chimney_small.jpg

Vpravo: Jeden z komínů útvaru Lost City, zdroj: University of Washington


Nick Lane v prvních dvou kapitolách vysvětluje, proč právě podobné místo je pravděpodobným místem vzniku života. V prvé řadě tyto takzvané alkalické hydrotermální vývěry nejsou poháněny magmatem, jako černé kuřáky, nýbrž reakcí mořské vody s horninami zemského pláště, takzvanou serepentinizací. Během ní vzniká jak teplo, tak spousta organických látek. Zároveň při tomto procesu vznikají v hornině jakési póry, ve kterých se vzniklé organické látky mohou usazovat a koncentrovat, což činí "vznik polymerů jako RNA mnohem pravděpodobnější." Na rané zemi byly navíc útvary jako Lost city mnohem častější, ve vodě se nacházelo rozpuštěné železo a póry těchto vývěrů byly pokryty sulfidy železa, které měly katalyzující funkci. V alkalických vývěrech navíc neustále vznikají acetyl thioestery, z kterých reakcí s oxidem uhličitým vzniká pyruvát, což je shodou okolností vstupní bod takzvaného Krebsova cyklu, životně důležitého řetězce reakcí, který probíhá uvnitř buněk veškerého života na zemi. Zároveň u vývěrů vzniká acetyl fosfát, což je molekula, která funguje podobně jako ATP. I to je jedna z klíčových molekul veškerého života na zemi, která funguje jako baterie - pohání děje uvnitř buňky jako tvorbu proteinů nebo práci svalů.

Jak píše Lane:

"Když to tedy shrneme, alkalické hydrotermální vývěry nepřetržitě generují acetyl thiostery, čímž poskytují jednak základ k formování komplexnějších organických molekul a energii potřebnou k jejich výrobě, zabalenou v podstatě ve stejné podobě v jaké je používaná v dnešních buňkách. Minerály, ze kterých jsou komíny složeny poskytují možnost koncentrace produktů, přičemž upřednostňovány jsou reakce a katalyzátory potřebné k urychlení procesu, bez nutnosti složitých proteinů během této fáze. A konečně, vybublávání vodiku a jiných plynů do minerálního labyrintu znamená, že surový materiál je neustále doplňován a promíchaván. Je to skutečný pramen života."

Moderní buňky a to i u těch nejjednodušších baktérií jsou nesmírně složité. Svou komplikovaností překonávají jakýkoli lidmi vyrobený výtvor. Prvotní formy života na zemi ale zákonitě musely být mnohem jednodušší. K nastartování evoluce mohla postačit jednoduchá sebereplikující se molekula. Populace takových replikátorů ( nezaměňovat s replikátory ze seriálu Stargate :) spolu začaly soutěžit o omezené zdroje a nastartovaly tak evoluční vývoj, z kterého povstal veškerý život na zemi. Postupně si tyto primitivní buňky vytvořily genetický kod na bází DNA a proteinovou mašinérii, která je základem života jak vypadá dnes. Prvotní replikující se buňky byly pravděpodobně na bázi molekul RNA, o kterých víme, že vznikají v prostředí alkalických hydrotermálních vývěrů a navíc některé z nich dokáží replikovat samy sebe i bez přítomnosti proteinů (více info například zde). Nick Lane píše:

"Ale to není vše, co vývěry dokáží. Delší RNA nebo DNA molekuly se teoreticky akumulují více než jednotlivé nukleotidy: díky jejich větší velikosti se snáze usadí v pórech, předpokládá se, že DNA molekuly složené ze 100 párů bází se akumulují ve fantastickém množství, až milion miliard násobku původní koncentrace. Takové vysoké koncentrace by měly v principu umožnit všechny možné typy interakcí, o kterým jsme diskutovali, jako vzájemné spojování RNA molekul, atd. Ba co více, oscilující teploty podporují RNA replikaci stejným způsobem jako všudypřítomná laboratorní technika PCR (polymerázová řetězová reakce). U PCR vysoké teploty rozmotají DNA, čímž ji umožní fungovat jako šablona, zatímco kondenzace při chladnějších teplotách umožní polymerizaci komplementárního řetězce. Výsledkem je exponenciální tempo replikace."

Výše uvedený popis je notně zkrácená verze Laneova scénáře vzniku života, proto zájemce o bližší informace musím odkázat na samotnou knihu Life ascending, kde tomuto tématu věnuje dvě kapitoly. Kniha bohužel v České republice zatím nevyšla, ale případný čtenář ovládající anglicky jazyk si ji může stáhnout v originále z internetu.

Pokud se domníváte, že myšlenka samovolného vzniku prvotní replikující molekuly je příliš přitažená za vlasy a nepravděpodobná, dovolím si vám doporučit ke shlédnutí video viz níže. Tento hypotetický scénář vzniku života z RNA molekul vychází z práce nositele Nobelovy ceny Jacka Szostaka, který se v současné době věnuje na Harvardu právě výzkumu vzniku života. Ani zde se bohužel neobejdete bez znalosti anglického jazyka. Pokud si ale dáte tu práci toto video přelouskat, budete možná překvapení, že vznik života vlastně zas tak složitý a nepravděpodobný nebyl.

Update 1: Byl jsem jedním čtenářem upozorněn, že existuje i slovenská verze tohoto videa, umístil jsem jí zde tedy místo původní anglické verze:

Autor: Roman Polach | středa 12.1.2011 10:40 | karma článku: 21.93 | přečteno: 4151x

Další články blogera

Roman Polach

Ne, válka na Ukrajině opravdu není boj dobra se zlem

"Válka na Ukrajině je čistým střetem dobra a zla, nejsou tam žádná „ale”, takže nejde zpochybňovat naši pomoc Ukrajině a uprchlíkům," tvrdí šefredaktor týdeníku Respekt. Podobné teze lze najít i ve vyjádřeních naší vladních stran.

19.4.2022 v 9:05 | Karma článku: 44.74 | Přečteno: 3749 | Diskuse

Roman Polach

Protilátky po covidu jsou účinné přinejmenším stejně jako očkování

V dubnu zaplavily světové noviny zprávy o tom, jak mutace delta ohrožuje Indii - nestíhají prý pohřbívat mrtvé. Málokdo už ale informoval o tom, co se v této zemi se zaostalým zdravotnictvím a nízkou proočkovaností stalo potom.

2.8.2021 v 9:22 | Karma článku: 31.42 | Přečteno: 1693 | Diskuse

Roman Polach

Odpůrci strategie kolektivní imunity připomínají sektu

Ruku na srdce. Tahle epidemie mohla být už dávno za námi, kdybychom si nehráli na "poručíme větru, dešti" a nesnažili se zabránit šíření koronaviru za každou cenu.

20.11.2020 v 9:05 | Karma článku: 26.48 | Přečteno: 1169 | Diskuse

Roman Polach

Na dovolené v epicentru pandemie

"Řady rakví a žádné důstojné loučení. Italské Bergamo nestíhá pohřbívat mrtvé, pomáhá armáda." Podobné titulky zaplnily v březnu světové noviny.

24.7.2020 v 10:05 | Karma článku: 29.73 | Přečteno: 1720 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Co je nového v NASA - mise OSIRIS REx

K planetárním misím NASA dnes patří 14 sond. Mají různé cíle, všechny se nacházejí ve Sluneční soustavě. 12 dalších misí se připravuje. (délka blogu 5 min.)

15.8.2022 v 8:00 | Karma článku: 16.79 | Přečteno: 158 | Diskuse

Libor Čermák

Nad naším městem bylo pozorováno UFO

Událost, o které chci psát se stala před necelým měsícem, lidé tu pozorovali letět cosi, o čem nevěděli, co to je. Své pozorování dali na FB. Ale, jak se k tomu postavili někteří další jedinci, nad tím lze jen rozum stát.

12.8.2022 v 7:38 | Karma článku: 15.54 | Přečteno: 473 |

Dana Tenzler

Jak se dostat k Merkuru

Největší technologickou výzvou při kolonizaci Merkuru bude nejspíš už samotná cesta k této nejmenší a Slunci nejbližší planetě. (délka blogu 5 min.)

11.8.2022 v 8:00 | Karma článku: 20.46 | Přečteno: 303 | Diskuse

Jan Fikáček

Syndrom zmizelé ruky aneb když se vám rozdvojí ruka

Ve čtvrtek (4.8.2022) se mi přihodil zcela fascinující zážitek. Zažili jste někdy stav, ve kterém jste nemohli najít vlastní ruku, i když jste ji měli? A to bez drog, bez alkoholu a za zcela střízlivého stavu?

9.8.2022 v 9:07 | Karma článku: 22.47 | Přečteno: 752 | Diskuse

Dana Tenzler

Jak by se dalo přežít na Merkuru?

Přežít na Merkuru by nemuselo být tak složité, jak se to na první pohled zdá. Trénink na přežití budeme mít už díky kolonizaci Měsíce - i na něm chybí atmosféra. (délka blogu 5 min.)

8.8.2022 v 8:00 | Karma článku: 18.95 | Přečteno: 247 | Diskuse
Počet článků 74 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 4390

Skeptik a popularizátor vědy. Publikoval jsem články pro tištěná i internetová média jako vtm.cz, Respekt, 100+1, Svět na dlani a další..

Najdete na iDNES.cz