Kako je nastao život na Zemlji: Sedam ludih teorija koje ne zvuče toliko ludo kad vidite ove prizore

Koplja se lome i oko same definicije života. Je li virus, koji nema vlastiti metabolizam nego otima onaj stanice uopće živ? Jesu li živi prioni (još sitnije tvari, oblici proteina koji se razmnožavaju tako da sličnu bjelančevinu prilagode sebi i, među ostalim, izazivaju kravlje ludilo).

Podjela stanica

1. Život je nastao na dnu oceana, kod hidrotermalnih otvora: Teorija dubokomorskih otvora sugerira da je život možda započeo u podmorskim hidrotermalnim otvorima koji izbacuju elemente ključne za život, poput ugljika i vodika, prema časopisu Nature Reviews Microbiology. Hidrotermalni otvori mogu se naći u najmračnijim dubinama oceanskog dna, obično na rasjedima kontinentalnih ploča, prema Prirodoslovnom muzeju. Iz tih otvora šiklja pregrijana tekućina (koja je zbog tlaka tekuća i na temperaturama daleko višim od 100 stupnjeva Celzijevih). Vodu zagrijava unutrašnjost zemlje i prolazi kroz koru, a po putu otapa skuplja otopljene plinove i minerale, poput ugljika i vodika, raznih soli... Kako je voda izlazila iz tih podmorskih gejzira, hladila se i pa su se minerali taložili na stijenama pa su koncentrirani spojevi osigurali i sirovine i katalizatore za kritične reakcije. Čak i sada, ovi otvori, bogati kemijskom i toplinskom energijom, održavaju živahne ekosustave, a u vrijeme mlade Zemlje imali su još jednu važnu komponentu - mnogo više radioaktivnog materijala no danas, što je dodatno pospješilo stvaranje i preslagivanje novih kemijskih spojeva.

Abiogeneza putem hidrotermalnih otvora i dalje se istražuje kao vjerojatan uzrok života na Zemlji. Godine 2019. znanstvenici sa University College London uspješno su stvorili protostanice (nežive strukture koje pomažu znanstvenicima razumjeti podrijetlo života) u sličnim vrućim, alkalnim uvjetima okoliša kao onima u hidrotermalnim otvori.

2. Sve je krenulo od RNK: Danas su DNK-u potrebni proteini da bi se formirala, a proteini trebaju DNK kao nacrt za svoje ustrojstvo pa kako su se oni mogli formirati jedan bez drugog? Odgovor bi mogao biti RNK koja može pohraniti informacije poput DNK, služiti kao enzim poput proteina i pomoći u stvaranju i DNK i proteina, prema časopisu Molecular Biology of the Cell. Dok je DNK relativno statična molekula, RNK se može savijati i ispravljati, "hvatati" druge molekule i slagati ih u spojeve ili razdvajati. Prema ovoj teoriji, kasnije kada je život već stasao, ulogu RNK su preuzeli DNK i proteini, jer su učinkovitiji i stabilniji. U prilog ovoj teoriji ide i to da RNK još uvijek postoji i obavlja nekoliko funkcija u organizmima, uključujući i kao prekidač za uključivanje-isključivanje za nekih gena, a još ostaje pitanje kako je RNK uopće dospjela u organizam. Neki tvrde kako je u pitanju endosimbioza. Kada su DNK organizmi preuzeli dominaciju biosferom, stanice su jednostavno "progutale" stanice s RNK. RNK bića su se odrekla vlastitog metabolizma i počela raditi za matičnu stanicu, a zauzvrat su dobili zaštitu od okoliša velike DNK stanice.

Ipak, ostaje pitanje kako su nastale prve RNK molekule. Neki znanstvenici misle da je molekula mogla spontano nastati na Zemlji, dok drugi kažu da je to malo vjerojatno. No u svakom slučaju, nastanak RNK u organskoj juhi rane zemlje, bogate mineralima i izložene snažnoj radijaciji puno je vjerojatniji od toga da istim procesom nastane DNK. Neki znanstvenici tvrde da se život razvio suprotnim pravcem. Umjesto da se razvija iz složenih molekula kao što je RNA, život je mogao početi s manjim molekulama koje međusobno djeluju u ciklusima reakcija. Pojednostavljeno - umjesto da je prvo nastala RNK ( ili DNK) koja je potom oko sebe izgradila stanicu, prvo je nastala stanica koja je potom izgradila složenu molekulu

3. Prvo je nastao mjehurić sapunice: Amfipatske molekule, koje su na jednoj strani polarne (poput vode), a na drugoj nepolarne (poput ulja), u vodi se spontano formiraju u mjehuriće ( polarnim dijelom okrenutima prema van, nepolarnim unutra). Takvi mjehurići ključni su za nastanak života jer bi mogli zaštititi organske spojeve i omogućiti im da se postaju sve složeniji, umjesto da ih kemijski ili radioaktivni procesi razore. Vemenom, zaštićeni opnom, mogle su se razviti složenije molekule koje su izvodile biološke reakcije bolje od manjih.

4. Kristali u glini su stvorili život Organski kemičar Alexander Graham Cairns-Smith sa Sveučilišta Glasgow u Škotskoj u kontroverznoj knjizi iz 1985. godine “Sedam tragova za podrijetlo života” razvio je dosta originalnu ideju da su se prve molekule zaslužne za nastanak života spojile na glini. Istaknuo je da kristali u glini održavaju svoju strukturu dok rastu i lijepe se zajedno kako bi formirali područja izložena različitim okruženjima te inkorporirali druge molekule po putu i organizirali ih u uzorke, kao što to danas čine geni. Glavna uloga DNK je pohranjivanje informacija o tome kako bi druge molekule trebale biti raspoređene. Genetski slijedovi u DNK u biti su upute o tome kako aminokiseline trebaju biti raspoređene u proteinima. Cairns-Smith sugerira da su mineralni kristali u glini mogli organizirati organske molekule u organizirane uzorke. Nakon nekog vremena, organske molekule preuzele su ovaj posao i same kodirale organizaciju. Iako je Cairns-Smithova teorija 1980-ih zasigurno dala znanstvenicima povoda za razmišljanje, znanstvena zajednica nije ju prihvatila

5. Grom pokrenuo život: Iskru koja je pokrenula život, možda je dala munja. Električne iskre mogu generirati aminokiseline i šećere iz atmosfere napunjene vodom, metanom, amonijakom i vodikom, kao što je pokazano u poznatom Miller-Ureyjevom eksperimentu 1952., prema Scientific American . Nalazi eksperimenta sugeriraju da je munja mogla pomoći u stvaranju ključnih građevnih blokova života na Zemlji u njezinim ranim danima. Tijekom milijuna godina mogle su se formirati veće i složenije molekule. Iako su istraživanja od tada otkrila da je rana atmosfera Zemlje zapravo bila siromašna vodikom, znanstvenici su sugerirali da su vulkanski oblaci u ranoj atmosferi mogli sadržavati metan, amonijak i vodik i biti ispunjeni munjama, prema UCLA.

6. Sve je počelo u hladnjaku: Zemlja je barem jednom u geološkoj povijesti bila potpuno pokrivena ledom, a iako se to povezuje s masovnim izumiranjem, led bi, ranije, mogao i olakšati rođenje života. "Ključni organski spojevi za koje se smatra da su važni za nastanak života stabilniji su na nižim temperaturama", rekao je Jeffrey Bada sa Sveučilišta u Kaliforniji za New Scientist. Na normalnim temperaturama ovi spojevi, kao što su jednostavni skupovi aminokiselina, rašireni su u vodi, ali kada se smrznu postaju koncentrirani i olakšavaju nastanak života, prema Badinom radu objavljenom u časopisu Icarus. Led je također mogao zaštititi krhke organske spojeve u vodi od ultraljubičastog svjetla i uništenja od kozmičkih udara. Hladnoća je također mogla pomoći tim molekulama da prežive dulje, što je omogućilo da se dogode ključne reakcije.

7. Svi smo izvanzemaljci: Možda život uopće nije započeo na Zemlji, već je donesen ovamo s drugih mjesta u svemiru, što je teorija poznata kao panspermija, prema NASA-i. Na primjer, kamenje se redovito odbacuje s Marsa kozmičkim udarima, a na Zemlji su pronađeni brojni marsovski meteoriti za koje su neki istraživači kontroverzno sugerirali da su ovamo donijeli mikrobe, što bi nas učinilo Marsovcima. Drugi znanstvenici čak su sugerirali da je život mogao stopirati na kometima iz drugih zvjezdanih sustava. Međutim, čak i da je ovaj koncept istinit, pitanje "kako je nastao život na Zemlji" samo bi se odgodilo i postalo "kako je počeo život drugdje u svemiru".