Narodziny życia. Scenariusze nieklasyczne. Kosmiczny scenariusz biogenezy
 
Narodziny życia. Scenariusze nieklasyczne. Kosmiczny scenariusz biogenezy.
Hipoteza kometarnych początków życia (F.R. Krueger / J. Kissel)
Kwestia możliwych związków między składem chemicznym komet i powstaniem życia dyskutowana była przynajmniej od ćwierćwiecza. Szereg prac ogłoszonych na początku lat 80. zawierało sugestię, że związki organiczne z komet mogły być jednym ze źródeł substancji niezbędnych do powstania życia na Ziemi. Wówczas jednak było to tylko przypuszczenie, nie dysponowano bowiem bezpośrednimi dowodami kometarnej ewolucji chemicznej; trudno też było ocenić, jak daleko posunęła się ta ewolucja. W tym samym okresie F. Hoyle i Ch. Wickramasinghe próbowali restytuować starą ideę panspermii, ich prace potraktowane zostały jednak przez innych badaczy jako bezpodstawne spekulacje. Czym innym bowiem jest idea importu na Ziemię już ukształtowanych istot żywych, czym innym zaś kwestia obecności substancji prebiotycznych w przestrzeni międzygwiezdnej — ta ostatnia jest naukowo rozstrzygalna.
 
I rzeczywiście, późniejsze lata przyniosły bezpośrednie dowody na to, że ewolucja chemiczna w cząstkach pyłu kosmicznego wchodzących w skład jądra komet osiągnęła wysokie stadium. Na pokładzie sondy kosmicznej Vega 1, wysłanej w ramach międzynarodowego programu badawczego na spotkanie komety Halleya umieszczony był m.in. spektrometr masowy, dokonujący analizy ziaren pyłu zawartego w komecie. Na podstawie uzyskanych w ten sposób danych uczeni niemieccy F.R. Krueger i J. Kissel stwierdzili, że w cząstkach pyłu kometarnego znajdują się liczne związki węgla z azotem i tlenem, bogate w wiązania wielokrotne, a więc wysoce reaktywne w połączeniu z wodą. Frakcja nieorganiczna cząsteczek pyłu kometarnego zawiera natomiast katalizatory odpowiednie do tego, aby wspomniane substancje organiczne w zetknięciu z wodą mogły utworzyć wszystkie niezbędne prekursory cząsteczek białkowych i kwasów nukleinowych. Co więcej, ziarna pyłu, ze względu na ich porowatą konsystencję, tworzą naturalne przedziały dla ewoluujących cząsteczek substancji organicznych, zastępując w ten sposób błonę protokomórkową.
 
Spróbujmy teraz umieścić te dane w kontekście kosmicznej historii pierwiastków i związków biogennych.
Otóż między fizycznymi warunkami ewolucji związków organicznych w kometach (na zewnątrz układu planetarnego) i na Ziemi zachodzi bardzo istotna różnica. W tym pierwszym przypadku zarówno temperatura, jak i ciśnienie są niskie, co nie pozwala w szczególności na istnienie wody w stanie ciekłym. Inaczej przedstawia się sytuacja na powierzchni naszej planety: na granicy faz między wodą i prymitywną atmosferą, w temperaturze ok. 300 K i przy ciśnieniu ok. 1 atm mogą zachodzić reakcje przewidziane w klasycznym scenariuszu Oparina–Haldane'a–Ureya–Millera, aż do powstania zasad purynowych i pirymidynowych oraz aminokwasów.
 
Mamy tu zatem dwie niezależnie biegnące linie ewolucji chemicznej: planetarną i kometarną. Tym, czego brakuje w planetarnej linii ewolucji prebiotycznej jest cząsteczka proto–RNA względnie odgraniczona od otoczenia. I to właśnie jest w stanie zaoferować kometarna linia ewolucji prebiotycznej (istnieją argumenty przemawiające za tym, że część materii kometarnej mogła przejść przez atmosferę ziemską i osiągnąć powierzchnię naszej planety w stanie stałym). Scenariusz biogenezy wynikający z połączenia charakterystyk obu linii ewolucji chemicznej czyni zadość kontradyktoryjnym wymaganiom termodynamicznym, trudnym do spełnienia w ramach dotychczasowych, monolinearnych koncepcji.
 
Jeszcze bardziej istotna wszakże wydaje się inna cecha tego scenariusza. Otóż do przejścia od prostych substancji organicznych do prymitywnych komórek w myśl tej koncepcji wystarcza bardzo krótki okres czasu — co odpowiada świadectwom paleobiochemicznym, przemawiającym na rzecz „geologicznej wieczności życia”. I jeszcze jedno: jest to w gruncie rzeczy pierwsza koncepcja ewolucji przedbiologicznej, odwołująca się do bezpośrednich świadectw empirycznych. Prawdopodobnie nigdy nie zdobędziemy próbki pierwotnej atmosfery lub pierwotnego oceanu ziemskiego, dysponujemy natomiast wynikami bezpośrednich analiz nieorganicznej i organicznej frakcji pyłu kometarnego.
Włodzimierz Ługowski
zgłoś uwagę

Znaleziono w książkach Grupy PWN

Trwa wyszukiwanie...  
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia