Biológ Michail Nikitin: ako dokázať, že život na Zemi vznikol sám od seba
Rôzne / / April 28, 2023
Napíšte si argumenty, ktoré použijete pri hádke s mimozemskými lovcami.
Veľmi skoro na konferencii vystúpi Michail Nikitin.Vedci proti mýtom", ktorú organizuje"ANTROPOGENESIS.RU». Biológ tam bude rozprávať o „kremíkových mimozemšťanoch“, ktorí ovplyvnili vznik našej planéty a vzhľad živých organizmov na nej.
V tejto súvislosti sme ho požiadali, aby našim čitateľom stručne povedal, aký názor na pôvod života vedci zastávajú a prečo iné názory nie sú také konzistentné.
Michail Nikitin
Čo si vedci myslia o pôvode života na Zemi?
Najprv si definujme, čo je život. Striktne jednoznačnú definíciu, ako napríklad v matematike, samozrejme nemožno uviesť. Ale odborná komisia NASA, ktorá viedla hľadanie života vo vesmíre, zdôraznila nasledujúcu definíciu:
Život je chemický systém schopný darwinovskej evolúcie.
"Chemický" znamená "pozostávajúci z atómov a molekúl a využívajúci reakcie medzi nimi." A schopnosť darwinovskej evolúcie charakterizuje prítomnosť štyroch nevyhnutných a dostatočných podmienok:
- Reprodukcia.
- Dedičnosť (potomkovia sú podobní rodičom).
- Mutácie (potomkovia sú predsa len mierne odlišní od rodičov).
- Selekcia (pravdepodobnosť ďalšej reprodukcie závisí od mutácií).
Bunka
Dnes je bunka považovaná za najmenšiu elementárnu jednotku života. Existujú samozrejme vírusy, ktoré sú oveľa jednoduchšie, menšie a tiež schopné darwinovskej evolúcie. Všetky ale parazitujú na bunkách a vo voľnej prírode sa nedajú oddeliť.
V tomto prípade je logické predpokladať, že život vznikol s príchodom bunky. však biológovia sú o tom veľké pochybnosti.
RNA
Teraz sa všeobecne verí, že kedysi dávno existovali živé organizmy ešte jednoduchšie ako bunky.
Podľa tejto hypotézy najprimitívnejšie formy života využívali iba jeden z existujúcich typov biopolymérov – molekulu RNA. Pre porovnanie: pre prácu moderných buniek už potrebujú tri: RNA, DNA a proteíny.
Ale v predbunkovej ére museli všetky funkcie vykonávať iba RNA. Namiesto bielkovín urýchľovala chemické reakcie a namiesto DNA fungovala ako úložisko dedičných informácií.
Tak to bolo dovtedy, kým niektoré formy života nezvládli nové technológie – syntézu bielkovín a DNA. Keď to urobili, stali sa bunkami, ktoré teraz tvoria všetko živé (okrem vírusov). A iné formy im nedokázali konkurovať a vymreli.
Chemické zlúčeniny
Pred svetom RNA planéta Zem nebolo moderné. Niektorým vedcom sa podarilo nasimulovať podmienky, ktoré na ňom v tej chvíli boli, a vysledovať spontánne generovanie života.
Jedným z prvých takýchto experimentov bol Miller-Urey experiment, ktorý bol založený v 50. rokoch 20. storočia. Vedci vzali zmes plynov - metánu, amoniaku a vodíka - a nahnali ich do zložitej sklenenej inštalácie. Na jednej strane mala banku s ohriatou vodou, na druhej - otvor na únik pary. Boli tam spájkované elektródy, ktoré prepúšťali výboje imitujúce blesk. Para sa potom dostala do chladničky, kde mohla kondenzovať.
Niekoľko týždňov po začiatku experimentu si vedci všimli, že sa vo vode za takýchto podmienok tvoril aminokyseliny - stavebné kamene bielkovín - a niektorých ďalších molekúl, ktoré tvoria živé organizmy.
Toto sa stalo veľmi dôležitým pozorovaním. Teraz sa však jeho význam prehodnotil. Predpokladá sa, že podmienky, ktoré Miller a Urey reprodukovali, nie sú podobné Zemi, ale tým, ktoré boli v protoplanetárnom oblaku, z ktorého sa vytvorila slnečná sústava. Pretože, ako sme sa neskôr dozvedeli, Zem nikdy nemala atmosféru metánu a čpavku.
Mimochodom, aminokyseliny, ktoré sa vytvorili v Millerovom aparáte, sú veľmi podobné tým, ktoré sa skutočne nachádzajú v niektorých meteoritoch.
Po tejto skúsenosti sa aj ďalší vedci pokúšali simulovať vznik organických látok z oxid uhličitý, ktorý dominoval v atmosfére starovekej Zeme a dnes sa nachádza vo veľkých množstvách v atmosféru Mars a Venuša.
