Jak powstało życie na Ziemi – a może tu dotarło?

Interesuje Cię temat związany z powstaniem życia na Ziemi i zastanawiasz się, jak ono TU powstało? A co, jeśli dowiesz się, że życie wcale tutaj nie ma początku? Może w jakiś sposób życie tutaj dotarło? Brzmi aż nadto niedorzecznie? Niekoniecznie. Zobacz, co na ten temat mówią badania naukowe.

Panspermia – czyli, jak powstało życie na Ziemi?

Tlen, węgiel, wodór, azot, wapń, żelazo i wszystkie inne pierwiastki, z których się składamy, powstały w wyniku eksplozji gwiazd. Powstały z gwiezdnego pyłu. Bez nich nie byłoby życia na Ziemi. A co, jeśli powstanie życia niekoniecznie związane jest od początku z naszą Planetą? Tutaj wkracza pewna teoria – teoria panspermii.

Zacznijmy od definicji i odpowiedzi na pytanie, co to jest teoria panspermii? To pogląd, który zakłada, że życie istnieje we Wszechświecie i rozprzestrzeniane jest przez pył kosmiczny[1], meteoroidy[2], asteroidy[3], komety[4], czy planetoidy[5] określany jest, jako panspermia. Według tej teorii życie nie powstałoby na Ziemi, ale dostało się na nią w postaci prostych jednokomórkowych organizmów lub ich przetrwalników z innych ciał niebieskich.

Czy zatem życie faktycznie mogło nie powstać tu na Ziemi, a „przybyć” do nas „z zewnątrz”? Przyjrzyjmy się, co na ten temat mówią badania, prowadzone na przestrzeni nie tylko ostatnich lat.

Teoria panspermii – jak to się zaczęło?

No to zacznijmy od początku i liźnijmy trochę historii. Początków koncepcji panspermii można doszukać się już w V w. p.n.e. u greckiego filozofa Anaksagorasa. Silny rozwój panspermii to przełom XVIII i XIX w. przez takich naukowców jak: Hermanna Richtera, Sir Williama Thompsona (znanego później, jako Lord Kelvin), Hermanna von Helmholtza czy Svante Arrheniusa.

Rozwój badań wraz z początkiem eksploracji kosmosu

Największy skok badań w tej materii możliwy był dzięki eksploracji kosmosu. Na podstawie danych zebranych przez eksperymenty orbitalne ERA, BIOPAN, EXOSTACK i EXPOSE stwierdzono, że wyizolowane przetrwalniki giną, jeśli są wystawione na działanie pełnego środowiska kosmicznego przez zaledwie kilka sekund.

To Cię też zainteresuje: Jak zrobić zdjęcie czarnej dziury?

Wystawienie niezabezpieczonego DNA na działanie słonecznego promieniowania UV i kosmicznego promieniowania jonizującego lub wysokiej próżni panującej w przestrzeni kosmicznej wystarczy, by spowodować jego uszkodzenie[6]. Z drugiej strony, jeśli przetrwalniki są osłonięte przed słonecznym promieniowaniem ultrafioletowym, są w stanie egzystować w przestrzeni kosmicznej do sześciu lat, gdy są osadzone w pyle meteorytowym[7].

Jak powstało życie na Ziemi – badania naukowe w XXI wieku

W sierpniu 2009 r. naukowcy z NASA po raz pierwszy zidentyfikowali w komecie jeden z podstawowych chemicznych budulców życia: aminokwas glicynę[8]. Z kolei w sierpniu 2011 r. opublikowano raport, oparty na badaniach NASA z meteorytami znalezionymi na Ziemi, który sugerował, że budulce DNA (adenina, guanina i pokrewne cząsteczki organiczne), mogły powstać pozaziemsko w przestrzeni kosmicznej[9].

Idźmy dalej. W październiku 2011 r. naukowcy donieśli, że pył kosmiczny zawiera złożoną materię organiczną (bezpostaciowe organiczne ciała stałe o mieszanej strukturze aromatyczno-alifatycznej), którą w sposób naturalny mogą tworzyć gwiazdy.

W sierpniu 2012 r. astronomowie z Uniwersytetu Kopenhaskiego poinformowali o wykryciu w odległym układzie gwiezdnym, specyficznej cząsteczki cukru: glikoaldehydu[10], niezbędnego przy tworzeniu się RNA[11]. We wrześniu tego samego roku naukowcy z NASA donieśli, że wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), poddane działaniu warunków panujących w ośrodku międzygwiazdowym (ISM), ulegają przemianie poprzez uwodornienie, utlenienie i hydroksylację w bardziej złożone związki organiczne[12].

Ważne odkrycie w 2013 roku – prebiotyczne cząsteczki

W 2013 r. projekt Atacama Large Millimeter Array (ALMA Project) potwierdził, że naukowcy odkryli w lodowych cząsteczkach w przestrzeni międzygwiazdowej ważną parę prebiotycznych cząsteczek, kluczowych do powstania DNA i aminokwasów.[13]

Z kolei w marcu tego samego roku eksperyment symulacyjny wykazał natomiast, że pary aminokwasów stanowiące budulec białek, mogą powstawać w pyle międzygwiezdnym[14].

W marcu 2015 r. naukowcy z NASA poinformowali, że złożone związki organiczne wchodzące w skład DNA i RNA, zostały utworzone w laboratorium w warunkach kosmicznych, z wykorzystaniem wyjściowych związków chemicznych. Zdaniem naukowców najbardziej bogate w węgiel związki występujące we Wszechświecie, mogły powstać w czerwonych olbrzymach lub w obłokach pyłu i gazu międzygwiazdowego[15].

Zobacz też: Jak powstają gwiazdy? Naukowcy rozwiązują tajemnicę

W maju 2016 r. zespół misji Rosetta poinformował o obecności glicyny, metyloaminy i etyloaminy w komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko[16]. A to w połączeniu z faktem wykrycia fosforu, jest zgodne z hipotezą, że komety mogły odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na Ziemi.

Życie powstało poza Ziemią? Najnowsze badania

W 2019 r. wykrycie pozaziemskich cukrów w meteorytach sugerowało możliwość ich przyczynienia się do powstania funkcjonalnych biopolimerów, takich jak RNA[17].

W lutym 2022 r. eksperymentalnie udowodniono, że peptydy mogą powstawać w warunkach kosmicznych, przy użyciu wyjściowych związków chemicznych, które występują bardzo obficie w obłokach molekularnych w ośrodku międzygwiazdowym[18].

Czy więc życie w jakichś szczątkowych formach mogło dotrzeć na Ziemię? A może młoda Ziemia otrzymała z gwiazd niezbędne i niedostępne jej pierwiastki i związki chemiczne? Póki co z odpowiedzią na te pytania musimy jeszcze poczekać na kolejne odkrycia naukowców.

Źródła:

[1] Berera, Arjun (6 November 2017). „Space dust collisions as a planetary escape mechanism”. Astrobiology. 17 (12): 1274–82.

[2] Chan, Queenie H. S.; et al. (10 January 2018). „Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals”. Science Advances. 4 (1)

[3] Wickramasinghe, Chandra (2011). „Bacterial morphologies supporting cometary panspermia: a reappraisal”. International Journal of Astrobiology. 10 (1): 25–30

[4] Wickramasinghe, Chandra (2011). „Bacterial morphologies supporting cometary panspermia: a reappraisal”. International Journal of Astrobiology. 10 (1): 25–30.

[5] Rampelotto, P. H. (2010). „Panspermia: A promising field of research” (PDF). Astrobiology Science Conference. 1538: 5224.

[6] Rahn, R.O.; Hosszu, J.L. (1969). „Influence of relative humidity on the photochemistry of DNA films”. Biochim. Biophys. Acta. 190 (1): 126–31

[7] Horneck, G.; Klaus, D. M.; Mancinelli, R. L. (2010). „Space Microbiology”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 74 (1): 121–56

Horneck, G.; Rettberg, P.; Reitz, G.; et al. (2001). „Protection of bacterial spores in space, a contribution to the discussion on panspermia”. Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 31 (6): 527–47

[8] „’Life chemical’ detected in comet”. NASA. BBC News. 18 August 2009. Retrieved 6 March 2010.

[9] Steigerwald, John (8 August 2011). „NASA Researchers: DNA Building Blocks Can Be Made in Space”. NASA. Retrieved 10 August 2011.

[10] Than, Ker (August 29, 2012). „Sugar Found In Space”. National Geographic. Retrieved August 31, 2012.

[11] Jørgensen, Jes K.; Favre, Cécile; Bisschop, Suzanne E.; Bourke, Tyler L.; et al. (2012). „Detection of the Simplest Sugar, Glycolaldehyde, in a Solar-Type Protostar with Alma”. The Astrophysical Journal.

[12] NASA Cooks Up Icy Organics to Mimic Life’s Origins”. Space.com. September 20, 2012. Retrieved September 22, 2012.

[13] Loomis, Ryan A.; Zaleski, Daniel P.; Steber, Amanda L.; Neill, Justin L.; et al. (2013). „The Detection of Interstellar Ethanimine (Ch3Chnh) from Observations Taken During the Gbt Primos Survey”. The Astrophysical Journal.

[14] Kaiser, R. I.; Stockton, A. M.; Kim, Y. S.; Jensen, E. C.; et al. (March 5, 2013). „On the Formation of Dipeptides in Interstellar Model Ices”. The Astrophysical Journal.

[15] Marlaire, Ruth (3 March 2015). „NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory”. NASA. Retrieved 5 March 2015.

[16] Prebiotic chemicals – amino acid and phosphorus – in the coma of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko”.

[17] Furukawa, Yoshihiro; Chikaraishi, Yoshito; Ohkouchi, Naohiko; Ogawa, Nanako O.; Glavin, Daniel P.; Dworkin, Jason P.; Abe, Chiaki; Nakamura, Tomoki (2019-11-13). „Extraterrestrial ribose and other sugars in primitive meteorites”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (49)

[18] Krasnokutski, S.A.; Chuang, KJ; Jäger, C.; Ueberschaar, N.; Henning, Th. (2022). „A pathway to peptides in space through the condensation of atomic carbon”. Nature Astronomy. 6 (3): 381–386

Autor

Michał Borek

Interesuję się zagadnieniami z zakresu kosmologii, kognitywistki, neuronauk, sztucznej inteligencji i filozofii. Ukończyłem kierunek Czystych Technologii Energetycznych na wydziale Inżynierii Środowiska Politechniki Śląskiej w Gliwicach. Obecnie jestem doktorantem filozofii przyrody i kosmologii. Moją wielką pasją są podróże i góry (tak zimą, jak i latem).

Więcej od tego autora