NÁZORY NA VZNIK ŽIVOTATip na knihuZájemcům o problematiku vzniku a raného vývoje života na planetě Zemi velmi doporučujeme knihu Staré pověsti (po)zemské aneb Malá historie planety a života. Jak titul prozrazuje, v hlavní roli knihy vystupuje nebeské těleso nám nejbližší. Autoři provádějí čtenáře teoriemi o jeho zrodu a vývoji, věnují se jedinečnému úkazu – životu, jeho vzniku a evoluci, ale hlavně tomu, jak evoluce života a planety probíhaly ruku v ruce. Líčení evoluce obvykle začínají až od prvohor, kdy se objevili živočichové; autoři ukazují, že předcházející tři miliardy let byly neméně zajímavé, protože právě tehdy bakteriální biosféra pilně přetvářela planetu na místo vhodné k našemu životu. - tři základní otázky
- kdy život vznikl (časové vymezení)
- kde život vznikl (v jakém prostředí)
- za jakých podmínek život vznikal (které vnější faktory se uplatňovaly při formování života)
- kreační teorie
- život vznikl náhle zásahem nadpřirozené síly (boha)
- tuto myšlenku zastávali mj. i C. Linné, R. Hooke, J. B. Lamarck
- mnozí ale uznávají i myšlenku evoluce – např. P. Teilhard de Chardin: křesťanský evolucionismus
- teorie samoplození
- vznik organismů přímo z neživé hmoty (např. žáby z bahna, myši z obilí apod.)
- vyvrátil francouzský chemik Louis Pasteur
- teorie panspermismu
- život rozšířen v celém vesmíru ve formě tzv. kosmozoí, která se ve vhodných podmínkách rozvinou do vyšších forem
- nevysvětluje tedy vznik života jako takového, jen jeho objevení se na Zemi
- rozpracoval švédský chemik S. Arrhenius, současně zastává i H. C. Crick (jeden z objevitelů struktury DNA)
- teorie evoluční, autochtonní abiogeneze
- vznik života postupných vývojem z neživé hmoty přímo na Zemi
TEORIE EVOLUČNÍ, AUTOCHTONNÍ ABIOGENEZE
- proces vzniku života zahrnuje dvě fáze
- chemická evoluce = vznik stavebních látek živé hmoty
- biologická evoluce = vznik buněk a jejich vývoj po dnešní dobu
- chemická evoluce proběhla v několika etapách a zahrnuje v sobě
- vznik jednoduchých organických sloučenin abiogenetickou cestou již v době formování zemské kůry (tj. cca před 4 mld. let)
- praatmosféra měla redukční charakter, obsahovala řadu jednoduchých sloučenin (voda, vodík, oxid uhličitý, sulfan, amoniak, dusík, fosfan, kyanovodík…)
- z těchto látek mohou při dodání energie (např. UV záření, teplo vulkanických pochodů, elektrické výboje) vzniknout jednoduché sloučeniny (aminokyseliny, dusíkaté heterocykly)
- výše popsané dokázáno pokusy: Miller et Oró (pro popis viz http://en.wikipedia.org/wiki/Miller–Urey_experiment nebo originální článek http://www.issol.org/miller/miller1953.pdf), Fox (vznik jednoduchých bílkovin)
- zajímavá je i teorie jílů – viz např. http://www.astrobio.net/exclusive/3067/life%92s-crystal-code nebo http://scienceworld.cz/biologie/jsou-jily-opravdu-zive-2640
- koacerváty a metabolony
- z koloidních roztoků makromolekulárních látek vznikají za vhodných podmínek spojováním koloidních částic s opačnými elektrickými náboji na svém povrchu shluky – ty vytvářejí oddělenou disperzní fázi ve formě malých kapiček = KOACERVÁTY (pokusy Oparin, Haldane)
- předchůdci buněk = PROTENOIDNÍ MIKROSFÉRY (vznikají spontánně ochlazením vodných roztoků polypeptidů, podobné vlastnosti jako buňky: růst, komplexita, dvojitý obal, elektrický potenciál apod.)
- koacerváty a mikrosféry představují první termodynamický otevřený systém = METABOLON (pozor, nejedná se ale o předchůdce organismů – informace o struktuře a katalytické aktivitě protenoidů, jejichž nahodilé uskupení umožnilo metabolické projevy, se ztrácela se zánikem metabolonu, chybí schopnost autoreplikace!)
- biologická evoluce
- aby mohly metabolony nastoupit cestu evoluce, musely nejdříve získat schopnost autoreplikace – otázka vzniku života souvisí se vznikem genetického kódu a zabezpečením přesné replikace nukleové kyseliny, obsahující ve své struktuře genetickou informaci
- přímí předchůdci organismů = PROBIONTY: nedokonale se replikující systémy bez ustáleného genetického kódu, replikace RNA bez účasti enzymů (nepřesné), RNA štěpy - při některé nahodilé fluktuaci mohlo dojít k situaci, kdy určitá molekula RNA soustředila ve své nukleotidové sekvenci tři na sebe navazující funkce:
- po autokatalyckém štěpení dala vznik množině ribonukleových kyselin, z nichž každá kódovala jednoznačně jednu určitou aminokyselinu,
- při překladu se těmito RNA syntetizoval enzym RNA-polymeráza,
- byla seliktivně replikována touto RNA-polymerázou, protože ve své sekvenci obsahovala vazebné místo pro tento enzym
- tím se fluktuace stabilizovala a selektovaná molekula RNA nabyla charakteru pravého genomu, vznikly PROTOBIONTY: prvotní organismy, u nichž došlo k oddělení replikace od translace (spojeno se vznikem DNA zpětnou transkripcí RNA) => tři navzájem oddělené toky informací:
- replikace prostřednictvím DNA,
- transkripce DNA do mRNA,
- translace mRNA do primární struktury proteinů
- o tyto praorganismy vývojově směřovaly k buňce prokaryotního typu, vznik eukaryotních buněk vysvětluje teorie endosymbiózy (viz např. http://cs.wikipedia.org/wiki/Endosymbiotick%C3%A1_teorie)
|