Iskra życia w laboratorium

Jednym z kluczowych pytań, na które człowiek szuka odpowiedzi jest: jak się to wszystko zaczęło, skąd wzięło się na Ziemi życie? Procesy metaboliczne zachodzące w komórkach są tak złożone, że ciężko sobie wyobrazić aby mogły one zaistnieć spontanicznie z podstawowych reakcji chemicznych w pierwotnym oceanie. Okazuje się jednak, że natura znajduje sobie drogę.

Jedna z teorii mówi, że podstawowym budulcem życia musiało być RNA - z niego bowiem rodzą się enzymy pozwalające na zachodzenie bardziej skomplikowanym reakcjom. Istnieją jednak inne hipotezy, według których najpierw pojawił się metabolizm, w ramach którego powstały cząsteczki konieczne do budowy RNA i dopiero później komórki zaadaptowały go na swoje potrzeby.

Tę drugą teorię wspiera fakt, że reakcje metaboliczne wyglądają bardzo podobnie wśród najróżniejszych organizmów - zarówno tych najprostszych jak i najbardziej złożonych - co wskazuje, że musiały one pojawić się bardzo wcześnie w procesie ewolucji.

Jak większość dużych odkryć najnowsze dokonane przez naukowców z Uniwersytetu Cambridge jest przypadkowe. Jeden ze studentów włożył po prostu do spektrometru mas szalkę z niewykorzystaną pożywką dla komórek i dostrzegł on tam ślady pirogronianu - końcowego produktu glikolizy - jednego z najstarszych szlaków metabolicznych.

Wyglądało więc na to, że na szalce spontanicznie rozpoczął się proces metaboliczny, a więc naukowcy doszli do wniosku, że być może mógł on także pojawić się w antycznym oceanie. Aby sprawdzić tę hipotezę naukowcy musieli odtworzyć warunki takiego pradawnego oceanu - pozbawionego tlenu, bogatego w żelazo i inne metale. Tak spreparowaną próbkę podgrzano do temperatury 50-70 stopni Celsjusza, a więc do temperatury z okolic ujścia podwodnego źródła gorącej wody.

Po 5 godzinach sprawdzono co też pojawiło się na szalkach i wynik przeszedł najśmielsze oczekiwania. Nie tylko udało się tam wykryć ślady glikolizy lecz także szlaku pentozofosforanowego - a więc dwóch podstawowych procesów zachodzących w każdej komórce - a także 27 innych, podobnych reakcji chemicznych.

Procesy te różnią się nieco od dzisiejszych, lecz nie mogło być inaczej po ponad 3 miliardach lat ewolucji. Możliwe jest więc, że było tak iż pierwsze komórki po wykształceniu błon komórkowych wchłonęły procesy, które działy się dookoła nich aby wykorzystać je do bardziej efektywnego pozyskiwania energii.

Hipoteza ta wydaje się dość prawdopodobna, nadal jednak pozostało do wyjaśnienia skąd wzięły się podstawowe cząsteczki, z których takie reakcje mogły się rozpocząć. Nikomu bowiem nie udało się jeszcze wykazać aby mogły one spontanicznie powstać w antycznym oceanie.

Źródło: