Jak powstało życie na Ziemi?

Wielki zimny i głuchy kosmos, a w nim nasza Ziemia – błękitna planeta. Niezwykły wyjątek w świecie, pełna wody i ogromnej różnorodności życia. Co sprawiło, że to właśnie w tym zakątku nieskończenie wielkiego kosmosu powstało życie i od czego wszystko się zaczęło?

Jak powstała Ziemia?

Ta planeta, którą znamy obecnie, tętni bogatą różnorodnością form życia. Żywe organizmy możemy spotkać w każdym miejscu na Ziemi. Od prymitywnych bakterii umiejących przeżyć na ścianach wulkanów, po zwierzęta żyjące w ekstremalnie zimnych warunkach na Grenlandii czy Antarktyce.

Jednak nie zawsze tak to wyglądało. Zresztą na próżno od wielu lat szukamy innej planety, która będzie zamieszkana tak jak nasza. Na razie kosmos milczy, więc pozostaje nam tylko prześledzić to, jak życie tworzyło się tutaj. A więc zaczynamy naszą podróż w czasie!

To też Cię zainteresuje: Jak powstał wszechświat?

Na pewno naszej wycieczki nie rozpoczniemy w pierwszych dniach powstania świata. Zaczątki zarezerwowane są dla tworzenia się kosmosu, dopiero potem powstała droga mleczna, a wraz z nią Ziemia.

Historia naszej planety się rozpoczęła. Jednak początki były naprawdę trudne. W tym okresie musiała ona przeżyć szereg przemian, intensywne deszcze meteorytów, zderzenia z ogromnymi ciałami niebieskimi czy niewyobrażalnie ekstremalne warunki pogodowe. Po miliardach lat w końcu powoli wszystko zaczęło się uspokajać. 

Jak powstało życie na Ziemi? O wodzie

Najważniejszą substancją, która zmieniła bieg naszej planety z zimnej i pustej na tą pełną życia jest oczywiście woda! To ona jest środowiskiem wszystkich reakcji zachodzących w organizmach. Pełni ona funkcję uniwersalnego rozpuszczalnika dla niezliczonych związków chemicznych.

Jak woda trafiła na Ziemię? Cóż, odpowiedź zależy od tego, kogo spytamy, bo hipotez i założeń jest mnóstwo. Część naukowców zakłada, że woda mogła przywędrować do nas z kosmosu, zamknięta szczelnie wewnątrz planetoid i komet. Te, padając na Ziemię, ulegały rozbiciu, uwalniając wodę, która powoli gromadziła się, ostatecznie tworząc całe oceny.

Kolejna hipoteza przyjmuje, że woda powstawała w skorupie ziemskiej. Intensywne wybuchy wulkaniczne powodowały wyciek gorącej magmy i uwolnienie z niej pary wodnej.

Z kolei jeszcze inni skłaniają się do tego, że wszystko zaczęło się od wiatru słonecznego, niosącego ze sobą atomy wodoru. Te w naszej atmosferze wchodziły w reakcję z tlenem, tworząc wodę – H₂O.

Jaka jest prawda i czy któraś z wymienionych hipotez jest tą właściwą? To naprawdę trudne do ustalenia, nikt w końcu nie był świadkiem tego procesu. Musimy polegać na skrupulatnych analizach i badaniach składu skał i wody.

O pierwszych związkach organicznych

Aby zaistniało życie, potrzebna jest nie tylko woda, ale i odpowiednie związki chemiczne. Ogólnie chemię możemy podzielić na tą zajmującą się substancjami nieorganicznymi i tą zajmującą się substancjami organicznymi – czyli większością związków wchodzących w skład materii ożywionej.

Ta druga część zawiera w sobie miliardy związków, z których część jest cegiełkami budującymi żywe organizmy. Powstanie pierwszych związków organicznych było więc niezwykle kluczowe.

Podobnie jak wcześniej, tutaj też istnieje wiele hipotez, jak do tego doszło. Może na gorących skałach wulkanów, a może w ich wnętrzu? Dzięki silnemu promieniowaniu ultrafioletowemu, a może tam, gdzie światło nie dociera, w ciemnych głębinach już istniejących wtedy oceanów, tuż przy geotermalnych kominach?

Jedno jest jednak pewne. Przez bardzo długi czas nikt nie przypuszczał, że takie związki mogły w ogóle powstać z materii nieożywionej. Wszystko zmienił jednak niezwykle przełomowy eksperyment Millera.

W swoim doświadczeniu przygotował on mieszaninę pierwiastków, które według niego mogły wchodzić w skład naszej początkowej atmosfery. Następnie wszystko szczelnie zamknął w kolbie, podgrzewał oraz wykorzystał prąd, który miał imitować występujące prawdopodobnie w tamtym czasie silne wyładowania elektryczne.

Po tygodniu otrzymał on coś, co w nauce nazywane jest zupą pierwotną. Mieszaninę kilkunastu związków zaliczanych do cegiełek życia – aminokwasów. Niestety dziś wiemy, że eksperyment ten nie odzwierciedla warunków, które panowały wtedy na Ziemi, jednak jego wyniki dały wiarę, która natchnęła setki innych naukowców do dalszego dociekania, jak powstało życie na Ziemi.

Jak powstało życie na Ziemi? Początki życia

Wiemy, że do powstania życia potrzebne jest środowisko wodne i wiele związków organicznych. Jednak od tych drobnych elementów do prawdziwej komórki jest niezwykle długa droga. Musiały powstać pierwsze błony, które oddzielały zewnętrzne środowisko od tego wewnętrznego.

Musiały powstać także cząsteczki, które potrafiły przechowywać informacje o budowie organizmu jak RNA i DNA. Konieczne także było powstanie pierwszego łańcucha przemian, coś co po milionach lat stanowiło podstawę metabolizmu.

Jednak w jakiej kolejności te rzeczy zaistniały? Nie ma pewności. Pierwszą pewną rzeczą za to jest… LUCA. To umowna nazwa organizmu nazywanego ostatnim uniwersalnym wspólnym przodkiem. To nasz najstarszy krewny wszystkich organizmów.

To też Cię zainteresuje: Zasiedlanie lądów przez organizmy żywe – ewolucja organizmów

Ale skoro nie wiemy, jak on wyglądał ani czym się charakteryzował, to skąd przypuszczamy, że istniał? Otóż wiemy to dlatego, że we wszystkich żywych organizmach znajdujemy pewne podobieństwa budowy, które sugerują, że LUCA musiał istnieć.

Od powstania pierwszego organizmu do dziś to niezwykłe długa podróż. Od małych prymitywnych bakterii po skomplikowane organizmy roślin, zwierząt i nas samych – ludzi. Niektóre elementy tego procesu są nadal niewiadomą – tajemnicą, która przyciąga naukowców, kusząc obietnicą odkrycia cudu życia.

Autor

Monika Tarasek

Nieustannie odkrywam piękno świata biologii i chemii. Głęboko wierzę, że wszystkie skomplikowane zjawiska przyrodnicze można wyjaśnić w sposób prosty i przystępny. Ukończyłam kierunek Biochemia na Uniwersytecie Jagiellońskim. W wolnym czasie dużo się uśmiecham, chodzę z głową w chmurach, a kiedy nie rozwijam się naukowo, spełniam się artystycznie.

Więcej od tego autora