Evoluce a změny v hypotézách o původu života na planetě Zemi – historie studia a pochopení tajemství života

Otázka původu života zaměstnávala mnoho velkých myslí. To dalo vzniknout hypotézám, úvahám a sporům. Občas byly názory diametrálně odlišné. Nyní, když čteme některá prohlášení, můžeme být docela překvapeni, že takové myšlenky měly své následovníky. Teorií o původu života bylo mnoho, ale některé si zaslouží zvláštní pozornost.

Kreacionismus

Existuje mnoho různých náboženství a učení. To nemohlo ovlivnit utváření obrazu světa, včetně jeho bezprostředního vzniku. Podle kreacionismu vše živé i neživé utvořil Stvořitel (Bůh, Stvořitel). Tato hypotéza má stále velké množství následovníků. Tuto teorii nelze experimentálně dokázat ani vyvrátit, nelze ji tedy považovat za vědeckou.

Michelangelova freska “Stvoření Adama”

Spontánní generace života

Od starověku až do poloviny 17. století připouštěli vědci možnost spontánního generování života. Tento úhel pohledu je celkem pochopitelný, protože můžete pozorovat, jak se živý předmět náhle objeví na neživém předmětu. Závěr se nabízel sám. Bylo tedy zaznamenáno, že se postupem času na shnilém mase objevují mouchy, ve sklepích se objevují myši s hadry a v bahně se objevují ryby.

Starověký řecký filozof Aristoteles ve svých poznámkách napsal: „Žáby a hmyz se množí ve vlhké půdě“, což naznačuje spontánní generování. Není to jeho jediný postřeh. Jedním z mnoha Aristotelových předmětů studia byl říční úhoř. Tato ryba byla dlouhou dobu záhadou a i nyní jsou v její ontogenezi momenty, které nejsou zcela pochopeny. Filosof dobře věděl, že ryby kladou vajíčka, a tak ve skutečnosti plodí potomstvo. Ale ne všechno v tomto životě je tak jednoduché a banální. Na Aristotelově cestě se objevil úhoř. Je to ryba, ale vypadá trochu jako had. Přes den se schovává a v noci je aktivní. A co je nejvíce překvapivé, když ji otevřete, nenajdete ani kaviár, ani genitálie. Nikdo nikdy neviděl úhoře rozmnožovat se. To vše dohromady tvořilo nejlogičtější obrázek té doby: protože úhoř neplodí potomstvo, není ani samice, ani samec (koneckonců neexistují žádné pohlavní orgány), znamená to, že se rodí spontánně. Přímo z bahna a hlíny. To ale vyžaduje vodu. Pokud rybník vyschne, pak se v něm nenajdou žádné ryby, včetně úhořů. Úhoř říční dokázal po Aristotelovi zůstat ještě dlouho tajemný. O staletí později bylo zjištěno, že tato ryba opouští sladkou vodu, aby se rozmnožila ve slané vodě, do míst, kde se sama kdysi objevila. Navíc pohlavní orgány pohlavně dospělých jedinců otékají, když ryby opouštějí řeky. V současné době je spolehlivě známo, že tento druh hnízdí v Sargasovém moři. Samice naklade 1,5 milionu vajíček o průměru pouze 1 mm, načež umírá. Novorozené ryby se vyvíjejí metamorfózou zpočátku je jejich tělo zcela průhledné, nápadné jsou pouze černé oči. Samotný proces tření se stále studuje.

Existovaly celé recepty na spontánní vznik živých věcí z neživých věcí (abiogeneze). Ve skutečnosti podle receptu belgického lékaře Van Helmonta myši nevznikají úplně z hadrů. Postup popsal takto: musíte vzít hrnec s obilím, zakrýt ho špinavou košilí, počkat 3 týdny. Výsledek: objeví se myši. Po provedení takového experimentu Van Helmont dospěl k závěru: hlodavci se narodili z výparů obilí a ze špinavé košile a nepřišli odněkud.

Abiogeneze: myši z hadrů a pšenice

Existoval dokonce celý recept na vytvoření lidské bytosti, byť malé, ale velmi úplné. Autorem toho je alchymista a lékař ze 40. století Theophrastus Paracelsus. Navrhl vzít samčí semínko, umístit ho do dýně a týden počkat. Poté je potřeba vše přesunout do žaludku koně na XNUMX týdnů. Pak povstane život, ale musí být podporován tím, že jej budeme živit lidskou krví. Po této době dojde ke spontánní generaci života. Dítě se bude lišit od toho narozeného obvyklým způsobem, pouze v malé velikosti. Takovému dítěti se říkalo homunkulus nebo homunkulus.

