Hypotézy o vzniku života na Zemi

Jak vznikl život na Zemi? Jedná se o dosud nevyřešenou poměrně složitou vědecko-filosoficko-náboženskou otázku. Spolehlivému vyřešení brání fakt, že z nejstarších období nejsou dochovány žádné fosilie. Dosud nejstarší známé stopy života na Zemi byly objeveny v roce 2017 v grafitové vrstvě staré 3,95 miliard let, nalezené v pásu páskovaných železných rud Isua v kanadském Labradoru, ale i v Grónsku. Dříve byly považovány za nejstarší 3,5 miliard let staré, zkamenělé sinice v stromatolitech.

zeme-vznik-zivota

Názory na vznik života se v lidské společnosti objevovaly odnepaměti. Ve starověkých dobách bylo stvoření života spojováno obvykle se samotným stvořením Země nebo vesmíru. Je známo nepřeberné množství různých představ, které se například ve starověkém Egyptě lišily škola od školy. Velmi často však byly dávány do souvislosti s neživou přírodou, což koneckonců bylo typické i pro některé starořecké filosofy. Podle Bible i (poněkud mladšího) Koránu byl svět i život stvořen silou Božího slova. [1]

Podle současného vědeckého poznání došlo ke vzniku života na Zemi na počátku eoarchaika, zhruba před 4100–3800 miliony let. Podle analýz DNA a RNA mají všechny současné organismy jednoho společného předka. Znamená to, že dnešní organismy nepocházejí z forem, vzniklých náhodně na více místech. Poslední společný předek byl však již dobře vyvinutou buňkou, nejedná se tedy o první organismus, ale o jeho nejúspěšnějšího potomka.

Různé pohledy na vznik života

Je známo mnoho hypotéz o vzniku a vývoji života na Zemi. Níže se podíváme na některé z nich.

"Život mohl vzniknout několikrát a následně být opakovaně zcela zničen, než došel úspěchu."

Panspermismus

Panspermismus předpokládá, že mikroskopický život mohl na Zemi doputovat vesmírem. Nově nalézané organické sloučeniny na povrchu meteoritů však podporují názor, že na Zemi se tímto způsobem mohly dostat v již kompletním stavu alespoň některé základní organické molekuly, tudíž že ne všechny základní stavební kameny života musely vzniknout přímo na Zemi. S panspermismem je často zmiňovaný i tzv. panspermismus směrovaný. Tato teorie pracuje s myšlenkou, že život na Zemi byl cíleně vysazen mimozemskou civilizací.

ufo - panspermismus

Teorie hydrotermálních průduchů

Hydrotermální průduchy, zvané také černí kuřáci, byly objeveny a popsány až v roce 1977, velmi záhy začaly být dávány do souvislosti se vznikem života na Zemi. Černí kuřáci, se nachází na mořském dně ve velkých hloubkách (kolem 2000 metrů) v blízkosti středooceánských hřbetů. Z „kuřáků“ proudí velké množství horké zásadité mineralizované vody, která se mísí s chladnou, mírně kyselou vodou okolního oceánu. Díky tomu se obsažené minerály v okolí průduchů sráží. Okolí hydrotermálních pramenů je tak bohaté na minerály a kovy, které mohly fungovat jako katalyzátory mnoha reakcí, například při syntéze aminokyselin. Navíc teorie vzniku života v okolí černých kuřáků řeší i to, že některé sloučeniny potřebují ke své syntéze chlad a jiné teplo. Proto se tu mohlo dařit organickým molekulám, schopným vytvářet série samoudržujících chemických reakcí. To znamená, že zpočátku ani nebyly potřeba informační molekuly a jejich nutnost se objevila až s tím, jak se zárodky života vyvíjely do větší složitosti.

Vznik života na Zemi - černý kuřák

Na foto: černí kuřáci na mořském dně.

Prostředí hydrotermálních průduchů vyhovuje teorii pyritového světa. Její autor, německý chemik Günter Wächtershäuser předpokládá, že život vznikl na povrchu sulfidů železa – mackinawitu či pyritu. Sulfidy železa, které se mimo jiné sráží i v okolí černých kuřáků, mohly sloužit jako katalyzátory při vzniku různých organických látek i při prvních metabolických pochodech. Svoji podpůrnou funkci si udržely do té doby, než si prvotní "nahé" organické molekuly vytvořily buněčnou membránu a další složitější struktury, schopné nezávislého metabolismu a přenosu informací.

V současnosti je názor o vzniku života v blízkosti černých kuřáků spíše opouštěn, protože experimenty dosud neprokázaly funkčnost teorie. Mnohé organické sloučeniny by se při vysoké teplotě u průduchů dříve rozložily, než by stačily syntetizovat do složitějších molekul a také RNA by byla v tomto prostoru nestabilní. Mořské hydrotermální prameny prý však nejsou schopné produkovat dostatečné množství sloučenin pro život. Původem života by tak mohly být spíše suchozemské termální prameny. Nebo jen malé teplé rybníky zasažené malými meteority.[2]

Abiogeneze

Abiogeneze je teorie o vzniku organismů z neživých látek (vodíku, uhlíku, dusíku a kyslíku). Fáze chemického vývoje: Uvolňování elektrické energie v původní atmosféře Země působilo na metan, vodík, amoniak a vodu natolik, že z nich vznikly první aminokyseliny, komplexní molekuly, které jsou podmínkou životně důležitých chemických procesů. Čistě chemickými reakcemi vznikají organické látky, hlavně polymery.

Fáze koloidně - chemického vývoje: Ve vodních nádržích se hromadí makromolekulové polymery a jejich zahuštěný roztok vytváří drobné kapičky - koacerváty. Ty rostou, vyvíjejí se a dělí. Fáze biologického vývoje: Část těchto koacervátů (primitivních organismů) při nedostatku organických živin v okolním prostředí přechází postupně na autotrofní výživu, je tedy schopna využívat anorganické látky a sluneční energii. Postupně se vyvíjejí fotosyntetizující organismy (prvotní zelené rostliny). Tyto se částečně stávají potravou jiných organismů - baktérií a nižších heterotrofních organismů, které začaly ve svém jednoduchém dýchání využívat kyslík z ovzduší. [3]

Teorie živých jílů

Teorie živých jílů je hypotéza o vzniku života na zemi, kterou navrhl v roce 1982 britský chemik a molekulární biolog Graham Cairns-Smith. Zajímavá hypotéza není vědeckou komunitou všeobecně přijímaná a zůstává stále pouze v teoretické rovině. Základem této hypotézy je fakt, že minerální krystaly rostou podle určité struktury, dělí se a následně rostou dál. Pro vznik života jsou podle autora vhodné zejména jíly, složené z mnoha různorodých plochých krystalků, které navíc dokážou měnit své prostředí (například kyselost vody) a mohou se po vyschnutí šířit větrem do dalších míst. Mají tedy některé vlastnosti dnešních živých organismů. Vice zde: Teorie živých jílů.

Teorie prebiotické polévky

Autorem teorie prebiotické polévky je především ruský vědec Alexandr Ivanovič Oparin. Základem teorie prebiotické polévky je postupný vznik organických molekul z jednoduchých anorganických látek, přítomných na rané Zemi. Velmi podobný názor vyjádřil také Brit John Burdon Sanderson Haldane. V současnosti již takto život vznikat nemůže, protože se citelně změnily podmínky. Zejména přítomnost volného kyslíku v atmosféře brání další takové syntéze organických molekul. Více zde.

Aleksandr_Oparin_and_Andrei_Kursanov_in_enzymology_laboratory_1938b

Alexandr Ivanovič Oparin (vpravo) v laboratoři.

Teorie RNA světa

RNA svět je hypotéza o vzniku života, podle které přenosu genetické informace pomocí DNA předcházelo období, kdy zachování informace zajišťovala RNA. Vice informací zde: RNA svět

Svět zinku

Podle této teorie život vznikl na pórovitém povrchu sfaleritu (sulfid zinečnatý), který se v prostředí rané Země mohl hojně srážet například v prostředí hydrotermálních systémů. Sfalerit svými katalytickými vlastnostmi umožňoval vznik prvních biopolymerů a bránil jejich rychlému rozpadu pohlcováním nebezpečného ultrafialového záření.

Kreacionismus

Bůh stvořil celý vesmír v šesti dnech z ničeho svým slovem. Podle kreacionismu lidé, Země a vesmír byly stvořeny zvláštním zásahem vyšší bytosti či božstvem.

stvoreni-adama

U kreacionizmu je velmi problematické aktivní vystupování proti evoluční teorii. V USA se kreacionisté dožadují konce vyučování evoluce na školách. Jejich texty se na první pohled tváří jako vědecké, aby přesvědčili o své pravdivosti formou více než vlastním obsahem.

Přestože si kreacionisté přejí, aby jejich pohled byl pohledem vědeckým nebo dokonce vědeckou teorií, není tomu tak. Kreacionismus už ve své podstatě nemůže být vědeckým neboť tento pohled nelze vyvrátit běžným přírodovědeckým pozorováním nebo pokusem. Ve své podstatě je tento pohled čistě náboženský. [4]

Prof. MUDr. Jiří Heřt, Dr.Sc.: Věda a víra jsou přece dvě nezávislá, svéprávná, navzájem se nepřekrývající magisteria (S. J. Gould), která se nemusejí střetávat a mohou být navzájem kompatibilní (P. Kurz), pokud se nesnaží zasahovat do kompetencí sféry druhé. V případě evoluční teorie, která je doménou vědy, je tomu však jinak, protože kreacionismus proti evoluční teorii aktivně vystupuje. Spor je v tom případě nevyhnutelný.

Jeden z argumentů kreacionistů: Chybějící článek (missing link)

Snad nejčastěji používaný argument kreacionistů: Jestliže mezi dvěma druhy nenajdeme v paleontologickém materiálu přechodné tvary, je podle jejich názoru zřejmé, že druhy byly stvořeny samostatně. Typickým argumentem kreacionistů byla také tzv. kambrijská exploze před více než 500 miliony let, kdy se náhle objevilo množství nových druhů bez navazování na organismy starší.

Protiargumenty

Argument "Chybějící článek (missing link)" lze snadno odmítnout, protože tyto mezery jsou stále rychleji zaplňovány novými nálezy (Archeopteryx, dvojdyšné a lalokoploutvé ryby, Austraolopithecus atd.). Je ovšem pravda, že přechodových forem ve fosilních nálezech není mnoho, ale dnešní výklad speciace, tedy vzniku nových druhů, to vysvětluje: Nové druhy vznikají tehdy, když je populace rozdělena nějakou bariérou, např. geografickou, nebo když malá část populace leží na okraji rozšíření druhu. Nový druh tedy vzniká zpravidla na omezeném prostoru, v malém segmentu původní populace a v časově krátkém období. Proto lze přechodné formy zachytit ve fosilním nálezu jen vzácně. Někteří kreacionističtí autoři tyto mezery systematicky hledali, např. Berlinsky, který našel 250 mezer. Ty byly sice postupně zaplněny, ale Berlinski nadále tvrdí: „To, že existují místa, kde byla mezera zaplněna, je sice zajímavé, ale nevýznamné. Rozhodující je, že existují mezery, které zůstaly.“

A pokud jde o tzv. kambrijskou explozi, tak tato „exploze“ trvala snad až 100 milionů let. Ale především právě tato mezera se velmi rychle zaplnila: J.S. Gould o tom psal, že „náš obvykle vzpurný fosilní záznam se zachoval skvěle a dočkal se nejkrásnější řady přechodových zkamenělin, v jejichž nálezy mohl každý evolucionista doufat.“

Celý článek Kreacionismus od prof. MUDr. Jiřího Heřta, Dr.Sc. včetně obsáhlá recenze a kritiky z pozice theologa P. Ing. Jiří Špiřík, ThD. můžete nalézt na stránkách Českého klubu skeptiků SISYFOS.

Zdroj a odkazy: