Narodziny życia. Historia protobiologii
 
Narodziny życia. Historia protobiologii
Do połowy dziewiętnastego wieku istniały dwie podstawowe odpowiedzi na pytanie o genezę pierwszych istot żywych. Zwolennicy stanowiska kreacjonistycznego odwoływali się do działającej w sposób celowy siły pozamaterialnej, natomiast zwolennicy idei samorództwa (generatio aequivoca, generatio spontanea) przyjmowali, że życie powstaje wciąż od nowa, w sposób samorzutny z materii nieożywionej.
 
Eksperymenty podważające możliwość samorództwa — przynajmniej w odniesieniu do niektórych organizmów — przeprowadzali już wcześniej tacy przyrodnicy Francesco Redi (1629–1698) Lazzaro Spallanzani (1729–1799) Dopiero jednak w 1862 r. Ludwik Pasteur (1822–1895) wykazał w sposób przekonujący że w warunkach sterylnych, w jałowej pożywce mikroorganizmy nie mogą powstawać w sposób samorzutny. Wyniki jego doświadczeń uznano stosunkowo powszechnie za dowód przeciwko wszelkim postaciom samorództwa.
 
Od tego czasu jedni badacze uznawali problem biogenezy za nierozwiązalny metodami naukowymi, inni zaś opowiadali się po stronie hipotezy panspermii, wedle której zarodki życia przeniesione zostały na Ziemię z odległych regionów Wszechświata — bądź to pod działaniem promieni świetlnych (fotopanspermia), bądź też za pośrednictwem meteorytów (litopanspermia). Wysuwane były również przypuszczenia, że Ziemia w początkowym okresie swej historii znajdowała się w stanie „kosmoorganicznym”, do którego nie znajdują zastosowania nasze dzisiejsze pojęcia życia i materii nieożywionej: obie te formy materii rozwinąć się miały dopiero później, jako dwie równoległe linie ewolucyjne, wychodzące z owej pierwotnej „pramaterii”.
Pojawiły się także — już w dziewiętnastym wieku — pierwsze próby ewolucyjnego wyjaśniania genezy życia z materii nieożywionej. Jedną z takich koncepcji — odwołujących się wprost i jawnie do Darwinowskiej teorii ewolucji świata żywego — przedstawił już w 1897 r. uczony polskiego pochodzenia Richard Krzymowski (1875–1960).
 
W latach dwudziestych XX w. ukształtował się zarys tej koncepcji teoretycznej, która legła u podstaw współczesnych badań nad powstaniem życia. Wówczas to ogłosili swe teorie biogenezy Aleksander I. Oparin (1894–1980) i John B.S. Haldane (1892–1964). Co ciekawe, obie te niezależnie od siebie powstałe koncepcje, opublikowane — odpowiednio — w 1924 i 1929 r. mimo pewnych różnic (dotyczących zwłaszcza natury pierwotnych organizmów) oparte były na tej samej idei, nazwanej później hipotezą Oparina–Haldane'a. Głosiła ona — w przeciwieństwie do koncepcji samorództwa, zakładającej możliwość nagłego powstawania dość wysoko zorganizowanych organizmów wprost z materii nieorganicznej — że ukształtowanie się najprostszych układów żywych musiało zostać przygotowane w toku długotrwałej ewolucji substancji chemicznych oraz nagromadzenia ich na pierwotnej powierzchni Ziemi, przy czym warunki przebiegu tego procesu miały różnić się od obecnych w sposób zasadniczy (w szczególności zaś nieobecnością wolnego tlenu w atmosferze).
 
Oparty na tej hipotezie „klasyczny scenariusz biogenezy” schematycznie zatem przedstawiał się tak:
(1) na pierwotnej powierzchni Ziemi, w warunkach redukującej atmosfery, pod działaniem różnorodnych źródeł energii (promieniowanie ultrafioletowe, ciepło, wyładowania atmosferyczne i in.) powstawały różne związki organiczne, a wśród nich także substancje biologicznie istotne, jak aminokwasy, nukleotydy i cukry;
(2) ponieważ na powierzchni planety nie było wówczas żywych istot, mogących doprowadzić do rozkładu owych substancji organicznych (jak to ma miejsce dziś), związki te gromadziły się w wodach oceanu, tworząc „pierwotny bulion”;
(3) przez długi okres czasu cząsteczki tych substancji zderzały się ze sobą i wchodziły w reakcje, przy czym częstotliwość owych zderzeń rosła wraz ze wzrostem stężenia roztworu, np. przy odparowywaniu wody;
(4) następna faza, to powstawanie — tą samą drogą — dużych, skomplikowanych biomolekuł o znacznej masie cząsteczkowej, wśród nich zaś poliaminokwasów i polinukleotydów;
(5) samorzutne tworzenie się w owym roztworze tzw. protobiontów, czyli fazowo wyodrębionych systemów otwartych, zdolnych do oddziaływania ze środowiskiem, do wzrostu i rozmnażania się;
(6) dalsza ewolucja protobiontów, doskonalenie ich struktury molekularnej i nadmolekularnej pod działaniem przedbiologicznego doboru naturalnego; powstanie pierwszych organizmów.
 
Od początku lat pięćdziesiątych XX w. scenariusz ów poddawany był licznym próbom weryfikacji eksperymentalnej.
 
 
W 1957 r. w Moskwie odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja na temat powstania życia i od tego mniej więcej czasu można już mówić o ukonstytuowaniu się nauki o biogenezie w jej współczesnym kształcie. Dziś protobiologia to już spora wspólnota naukowa, licząca wiele setek badaczy, zrzeszonych w towarzystwie naukowym The International Society for the Study of the Origin of Life. Pod jego auspicjami wydawane jest specjalistyczne czasopismo „Origins of Life and Evolution of the Biosphere”.
Włodzimierz Ługowski
zgłoś uwagę
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia