Tre teori të njohura se si filloi jeta në Tokë

Toka u formua rreth 4.6 miliardë vjet më parë, dhe brenda disa qindra milionë vitesh sipërfaqja e planetit ishte pothuajse me siguri shumë e nxehtë dhe e bombarduar rëndë nga kometat dhe asteroidët për të qenë mikpritëse për çdo formë jete. Rreth një miliard vjet më vonë, jeta jo vetëm që ekzistonte, por la edhe dëshmi të pranisë së saj në formën e gjurmëve të fosilizuara mikrobike.

Pra, çfarë ndodhi ndërkohë? Si lindi jeta nga jo-jeta për rreth gjysmë miliard vjet?

   1) I shkaktuar nga rrufeja

Kushtet atmosferike në kohën kur lindi jeta ishin shumë të ndryshme nga ato që ekzistojnë tani, vëren Jim Cleaves, kryetar i departamentit të kimisë në Universitetin Howard dhe bashkëautor i Një histori e shkurtër e krijimit: Shkenca dhe kërkimi për origjinën e jetës (A Historia e shkurtër e krijimit: Shkenca dhe kërkimi i origjinës së jetës.

Në vitet 1950, shpjegon ai, kimisti laureat i Nobelit, Harold Juray, vuri re se shumica e atmosferave në Sistemin Diellor dominohen nga azoti dhe metani; Yurei mendonte se Toka e hershme kishte gjithashtu këtë lloj atmosfere dhe se prania e jetës e shndërroi atë në një atmosferë më të pasur me oksigjen. Juray propozoi gjithashtu që kjo para-atmosferë “mund të jetë shumë efikase në krijimin e përbërjeve organike, të cilat mund të jenë pararendëse të jetës”, shpjegon Cleaves.

Ai ngarkoi studiuesin e tij Stanley Miller për të zhvilluar një eksperiment për të testuar këtë teori. Ai që do të bëhej i njohur si Eksperimenti Miller-Urey krijoi një sistem të mbyllur në të cilin uji nxehej dhe kombinohej me molekulat e hidrogjenit, metanit dhe amoniakut. Më pas ata u goditën me energji elektrike (për të përfaqësuar rrufenë) dhe u ftuan për të lejuar që përzierja të kondensohej dhe të binte përsëri në ujë si shi.

Rezultatet ishin befasuese.

Brenda një jave, “oqeani” eksperimental ishte kthyer në kafe të kuqërremtë për shkak të molekulave që kombinoheshin për të krijuar aminoacide, blloqet ndërtuese të jetës.

Hulumtimet e mëvonshme kanë treguar se atmosfera e hershme e planetit ishte disi e ndryshme nga eksperimenti i krijuar nga Miller, dhe se përbërësit kryesorë ishin azoti dhe dioksidi i karbonit, me hidrogjen dhe metan të pranishëm në sasi më të vogla.

Parimet e përkrahura nga Miller mbeten gjerësisht të pranuara, megjithatë, duke kombinuar rrufenë me ndikimet e asteroideve dhe rrezatimin ultravjollcë nga Dielli për të krijuar cianid hidrogjeni, i cili më pas reagon me hekurin e sjellë nga uji nga korja e Tokës për të formuar kimikate të tilla si sheqernat. Këto kimikate mund të jenë kombinuar për të krijuar fije të acidit ribonukleik, ose ARN, një komponent kyç për ruajtjen e informacionit të jetës; në një moment, molekulat e ARN-së filluan të replikohen dhe jeta ishte e mundur.

Si u zhvilluan këto molekula të ARN-së në struktura komplekse qelizore të rrethuara nga membrana mbrojtëse?

Çelësi mund të jenë koacervatet – pikat që përmbajnë proteina dhe acide nukleike dhe janë në gjendje të lidhin përbërësit e tyre së bashku ashtu si qelizat, por pa përdorimin e membranave; disa studiues supozuan se pika të tilla vepronin si protoqeliza që përqendronin ARN-në e hershme dhe komponime të tjera organike.

   2) E sjellë në Tokë nga hapësira

Sipas një teorie tjetër, aminoacidet, si dhe disa blloqe të tjera kryesore ndërtuese të jetës, si karboni dhe uji, mund të jenë sjellë në Tokën e hershme nga hapësira. Kometat dhe meteoritët janë gjetur të përmbajnë disa nga të njëjtat blloqe organike ndërtuese të jetës, dhe bombardimi i tyre i hershëm i Tokës mund të ketë rritur disponueshmërinë e aminoacideve.

Sipas kimistit fitues të çmimit Nobel, Jack Shostak i Universitetit të Çikagos, i cili drejton Iniciativën ndërdisiplinore Origins of Life të universitetit, ndikimet nga asteroidët dhe kometat pothuajse me siguri kanë luajtur një rol.

Ai vëren se një atmosferë e hershme e nitrogjenit dhe dioksidit të karbonit do të kishte qenë më pak e përshtatshme për disa nga reaksionet kimike të propozuara që ndodhën në përzierjen e Millerit të hidrogjenit, metanit dhe amoniakut; por, shpjegon ai, një ndikim me përmasa të moderuara mund të krijojë hidrogjen dhe metan atmosferik në një bazë kalimtare, duke lejuar një lëkundje të përkohshme të kushteve të formimit të përbërjes.

“Është njësoj si të kesh tortën dhe ta hash atë”, shpjegon ai.

   3) Ai ishte fshehur në oqeanet e Tokës

Një teori tjetër postulon se jeta mund të ketë filluar thellë në oqean, rreth kanaleve hidrotermale në dyshemenë e detit, por Shostak e hedh poshtë këtë hipotezë.

“Nëse shikoni kiminë që ju çon nga materialet e thjeshta fillestare te nukleotidet dhe ARN, ka hapa të shumtë atje që kërkojnë rrezatim UV nga dielli për të nxitur reagimet,” shpjegon ai. “Energjia nga Dielli është burimi më i madh i energjisë, madje edhe në planetin e hershëm. Pra, nëse ka më shumë hapa kimikë që kërkojnë UV, nuk mund të jeni në oqeanin e thellë.”

Megjithatë, është e sigurt se jeta filloi në ujë

“Ju duhet një tretës që të ndodhin reaksionet kimike,” thekson Cleaves. “Ju keni nevojë për lëngje. Dhe kur filloni të flisni për lëngje, vetëm disa janë të qëndrueshme në kushtet e sipërfaqes planetare. Dhe madje edhe në sistemin e hershëm diellor, uji ndodh të jetë më i bollshëm.”

Shostak argumenton se shumë më tepër gjasa sesa jeta që fillon në oqeanet e thella është që ajo të vendoset “në sipërfaqe, ndoshta në liqene të cekëta ose në një lloj mjedisi burimi të nxehtë: lloji i mjedisit që është shumë i zakonshëm rreth rajoneve të ndikimit ose vendeve vullkanike. “. (Në të vërtetë, aktiviteti i gjerë vullkanik gjithashtu mund të ketë kontribuar shumë mirë në krijimin e jetës, jo më pak duke gjeneruar sasi masive të vetëtimave të lokalizuara).

Është e mundur që, megjithëse e gjithë jeta në Tokë sot ka një paraardhës të përbashkët universal, një formë jete të panjohur mikrobiale që ndoshta është zhdukur shumë kohë më parë, vetë jeta mund të ketë filluar në disa raste të ndryshme nëpërmjet disa rrugëve të ndryshme, vetëm për t’u shuar nga ndikimet e kometave ose thjesht nuk arriti të fitonte tërheqje, derisa u krijua molekula e bazuar në ARN që është paraardhësi i të gjithëve ne.

“Ndoshta ishte vërtet një hedhje zaresh,” thotë Cleaves.

Nëse kjo ka ndodhur vërtet – nëse jeta ka filluar dhe ka vdekur më shumë se një herë përpara se të zërë rrënjë – ne pothuajse me siguri nuk do ta dimë kurrë se si mund të ketë qenë, pasi forma të tilla të supozuara të jetës nuk kanë lënë asnjë gjurmë të ekzistencës së tyre.

Jeta mund të kishte marrë një rrugë shumë të ndryshme, një rrugë që nuk do të kishte çuar te lulet, pemët, dinosaurët apo njerëzit. Çelësi për të kuptuar të gjitha, thotë Shostak, është zëvendësimi i pyetjes së figurës së madhe me një seri pyetjesh shumë më të vogla.

“Jeta është një sistem kaq i ndërlikuar saqë bakteret apo viruset më të thjeshta kanë mijëra pjesë lëvizëse. Është e vështirë të kuptosh se si diçka e tillë mund të shfaqet nga hiçi”, thotë ai. “Dhe përgjigja është se nuk u shfaq nga hiçi.” Ndodhi hap pas hapi”.