Experimentovali s kryštálmi sulfidu zinočnatého, ktorý sa po ožiarení slnečným žiarením vo vode obnovuje oxid uhličitý a premieňa ho na kyselinu mravčiu, octovú, jablčnú a po pridaní dusíka na aminokyseliny.
Okrem toho sa robili pokusy na získanie stavebných prvkov DNA – nukleotidov a dusíkatých báz. Napríklad Carl Sagan v 60. rokoch 20. storočia dokázal ten druhý získať z kyseliny kyanovodíkovej, látky, ktorá sa vytvárala v bezkyslíkatej atmosfére starovekej Zeme. Teraz je kyselina kyanovodíková tiež široko rozšírená vo vesmíre - napríklad v kométach alebo na modernom Titane, satelite Saturnu.
Chemické prvky
Tie chemické prvky, ktoré využíva pozemský život, patria medzi najrozšírenejšie vo vesmíre. Sú to uhlík, dusík, kyslík, vodík, horčík, síra, železo.
Okrem nich sa za bežné považujú aj ďalšie tri prvky, ktoré sa nepodieľali na samovoľnom vytváraní života na Zemi. Ide o hélium a neón, ktoré nie sú schopné chemických reakcií, ako aj o kremík, ktorý sa stáva aktívnym až pri veľmi vysokých teplotách.
Tieto chemické prvky existovali pred objavením sa Zeme a slnečnej sústavy. Ich zloženie vytvorila prvá generácia hviezd vďaka termonukleárnym reakciám. Takže hneď po veľkom tresku sa vesmír skladal len z vodíka, hélia a lítia a až potom sa objavili ťažšie prvky.
Vzájomne interagovali v náhodnom poradí a viedli k vzniku chemických zlúčenín, medzi ktorými boli aminokyseliny a dusíkaté zásady, ktoré sme spomenuli vyššie.
Spontánna generácia života
V procese vzniku živého z neživého sa určite spojila náhoda a pravidelnosť. Biologická evolúcia funguje len vtedy, keď existujú obe mutácie a prirodzený výber. Život s najväčšou pravdepodobnosťou tiež spontánne vznikol na základe tohto princípu.
S najväčšou pravdepodobnosťou existoval nejaký druh prirodzeného výberu pred príchodom reprodukcie. Napríklad dusíkaté bázy v RNA a DNA, ako je adenín, cytozín, guanín a uracil, sa odlišujú od ostatných príbuzných molekúl vďaka svojej vysokej odolnosti voči ultrafialovému žiareniu.
Potom boli náhodne spojené do reťazcov RNA. A ten, ktorý by mohol zvýšiť pravdepodobnosť ich vlastného kopírovania, začal reprodukciu, prirodzený výber a darwinovskú evolúciu. A potom začala prirodzená komplikácia smerom k bunkám.
Prečo mimozemšťania alebo Boh nemohli stvoriť život
Ak by život nevznikol sám od seba, potom by mu v tom mohla pomôcť ktorákoľvek civilizácia mimozemšťaniaktorí prišli na Zem, alebo nejaké nadprirodzené bytosti. Napríklad Boh. Pozrime sa na tieto teórie podrobnejšie.
mimozemšťania
Bolo dokázané, že Veľký tresk nastal asi pred 13,5 miliardami rokov. Vek pozemského života je v porovnaní s vekom vesmíru celkom solídny. Evolúcia z mikróbov na vnímajúce bytosti, Homo sapiens, trvala približne 4 miliardy rokov.
Asi rovnako dlho by to trvalo mimozemšťanom. A len ťažko nás mohli predbehnúť. Koniec koncov, po Veľkom tresku sa akumulácia prvkov ťažších ako hélium - uhlík, vodík, železo - nestala okamžite. Hviezdy ich syntetizujú už miliardy rokov. To znamená, že v rámci Galaxie sa podmienky pre vznik planetárnych systémov, na ktorých je možný život, nevyvinuli okamžite a mimozemšťania by sotva mali čas stať sa priestor civilizácia pred nami.
Ale aj keby sa im to nejako podarilo, vyvstáva prirodzená otázka: ako vznikol ich život? Ak je to ono samo, prečo potom neuvažujeme o tejto možnosti vo vzťahu k životu na Zemi?
Bože
Keďže nemáme priame dôkazy o tom, čo Boh môže a čo nemôže, je, samozrejme, oveľa ťažšie nájsť tu argumenty. Kreacionisti budú vždy schopní prísť s možnosťou, pre ktorú nebudú pracovať, pretože „cesty Pána sú nevyspytateľné“.
Ale osobne ma presviedčajú napríklad estetické hľadiská. Boh je opísaný ako superinteligentná bytosť. Zároveň je však v zariadení živých organizmov veľa detailov, ktoré by nedokázal vyrobiť žiadny rozumný dizajnér.
Len blázon by pripustil napríklad prítomnosť zvratného hrtanového nervu u cicavcov.
Ide z mozgu do svalov hrtana a súčasne robí slučku, najprv klesá k srdcu, obchádza oblúk aorty a stúpa späť. Výsledkom je, že pre normálne fungovanie napríklad žirafy potrebujete 5 metrov nervového vlákna navyše. A zároveň bude trpieť aj oneskorením času prechodu signálu.
