A kozmikus hierarchiában a Föld és a csillag, amely körül úgy forog, még mindig csecsemőkorban van. A Föld a Nap születése után 4,6 milliárd évvel ezelőtt maradt anyagból alakult, míg az egész világegyetem kora 11-16 milliárd év. Mint az összes bolygó kialakulásakor, bolygónk létének kezdeti stádiuma annyira viharos volt, hogy szinte lehetetlen elképzelni.
És még akkor is, ha a földgömb alakja megváltozott, felületét még 600 millió évig megolvasztottuk, a túlmelegedést a belsejéből, a föld magjából származó hő és az aszteroidák bombázása okozta kívülről, amelyek a párolgó óceánok hőmérsékletét a forráspontig megemelték. Ebben az időszakban, amelyet néhány geológus Hednek nevez, a pokol valóban uralkodott a bolygónkon.
Miután az aszteroidák által végzett folyamatos bombázás befejeződött, a fennmaradó aszteroidák bizonyos körpályákon voltak, és alig tudták károsítani a Földet, a szén, a nitrogén, a hidrogén és az oxigén különféle kombinációiban. Ahogyan a Nobel-díjas Christian de Duve az Életadó por című könyvében, amelyet 1995-ben publikált, írta: "Ezen kémiai folyamatok termékei, légköri csapadék, üstökösök és meteoritok által lerakódva, fokozatosan képezik az első szerves anyagot a közelmúltban kondenzált bolygónk élettelen felületén".
Ezt a szénben gazdag filmet befolyásolták mind a Földben zajló folyamatok, mind a felszínen eső tér testek; az ultraibolya sugárzás hatása sokszor erősebb volt, mint jelenleg, mert most a Föld légköre véd bennünket. Ezeket az anyagokat végül a tengerekben helyezték el, és ahogyan a kiemelkedő tudós JB Haldane írta híres 1929-es cikkében, "az ős óceánok forró, hígított leves állagúak voltak."
Ezeknek a folyamatoknak a fő mellékterméke valami viszkózus, barnás színű anyag, amelyet „gumiszerűnek”, „ragacsosnak” hívnak, vagyis más szavakkal, felébresztve a gyermekkor emlékeit. Azok, akik ellenzik Charles Darwin azon következtetését, hogy az ember csimpánzok és orangutánok rokonai, valójában egy embert tettek az utolsó sértés elé - valamiféle iszapból jöttünk!
Tehát van egy elsődleges "húsleves", amelyben sok valami ragacsos összekeveredik mindenhol. Hogyan alakulhatna ki a földi élet ebből az alapanyagból? Itt kezdődik az igazi rejtély. Általánosan elfogadott tény, hogy az RNS - ribonukleinsav, a DNS közeli hozzátartozója - döntő szerepet játszott, amely meghatározza az emberek és más élőlények genetikai kódját. És mégis, továbbra is számos vita merül fel arról, hogy mikor, mikor és hol származott az élet. Röviden nézzük meg ezeket a vitákat ösztönző néhány kérdést.
Régóta a biológusok és a vegyészek úgy vélték, hogy a Földön az életnek csak egy milliárd évvel korábban kellett volna keletkeznie, miután a bolygó lehűlt, és az aszteroidák intenzív bombázása leállt, és ez körülbelül 3,8 milliárd évvel ezelőtt történt. Ebből következik, hogy a földi élet nem több, mint 2,8 milliárd éve létezik. A geológiai bizonyítékok, sőt a szerves kövületek is egyre inkább arra utalnak, hogy a baktériumok már jóval azelőtt léteztek.
A bolygónk legrégebbi kőzeteiből álló, 3,2 milliárd éves korú grönlandi Isua-formáció szént tartalmaz - az összes ismert életforma fő építőanyaga, és a baktériumok fotoszintézisére jellemző arányban. Sok biológus arra a következtetésre jutott, hogy még ilyen korai időszakban is létezhettek baktériumok, és ha igen, akkor primitívebb organizmusok voltak, mint a baktériumok még korábban.
Promóciós videó:
Viszonylag nemrégiben a nyugat-ausztráliai egyetem geológusa, Bigir Rasmussen felfedezte a Ausztrália északnyugati részén található Pilbara kratonban a 3,5 milliárd éves fonalas mikroorganizmusok fosszilis maradványait, valamint a "lehetséges" fosszilis maradványokat, amelyek 3,335 milliárd évvel ezelőtt nyúlnak vissza. kitört vulkáni lerakódások Ausztrália nyugati részén. Az ilyen leletek miatt komoly probléma merül fel: az élet eredetét a Hed-korszak vége után 200 ezer évre halasztják, amelyet sok biológus meglehetősen rövid ideig tart a szükséges kémiai folyamatok bekövetkezésekor.
Rasmussen újabb megállapítása, amelyről a természetben 1999. júniusban számoltak be, újabb dilemmát vet fel. Mivel az élő anyagokhoz szükséges biomolekulák, például a fehérjék és a nukleinsavak, nagyon törékenyek és alacsonyabb hőmérsékleten jobban életben maradnak, sok vegyész régóta meg van győződve arról, hogy a Földön az életnek alacsony hőmérsékleten, akár talán negatív módon kellett volna keletkeznie. … És mégis Rasmussen ásott be mikroszkopikus szálait olyan anyagba, amely eredetileg a vulkán szellőzőnyílása közelében helyezkedett el, ahol a hőmérséklet rendkívül magas volt.
Valójában a legősibb organizmusok, amelyek továbbra is fennállnak ma is, baktériumok, amelyek tartósított vulkáni szellőzőnyílásokban vagy forrásokban élnek, amelyek vízhőmérséklete legfeljebb 110 ° C. Ezen ősi baktériumok létezése a vulkánok szellőzőnyílásaiban erőteljes bizonyítékokat támaszt alá a Földön élő állatok eredetének feltételezésére, hogy a magas hőmérsékleti feltételeket más tudósok is alátámasztják.
A Földön a hideg időben fennálló élet eredetének egyik híve Stanley Miller, aki 1953-ban azonnal híressé vált, miután egy sorozat kísérletet végzett a Chicagói Egyetemen. Végzős hallgató volt, és a Nobel-díjas vegyésznél, Harold Urey-nél tanulmányozta, aki a Nobel-díjat nyerte a deutériumnak nevezett nehéz hidrogén felfedezéséért. Jurij szerint a bolygó légköre eredetileg hidrogén, metán, ammónia, vízgőz molekulák keverékéből állt, és különösen hidrogénben gazdag volt. (Vegye figyelembe, hogy az oxigén csak a vízgőzök összetételében volt jelen. Csak az atmoszféra életének megjelenése után az oxigén a fotoszintézis során felszabaduló szén-dioxid eredményeként kezdett megjelenni, ami végül összetettebb biológiai formák kialakulásához vezetett.)
Miller elkészítette a Juri által feltüntetett elemek keverékét egy lezárt edényben, és néhány napig elektromos kisüléseknek tette ki, amelyek a villámot szimulálták. Meglepetésére rózsaszínű ragyogás jelent meg az üvegedényben, és a kapott eredmények elemzése két aminosav (az összes fehérje egyik alkotóeleme), valamint más szerves anyagok jelenlétét tárta fel, amelyekről úgy gondolták, hogy csak élő sejtek képeznek. Ez a kísérlet, amelyet vezetője vonakodva jóváhagyott, nemcsak Miller-et tette híressé, hanem új tudományterület - abiotikus kémia - megjelenését is eredményezte, amelynek fő feladata biológiai anyagok előállítása olyan körülmények között, amelyekről úgy gondolják, hogy a Földön az élet megjelenése előtt léteztek.
