Vedci spochybnili kolísku života. Oceán možno nikdy nebol miestom, kde sa všetko začalo
Dlhé roky sa predpokladalo, že život odštartoval v oceánoch. Výskumníci sa domnievajú, že mohol vzniknúť v slize.
Keď sa povie vznik života, väčšina scenárov ťa zavedie do praoceánu. Molekuly plávajú vo vode, náhodne sa zrážajú a po miliónoch rokov vznikne prvá bunka. Nový výskum však posúva pozornosť inde, k lepkavej, polotuhej hmote prichytenej na povrchu horniny.
Vedci tvrdia, že život sa mohol začať v takzvanom prebiotickom géli, ktorý pripomínal dnešné biofilmy. Nevznikol teda v otvorenom mori, ale v slizovitej vrstve, ktorá držala molekuly pohromade a vytvárala špecifické mikroprostredie.
„Zatiaľ čo mnohé teórie sa zameriavajú na funkciu biomolekúl a biopolymérov, naša teória zahŕňa úlohu gélov pri vzniku života,“ vysvetlil astrobiológ Tony Jia z Hirošimskej univerzity.
Zvláštny paradox života
V biológii existuje zvláštny paradox. Život vodu potrebuje. Bez nej totiž nefunguje metabolizmus ani bunky, no pri samotnom vzniku života voda predstavuje problém. V čistom tekutom prostredí totiž dochádza k hydrolýze, k rozkladu novovznikajúcich väzieb.
Aby sa malé stavebné jednotky, ako nukleotidy alebo aminokyseliny, spojili do dlhších reťazcov, potrebuješ podmienky, ktoré podporia tvorbu väzieb a zabránia ich okamžitému rozpadu.
Gél tento paradox elegantne obchádza. Vytvára prostredie s nízkou aktivitou vody. Nie je to suché miesto, no nie je to ani otvorený oceán. Ide o kontrolovanú vlhkosť, v ktorej sa molekuly dokážu pohybovať a stretávať. Voda ich zároveň neobklopuje tak intenzívne, aby každú novú väzbu roztrhla.
Neprehliadni
Takéto podmienky podporujú polymerizáciu, teda spájanie malých jednotiek do väčších štruktúr. RNA či predchodcovia proteínov tak mohli vzniknúť v prostredí, ktoré bolo vlhké, ale nie príliš.
Gél ako Darwinovský inkubátor
Autori štúdie poznamenávajú, že evolúcia sa nezačala pri zvieratách, začala pri molekulách.
V otvorenom oceáne sa každá úspešná chemická reakcia okamžite rozptýli. Ak vznikne molekula, ktorá náhodou urýchli ďalšiu reakciu, jej efekt sa stratí v obrovskom objeme vody. V géli však úspech ostáva lokálny.
Ak sa vytvorí molekula, ktorá zlepší ďalší proces, niečo ako primitívny predchodca enzýmu, gél ju udrží v blízkosti jej produktov. Výhodná reakcia tak posilní samu seba a menej efektívne reakcie postupne ustúpia.
Vedci to opisujú ako prekonanie kľúčových bariér prebiotickej chémie prostredníctvom koncentrácie molekúl a selektívneho zadržiavania. Znamená to, že gél funguje ako prvá jednotka selekcie. Vytvára malé chemické ekosystémy, kde sa efektívnejšie procesy hromadia a získavajú náskok ešte pred vznikom bunky.
V očiach výskumníkov to už nepredstavuje náhodné miešanie chemikálií, ale pripomína to zárodok evolúcie.
Horúce pramene namiesto hlbokého oceánu
Táto teória zapadá najmä do prostredia geotermálnych polí a termálnych prameňov na súši. Nie nevyhnutne do hlbokého oceánu, ale na jeho okraj, tam, kde voda vyviera, vysychá a znovu sa vracia.
Striedanie mokrých a suchých cyklov pôsobí ako turbomotor pre vznik polymérov. Keď sa prameň vyparí, koncentrácia molekúl vzrastie. Keď sa voda vráti, chemikálie sa znovu premiešajú a reakcie pokračujú.
Sliz na okraji horúceho prameňa tak ponúka ideálnu kombináciu. Minerálne povrchy, zdroj energie z UV žiarenia a tepla, kontrolovanú vlhkosť a gélovú matricu, ktorá drží všetko pokope.
Takéto miesto vyzerá ako realistickejší kandidát na kolísku života než nekonečný oceán bez hraníc.
Ak sa život začal v štruktúrach podobných gélom, vedci nemusia hľadať len vodu. Mali by sledovať aj špecifické textúry a matrice, ktoré dokážu koncentrovať a chrániť molekuly.
To rozširuje aj pátranie po živote mimo Zeme. Možno sa prvé kroky k biológii neodohrali v obrovských oceánoch, ale v nenápadnom slize prichytenom na kameni pri horúcom prameni.
Hoci autori štúdie skúmajú úlohu slizu vo vzniku života, samotný vznik života zostáva stále otvorenou otázkou. Štúdia ale presúva pozornosť z veľkých vodných plôch na malé, lepkavé mikroprostredia, kde sa chémia mohla zorganizovať do niečoho, čo raz dostalo meno život.