Je jasné, že keby zvieratá stvorila racionálna bytosť, nespáchala by takú hlúposť. Takáto štruktúra je oveľa viac ako výsledok evolúcie cicavcov od ich predkov podobných rybám. Tie nemali krk, srdce sa nachádzalo blízko hlavy a odtok krvi zo srdca prebiehal vďaka niekoľkým párom žiabrových ciev. Preto sa sledovanie nervu okolo nich zdalo normálne a nerobilo problém. A potom ryby prišli na zem, stratili žiabre a niektorí z ich potomkov mali tenký, dlhý krk. Čím ďalej, tým viac im tento dizajn začal prekážať, no už ho nemohli odmietnuť.
Niektorí kreacionisti propagujú inú myšlienku: Boh iba spustil Veľký tresk a potom sa ho nedotkol vesmír. V 17.-19. storočí si to mysleli aj mnohí vedci. Napríklad, keď sa Napoleon opýtal Laplacea: „Kde je Boh vo vašich teóriách? - astronóm odpovedal: "Nepotrebujem túto hypotézu."
Ale aj keby Pán po Veľkom tresku do ničoho nezasahoval, prečo to potom odporuje myšlienke evolúcie? Ako sa táto verzia kreacionizmu zásadne líši od vedecký obrázky sveta?
Prečo teraz nevzniká život na iných planétach?
Planéty podobné Zemi s pevným kamenným povrchom, ktoré sa nenachádzajú na plynných obroch Jupiter a Saturn, v slnečná sústava štyri: Zem, Venuša, Merkúr a Mars.
Teraz aj predtým bolo na Venuši príliš horúco: je tam 450 °C a v takýchto podmienkach sa olovo ľahko topí. Pri takýchto vysokých teplotách neprežijú ani tie najextrémofilnejšie mikróby a bielkoviny, RNA a DNA sa veľmi rýchlo ničia.
Ortuť je cez deň veľmi horúca - až 400 ° C a studená v noci - až -170 ° C. Neexistuje žiadna atmosféra a žiadna voda.
Moderný Mars tiež nie je veľmi pohostinný: je tam zima ako v Norilsku a sucho ako v púšti Namib, plus žiarenie. Na tejto planéte je však dosť stôp, že v dávnych dobách tu bola tekutá voda, hustejšia atmosféra a vyššie teploty. obývateľný.
Faktom je, že všetky planéty zemského typu vznikli zrážkou menších objektov – planetárnych embryí. V týchto chvíľach sa uvoľnilo veľké množstvo tepla, vďaka čomu boli ich povrchy veľmi horúce. Zem prešla aj štádiom oceánu magmy, po ktorom sa potom dlho ochladzovala – možno až 300 miliónov rokov.
Keďže Mars je menší, jeho zrážky s planetárnymi zárodkami neboli také energetické a ochladzoval sa rýchlejšie.
Pointa je, že obývateľné podmienky mohla mať o 100-200 miliónov rokov skôr ako naša planéta. Neexistujú však na to žiadne priame dôkazy.
Je možné, že sme Marťania. Predsa prvé živé formy by sa tam mohol objaviťa potom letieť na Zem s meteoritmi.
Teraz, keď je Mars suchý a chladný, buď tam už nezostal vôbec žiadny život, alebo sa veľmi dobre skrýva niekde vo svojich hĺbkach, pod povrchom. Jedným z dôkazov toho môžu byť metánové nečistoty, ktoré sa pravidelne objavujú v atmosfére – ide o plyn, ktorý sa v atmosfére rýchlo rozkladá. Ak sa našiel, potom na planéte musí byť nejaký aktívny zdroj – napríklad metanogénne mikróby.
Ako ich môžete urýchliť? evolúcie? Na to je potrebné z Marsu na Mars zhodiť akési ľadové teleso s priemerom asi 500 km. Kuiperove pásy. Dostalo by sa tam dostatok vody na vytvorenie oceánu a energia z takéhoto dopadu by mohla planétu zohriať a podnietiť jej už zamrznutú geologickú aktivitu. Ale je jasné, že pravdepodobnosť toho je zanedbateľná.
Ak chceme, aby bol Mars obývateľný, musíme vziať veci do vlastných rúk a dodávať tam vodu vo forme menších kociek ľadu a potom umelo obnoviť magnetické pole na planéte - bez neho bude slabo chránená pred kozmickým žiarením a zachová si vysokú úroveň žiarenia povrchy.
Takto to znie príliš fantastické.
Prečítajte si tiež🧐
- 7 mýtov o našom vesmíre, ktoré sú na webe veľmi populárne
- Astronóm Vladimir Surdin: 6 vesmírnych zázrakov, ktoré udivujú predstavivosť
- Je možné zabrániť šiestemu hromadnému vyhynutiu a ako to urobiť - hovorí biológ Ivan Zatevakhin