A "fontolóra venni" szó itt kulcsfontosságú. A bolygónkon az élet kialakulása előtti földi légkör összetételére vonatkozó feltételezések folyamatosan változnak. És bár Miller 1953-ban végzett munkája után sok kísérletet hajtottak végre, nem vezettek olyan eredményhez, amelyet össze lehetne kapcsolni az "élet" fogalmával, annak ellenére, hogy benne különféle szerves molekulák képződtek. Ahogyan de Duve az Életadó por című cikkben megjegyzi, ezeket a kísérleteket gyakran „kiszorított körülmények között hajtják végre, mint amennyire szükség van egy valóban abiotikus folyamathoz.
Ezen kísérletek között Miller eredeti kísérlete továbbra is klasszikus. Ez gyakorlatilag az egyetlen, amelyet kizárólag a valószínű prebiológiai állapotok megismétlésére terveztek, anélkül, hogy egy meghatározott végterméket kívánnának előállítani. Más szavakkal: mindig meglehetősen könnyű megszervezni a kísérletet oly módon, hogy valószínűleg elérje a kívánt eredményt, de a kísérleti feltételek túl megfelelőek lesznek.
Legalább ilyen kísérletekben nem volt lehetséges az élet reprodukálása még a legalapvetőbb formájában sem - mag nélküli, különálló sejt formájában. Ahogyan Nicholas Wade 2000. júniusában a New York Times Rasmussen legújabb felfedezéséről írt cikkében írta: "A vegyészek legintenzívebb kísérletei molekulák létrehozására az élő anyagokra jellemző laboratóriumban csak azt mutatták, hogy ez ördögileg nehéz feladat."
Így a fő problémák a kutatás két fő vonalára összpontosulnak annak megállapítására, hogy a Földön hogyan jött létre az élet. Az élet eredetének pillanatát még inkább a múltba tolják, így nyilvánvalóan túl kevés idő van hátra ahhoz, hogy az élet származásához szükséges kémiai folyamatok megtörténjenek. És ezek a kémiai reakciók, mint korábban is, ugyanolyan titokzatosak maradnak.
A hatalmas műszaki fejlődés és a hatalmas mennyiségű felhalmozott genetikai adat ellenére Stanley Miller 1953. évi kísérlete gyakorlatilag az ilyen kutatások egyetlen meggyőző eredménye. Ennek ellenére maga a felfedezés kétségeket vetett fel - ma sok tudós úgy gondolja, hogy a vezetõje, G. Juri munkája alapján használt elemek egyensúlya helytelen volt. Amikor a komponensek aránya megváltozik, a Miller által előállított aminosavak nem képződnek.
Új nehézségek miatt az élet fejlődésének teljes képe homályosabbá vált. Egyszer úgy tűnt, hogy filogenetikai (genealógiai) fák egyértelműen nyomon követhetők, amelyek egy szervezet evolúciós történetét tükrözik a gyökerekből. A filogenetikus fákat először a 19. században építették Charles Darwin elmélete szerint annak érdekében, hogy világosan megmutathassák az egyes állatcsoportok evolúciós történetét. Az első elágazó fát Ernst Haeckel német evolúciós biológus építette (aki az "ökológia" kifejezést is javasolta).
A DNS felfedezése lehetővé tette az ilyen filogenetikai fák létrehozását nem csak állatok és növények, hanem genetikai anyaguk számára is, amelyek sokkal mélyebb megértést tettek lehetővé az "élet" fogalmának alapjául szolgáló folyamatokban. Genealógiai fák előállítása céljából a kutatók összehasonlító elemzést végeznek a fehérjékben levő nukleinsavak (nukleotidok) vagy aminosavak molekuláris építőelemeinek szekvenciáiról. Az eredményeket összehasonlítottuk a különböző organizmusok esetében.
Az evolúció és a mutációk elágazásának mechanizmusai alapján ennek a technikának a felhasználásával meghatározható a filogenetikai fán lévő két ág közötti távolság, azaz megtudhatja, hogy két faj milyen mértékben távolodott el közös ősektől és egymástól. (Ezenkívül ez a módszer segített a tudósoknak megtalálni az ősi organizmusok korát, amelyek ma is fennállnak a szuper meleg vulkáni szellőzőnyílásokban.) A sorozatok összehasonlító elemzésének elvégzése talán a legkönnyebb megérteni, ha analógiát készítünk egy szójátékkal, ahol egy egy hosszú szó, amelynek célja, hogy a lehető legtöbb rövid szót alkosson betűiből.
Az 1970-es évek végén Carl Wose, az Illinois-i Egyetem szekvencia-összehasonlító elemzést alkalmazott az összes élőlényben található RNS-molekulákra, és a vártnál összetettebb filogenetikai fát kapott. A fa három fő ága az élő szervezetek három alapvető királyságának felel meg: prokarióták, archaea és eukarióták. A prokarióták mikroorganizmusok, például baktériumok.
A Wose által javasolt új felosztás - az archaea - egy második baktériumcsoportot tartalmaz a Föld nagyon forró helyein, például a forró forrásokban. Az eukarióták olyan szervezetek, amelyek nagy sejtekből állnak, amelyeknek kialakult magja van; ez magában foglalja az összes többsejtű szervezetet - növényeket és állatokat, beleértve az embereket is.
De az 1980-as évek eleje óta, amikor mindhárom királyságban több genomot dekódoltak, a kép bizonytalanná vált. A Wase eredeti proteinmodelljétől eltérő géneken alapuló fák teljesen különbözőek. Ezenkívül a gének meglepő, sőt váratlan módon is átrendeződnek. Ezek a variációk rendkívül megnehezítik az ilyen gének visszakeresését a közös ősökhöz, és ami még kellemesebb, arra enged következtetni, hogy az elsődleges gén - az élet őse - maga is meglehetősen összetett, bonyolultabb szerkezetű, mint az „eredeti” génnek kellett volna.
Az egyetlen valószínű megoldás erre a problémára az a feltételezés, hogy ahelyett, hogy az élet evolúciójának korai szakaszában folyamatosan felfelé nőtt volna, hogy vertikális ágakat képezzen, a fa oldalirányú ágakat bocsátott ki, és néhány gént vízszintesen helyeztek el. Ezt az elgondolást támasztja alá az a tény, hogy a baktériumok ma is átjuthatnak bizonyos gének vízszintes irányban, beleértve sajnos azokat a géneket, amelyek baktériumokkal szemben rezisztensek az antibiotikumokkal szemben. Ez a következtetés azt jelenti, hogy az életfája ahelyett, hogy gyönyörű, egyenes csomagtartóval rendelkezne, Jackson Pollock festményévé hasonlít. Ez nem enyhén szól.
De Karl Wose nem zavart. Feltételezte, hogy az egysejtű organizmus, amelyet sokáig az eredeti életformának tekintenek, egyfajta kolónia lehet, amely többféle sejtből áll, és képes a genetikai információk vízszintes megosztására. Egyes tudósok megzavarják ezt az észlelt könnyedséget. Ez azt jelenti, hogy a gének replikációs (reprodukciós) mechanizmusa, amelyet megfigyelnek a DNS-ben, és egy meglehetősen pontos mechanizmus, a sejtekben csak később alakult ki. A kolóniának végül magasabb fejlettségi szintre kellett emelkednie, amikor az egyes szervezetek saját formájukra jutottak. De mikor történt ez?
Tehát hogyan alakult ki a földi élet?
Manapság a szakértők teljesen más dátumokat tulajdonítanak ahhoz a pillanathoz, amikor a karcsú DNS-fák vertikális ágakat kezdtek kialakulni - csupán egy milliárd évvel ezelőtt és szinte a korábban feltételezett 4 milliárd évig. Mint ahogy az a világegyetem eredete a Nagyrobbanás elméletéhez hasonlóan, az új felfedezések és mérési módszereknek köszönhetően, amint tudásunk kibővül, a Földön az élet eredetének elméletei nem egyszerűsödnek, hanem bonyolultabbá válnak. Ezért az élet megjelenésének más magyarázata, amelyet hosszú ideje elutasítottak fantasztikusként, megtartott néhány támogatót.
Hozták-e az életet a Földre a környező űrből? Természetesen az aszteroidák, meteoritok és üstökösök olyan elemeket tartalmaznak, amelyek képezik az élő anyag építőköveit, és általánosan elfogadott tény, hogy a Földön az ilyen anyagok kombinációja jött létre, amelyek a Földön már léteztek és az űrből származtak. De az építőanyag egy dolog, és maga az élet egészen más. Néhány kiemelkedő tudós véleménye szerint az elsődleges életet a már teljesen kialakult űrből hoztuk a bolygónkra, azaz nem csupán alkotóelemeire, hanem magukra az organizmusokra is. 182-ben Sals-Guyonde Montlivol azt sugallta, hogy a hold az élet forrása a bolygónkon.
Ezt az elképzelést a Mars kapcsán 1890-ben újjáéledték, amikor Percival Lovell amerikai csillagász, aki előre jelezte a Plutó bolygó létezését és kiszámította annak pályáját, azt mondta, hogy a vörös bolygó felületén látható csatornákat csak intelligens lények építhetik. William Thomson (Lord Kelvin), aki a 19. század végén fejlesztette ki a tökéletes hőmérsékleti skálát, azt sugallta, hogy a meteoritok hozhatják az életet bolygónkra.
Senkit sem foglalkoztak jobban az olyan gondolatok, mint a Svante Arrhenius svéd vegyész, aki az 1903-as Nobel-díjat nyert alapozó elektrokémiai munkája miatt. A panspermia elmélete szerint a hideg világűrben szétszórt baktérium spórák nagy távolságot tudnak haladni felfüggesztett animáció állapotában, és készen állnak arra, hogy felébredjenek, ha úton vendégbarát bolygóval találkoznak. Nem ismerte a halálos kozmikus sugárzás problémáját.
Fred Hoyle előmozdította a panspermia-hipotézis néhány változatát a helyhez kötött világegyetem elméletével kapcsolatban, amelyet Ch. 1. Hoyle olyan messzire állította, hogy az olyan járványokat, mint az 1918-as spanyol influenzajárvány, az űrből származó baktériumok okozták, és az emberi orr úgy fejlődött ki, hogy megakadályozza a betegséget okozó ágensek bejutását a testbe az űrből.
Francis Crick (aki James Watsonnal és Maurice Wilkins-kel együtt a DNS kettős spirál felfedezéséért 1962-ben Nobel-díjat kapott) és az prebiológiai kémia alapítója, Leslie Orgel továbbmentek, és támogatták azt az elképzelést, hogy az életet "a magukba" vetik a fejlett földönkívüliek képviselői. civilizáció. Ezt a hipotézist "irányított panspermiának" hívták.
Az UFO-bhakták természetesen örülnek annak, hogy a Nobel-díjas Scream-et támogatóik között élik, és a tudományos fantasztikus írók mindig készen állnak arra, hogy az ilyen ötletekre ugorjanak. Lovell marsi csatornái bizonyos mértékben inspirálták HG Wellst a 1898-ban megjelent híres világháborúban. Míg sok tisztelt tudós nyíltan vagy közvetlenül, vagy közvetve nyíltan tiltakozik a panspermia elképzelése ellen, mások óvatosabbak.
Christian de Duve írta: „Az ilyen híres támogatókkal a panspermia-hipotézist részletes elemzés nélkül alig lehet elutasítani”, annak ellenére, hogy véleménye szerint az ilyen elméleteknek nincs meggyőző bizonyítékuk. Ezt a következtetést 1995-ben tették, de a következõ évben az egész világ a NASA nyilatkozatával körülkerült a címsort.