Abiogeneze: vytvoření homunkula

Také mě napadlo, že možná existují stromy, které nenesou jednoduché ovoce, ale plody, ze kterých se objevují jehňata a ptáci. Pokud se ovoce odkutálí nebo spadne do vody, bude to ryba.

Vyvrácení hypotézy spontánního generování života

Jak již bylo zmíněno dříve, existovalo mnoho hypotéz a pro každého přívržence teorie existoval antagonista. To se také stalo s myšlenkou původu živých věcí z neživých věcí. Nejznámějšími experimenty, které tuto hypotézu ukončily, byly experimenty italského vědce Francesca Rediho a francouzského vědce Louise Pasteura. Za zmínku však stojí i Lazzaro Spallanzani.

Francesco Redi Lazzaro Spallanzani Louis Pasteur

V roce 1668 se F. Redi stal tím, kdo otřásl vírou ve výrok, který říkal: „Mouchy pocházejí z hnijícího masa.“ Vědec se vážně zabýval studiem anatomie a fyziologie, ale zajímal se také o entomologii. Redi vzal stejné baňky a vložil do nich kousky různého hnijícího masa (ryby, hovězí, had, úhoř). Hrdla poloviny nádob byla pokryta látkou. Po nějaké době se objevily mouchy, ale pouze v těch baňkách, které byly otevřené. Vědec tedy došel k závěru, že mouchy nevznikají z masa, rodí se z vajíček, která nakladly jiné mouchy do otevřených nádob. Hypotéza však nebyla zcela vyvrácena. Následně byly objeveny mikroorganismy po nějakou dobu se věřilo, že se objevily v důsledku abiogeneze.

Experiment F. Rediho

Později na práci F. Rediho navázal další italský vědec Lazzaro Spallanzani. Byl to vynikající muž své doby. Studoval zoologii, botaniku a jeho přínos lidské anatomii a fyziologii byl velmi významný. L. Spallanzani byl odpůrcem hypotézy o spontánním generování života. A jeho názor nebyl neopodstatněný. Lazzarův současník John Needham byl oceněn Královskou společností za své experimenty podporující teorii abiogeneze. J. Needham zahříval uzavřenou nádobu se skopovou omáčkou, po které se tam našly mikroorganismy. Následovalo, že pocházejí z omáčky. L. Spallanzani věřil, že J. Needham jednoduše neuzavřel baňku dostatečně pevně nebo nedostatečně uvařil omáčku. Lazzaro tedy připravil celou sérii experimentů. Naléval vývar do nádob, uzavíral jim hrdla nebo je víčkoval. Poté vědec zahříval baňky po různou dobu: od několika minut až po celou hodinu. A čekal jsem několik dní. Ukázalo se, že čím lépe se roztok vaří a čím lépe je nádoba utěsněna, tím méně mikroorganismů je v ní až do jejich úplné absence. Tento experiment ale hypotézu úplně nevyvrátil.

Pouhá dvě století po experimentu Francesca Rediho byla otázka abiogeneze vyřešena. Úplné selhání této hypotézy bylo prokázáno Louisem Pasteurem v roce 1862. Výzkumník vzal dvě baňky, ale ne obyčejné, ale se zakřiveným tenkým hrdlem. Do nádob bylo nalito tekuté živné médium a hrdla byla utěsněna. Pak L. Pasteur tekutinu vyvařil a odlomil hrdla baněk, ale udělal to jinak: jedné zůstala délka a ohyb, zatímco druhé nemělo prakticky nic. Postupem času se vývar v baňce s úplně odlomeným hrdlem zakalil. Pod mikroskopem bylo jasné, že tato baňka obsahuje mikroorganismy, které pocházejí ze vzduchu: spóry hub a bakterie. V jiné nádobě zůstal vývar čirý a nebyly nalezeny žádné mikroorganismy. Znovu se tak potvrdilo, že živé věci pocházejí z živých tvorů.

Pokus L. Pasteura

Hypotéza panspemie

Po experimentech Louise Pasteura bylo křišťálově jasné, že ke zrození živého tvora potřebujete živého tvora. Kde se ale vzaly první živé organismy na naší planetě? To byla nová otázka, která se usadila v myslích výzkumníků. A vznikla nová teorie: život byl přivezen z vesmíru. Pro tento proces však neexistuje žádný specifický algoritmus a nebyl předložen.

Umělecké zobrazení panspermie

Biochemická evoluční hypotéza

Ve 20. letech 1924. století se objevila nová hypotéza abiogenního původu života, jejímž autory byli Alexander Ivanovič Oparin a John Burdon Sanderson Haldane. V roce XNUMX A.I. Oparin vyjádřil teorii, že vznik života v podmínkách moderní Země je nemožný. V době antické atmosféry se však tato událost odehrála.

Alexandr Ivanovič Oparin John Haldane

K tomu bylo zapotřebí několik podmínek:

LIFE přesně zjistil, kdy vznikl a shromáždil všechny hlavní názory na okolnosti, za kterých k tomuto zázraku došlo.

5 PROSINEC 2023, 22: 40

Kdy přesně na Zemi vznikl život? Obálka © Shutterstock

co je život?

Jelikož neznáme spolehlivě, tedy vědou obecně přijímané, vzorky mimozemského života, můžeme se spolehnout pouze na to, co máme na Zemi a na Zemi má DNA nebo RNA naprosto každý živý organismus. Takže toto je klíč. Evoluce života na Zemi začala, když se jedna z těchto molekul nějakým způsobem objevila na planetě. Oba se skládají z miliard atomů. Pokud porovnáme složitost molekul s budovami, pak molekula vody je třípatrový dům a DNA je prostě vesmírný výtah, který vás může dovézt když ne na Měsíc, tak alespoň na Mezinárodní vesmírnou stanici. A otázkou je, jak měla být tato stavba na naší planetě postavena.

Kdy na Zemi vznikl život?

V posledních letech nás objevy paleontologů donutily posunout tento „výchozí bod“ na stále dřívější datum. Alespoň neoficiálně. Donedávna se stáří nejstarších stop života na Zemi odhadovalo na 3,5–3,7 miliardy let. Samotná planeta a celá sluneční soustava jsou staré 4,6 miliardy let. Ale například v Kanadě byla nalezena fosílie, která, jak ukázal výzkum, může být stará 4,3 miliardy let a obsahuje to, co vědci považují za pozůstatky živých organismů. Spolu s mnoha dalšími podobnými nálezy to vytváří pocit, že se planeta stala obyvatelnou neuvěřitelně rychle.

Podivný objev v Kanadě vyostřil debatu o původu života na Zemi.

Teorie spontánního generování života

V současnosti jde o dominantní, obecně přijímanou verzi. Říká, že v průběhu chemických interakcí se objevovaly stále složitější molekuly a v důsledku toho byl vztyčen onen „vesmírný výtah“ – molekula schopná reprodukovat svůj vlastní druh. V každém případě se vědci shodují, že tento proces komplikování molekul vyžadoval nějaký vnější vliv.

Jednou z možností takového zásahu jsou údery blesku. Odtud slavný Miller-Ureyův experiment: Američtí vědci Stanley Miller a Harold Urey v roce 1953 znovu vytvořili „prapůvodní“ zemskou atmosféru ve speciální komoře a napadli ji elektrickými výboji, které způsobily tvorbu aminokyselin v komoře – velmi složitých molekul, které tvoří genom. Později se ale ukázalo, že ta samá „prapůvodní“ atmosféra se poněkud lišila od vzduchu v komoře a navíc byla na planetě mnohem chladnější, což znamená, že bouřky se neměly vyskytovat často.

Existuje alternativní možnost – sluneční erupce. Heliofyzikové nedávno došli k závěru, že Slunce na úsvitu svého vývoje bylo mnohem slabší, ale zároveň mnohem aktivnější: zažívalo téměř týdenní záblesky takové síly, jaké nyní nastávají jednou za sto let. V době tak silných událostí hvězda vyvrhuje proudy protonů, které dopadají na zemskou atmosféru a vyvolávají nejrůznější chemické reakce. Proto se objevily návrhy, že možná taková ohniska zinscenovala tento epochální univerzální experiment na naší planetě.

Panspermie

Jde o hypotézu, že DNA nebo RNA a možná i plnohodnotné živé organismy mohly být na Zemi doručeny s padajícími nebeskými tělesy. V první řadě se na to zkoumají komety, protože obsahují hodně vodního ledu a jak se přibližují ke Slunci, může tento led částečně roztát. Na povrchu okamžitě sublimuje, to znamená, že přechází z pevného skupenství okamžitě do plynného skupenství, ale uvnitř komety může být dostatečný tlak, aby se nějaké množství vody objevilo v kapalném stavu. Voda spolu s půdou je navíc výbornou ochranou před smrtícím kosmickým zářením.

Stojí za zmínku, že experimenty na ISS ukázaly, že některé bakterie vystavené ve vesmíru zůstávají životaschopné i po třech letech pobytu mimo stanici. Navíc v roce 2013 byly některé organismy na palubě ruského satelitu Bion-M schopny přežít průchod zemskou atmosférou během sestupu.