A NASA jelentése az 1984-ben Antarktiszon felfedezett sziklák egyikével kapcsolatos. A minták SNC-knek nevezett meteorit töredékei ("snix" -nek fejtik ki) - rövidítés azoknak a helyeknek a nevére, amelyekben az első három ilyen töredék található, Shergotty - Nakhla - Chassigny. Az erre az eseményre rendezett sajtótájékoztatón a sziklaminta egy kék bársonyos párnán feküdt, és a NASA vezetője, Dan Goldin a jelenlévőkkel a következő szavakkal szólította fel a jelenlévőket: "Ma vagy holnap nem fogjuk tudni, hogy csak élet létezik-e a Földön", amely remek útnak bizonyult. vonzza az újságírók figyelmét.
Aztán a NASA tudósai beszélt arról, hogy mi volt ezekről a sziklákról határozottan ismert. A tanulmányok kimutatták, hogy körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt képződtek a Marson. Félmilliárd évig a szikla a Mars felszíne alatt volt, de miután meteorikus hatások eredményeként repedések jelentek meg a Mars felületén, víznek tette ki. Új események merültek fel ezzel a sziklamal körülbelül 16 millió évvel ezelőtt, amikor egy űrtartalmú objektum, esetleg egy aszteroida esett a Marsra, amelynek eredményeként a marsi kéreg egy részét dobták a környező űrbe.
Miután több millió éven keresztül űrben utazott, ez a töredék csak Antalktikára esett vissza, csupán 16.000 évvel ezelőtt. James Blish, a tudományos fantasztikus író még 1957-ben kiadta a Hideg év regényt, amely az Északi-sarkvidéken talált sziklára összpontosított, és kiderült, hogy a bolygó maradványa, amelyet a marsok elpusztítottak a két világ háborúja során, és ezt a hős kiáltotta: "Az univerzum története egy kocka jég! " A NASA konferenciáján zajló események kevésbé voltak drámai, bár az újságok mindent megtettek annak érdekében, hogy megvilágítsák a történetet.
A NASA által felfedezett kőzet olyan karbonátokat tartalmazott, mint amelyek a bolygónkon baktériumok részvételével képződnek. Találtak finom szemcsés vas-szulfidokat és más ásványi anyagokat is, amelyek hasonlítanak a baktériumok hulladéktermékeire. Ezenkívül pásztázó elektronmikroszkóp segítségével apró struktúrákat azonosítottak, amelyek a marsi baktériumok fosszilis maradványai lehetnek - olyan mélyen merültek el, hogy nem képesek képződni a Földön.
Nem akarva, hogy zavarba jussanak, a NASA tisztviselőinek kéznél volt egy tudósuk, aki szerint ezek a struktúrák túl kicsi ahhoz, hogy baktériumok legyenek, és úgy tűnik, hogy a karbonátok nagyon magas hőmérsékleten képződtek, és az élettel összeegyeztethetetlenek. Szkeptikus megjegyzései azonban semmiképpen nem tudták megakadályozni az óriási sikító fejlécek megjelenését az újságokban: "Life on Mars!"
Ezt a kérdést a tudósok ezt követõ megbeszélésén olyan tudományos terminológia alapján folytatták, amely minden újságírót megijeszteni. A problémát meg lehet oldani, ha az apró kövületkocka egyikét kinyithatják. Ha találunk egy sejtfalat, vagy még jobb, ha egy sejtrészletet találunk, akkor választ kapunk.
Sajnos nincs kidolgozott módszertan az ilyen kutatásokhoz. Amikor a válasz még mindig megérkezik, akkor is, ha pozitív, akkor sok tudós azt állítja, hogy ez csak azt bizonyítja, hogy a baktériumok formájában az élet létezett a Marson, valamint a Földön is. Ez nem lesz bizonyíték arra, hogy az élet a Marson jött és bolygónkra került (vagy fordítva), és nem fogja megerősíteni a panspermia elméletét. De most már nem lehet azt állítani, hogy egyáltalán nincs ok ilyen lehetőségek feltételezésére.
J. Malone