Originea vietii pe Terra este misterul fundamental al umanitatii. Mult inaintea celor trei misterioase intrebari, referitoare la cine suntem, de unde venim, incotro ne ducem. Desi este un mister fara o dezlegare unanim acceptatã, exista mai multe teorii stiintifice care tatoneaza subiectul aparitiei vietii, fara pretentia ca sunt si demonstrabile.
Cercetatorii au cazut de acord ca, daca Pamantul exista de peste 4,6 miliarde de ani, viata a aparut in urma cu 3,8 miliarde de ani, ceea ce duce la concluzia ca a fost nevoie de aproape un miliard de ani pentru ca evolutia chimica sa duca la viata biologica. Cum s-a petrecut translatia de la substantele chimice existente pe Terra la viata biologica?
Pe Pamant, toata viata este compusa din celule, cu membrane care formeaza granite intre celula si mediul, celulele fiind compuse din molecule organice (alcatuite din carbon, hidrogen, azot, oxigen, fosfat si sulf, prescurtat CHNOPS). Dar din aceste molecule nu poate aparea viata. Experimentele lui Pasteur au infir-mat generarea spontana a vietii microbiene din bulionul nutritiv fierbinte si, practic, niciun om de stiinta nu a reusit inca sa creeze o celula vie din molecule organice.
Unii cercetatori cred ca atunci cand vorbim de viata, de moleculele biologice, este necesara existenta a trei procese fundamentale: membrana celulara, metabolismul (producerea energiei) si reproducerea celulara. In lipsa acestor trei caracteristici, viata nu putea exista pe Pamant.
Cum s-a format membrana celulara, cum s-a pus la punct metabolismul care asigura energia necesara vietii si cum s-a dezvoltat sistemul de reproducere, mai intai moleculara apoi cel existent la fiintele vii, care asigura persistenta speciei, acestea sunt alte intrebari ramase deocamdata fara raspunsuri coerente.
Si cu toate acestea, nu ducem lipsa de teorii stiintifice atunci cand vorbim despre aparitia vietii. Asadar, cum s-au dezvoltat primele organisme din supa primordiala? Stiinta ramane nehotarata si in conflict cu privire la originea exacta a vietii, cunoscuta si sub numele de abiogeneza. Chiar si definitia vietii este contestata si rescrisa, un studiu publicat in Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, sugerand ca exista deja 123 de definitii diferite care au aparut in studii de-a lungul timpului.
Desi stiinta inca tatoneaza terenul, iata cateva dintre numeroasele teorii stiintifice referitoare la originea vietii pe Pamant.
Totul a inceput cu o scanteie
Probabil inspirati de principiul motorului cu ardere interna in care o scanteie electrica, produsa de bujie, provoaca explozia combustibilului in cilindru, esentiala pentru pornirea motorului, tot asa si unii cercetatori cred ca o scanteie, de data aceasta ne referim la fulgerele produse in timpul furtunii, este cea care a declansat aparitia vietii pe Terra.
Descarcarile electrice, spun expertii, pot genera aminoacizi si zaharuri dintr-o atmosfera incarcata cu apa, metan, amoniac si hidrogen, asa cum a demonstrat celebrul experiment Miller-Urey din 1952, dupa cum scrie publicatia Scientific American.
Sa ne amintim, in 1952 Stanley Miller si Harold Urey au simulat conditiile Pamantului timpuriu prin amestecarea apei, metanului, amoniacului si hidrogenului intr-un balon de sticla inchis ermetic. Apoi au aplicat scantei electrice amestecului. In mod miraculos, aminoacizii au aparut in mijlocul amestecului agitat. A fost o uimire generala, pentru ca experimentul sugera ca fulgerul ar fi putut fi factorul esential care sa duca la crearea elementelor-cheie ale vietii pe Pamant.
Dar recent, in 2021, o echipa de cercetatori si-a dat seama ca recipientul experimentului, vasul de sticla, a jucat un rol subapreciat, pentru ca el a fost esential pentru crearea de blocuri organice in interiorul supei de laborator, adica sticla bolului in care s-a facut experimentul a interactionat cu substantele chimice prezente, influentand re-zultatul final.
Cercetarile ulterioare, insa, au dezvaluit ca atmosfera timpurie a Pamantului era de fapt saraca in hidrogen, motiv pentru care oamenii de stiinta au corectat teoria, sugerand ca norii vulcanici din atmosfera timpurie ar fi putut contine metan, amoniac si hidrogen, care ar fi reactionat in prezenta fulgerelor, conform Universitatii din California.
Argila a fost hotaratoare
Primele molecule ale vietii s-ar fi putut forma in lut, este de parere chimistul organic Alexander Graham Cairns-Smith de la Universitatea din Glasgow din Scotia.
Cercetatorul a propus in cartea sa controversata din 1985, intitulata „Sapte indicii pentru originea vietii”, ca cristalele de argila isi pastreaza structura pe masura ce cresc si se lipesc impreuna pentru a forma zone expuse la diferite medii si prinde alte molecule pe parcurs si le organizeaza in tipare la fel ca genele noastre acum.
Ideea ar fi ca genele cristaline in solutie, avand capacitatea de a transporta informatii si de a se reproduce, de a „muta” si de a evolua, au existat si proliferat pe perioade lungi de timp pe suprafata Pamantului primordial.
Argila este identificata ca o sursa probabila pentru aceasta cristalizare, fiind stabila si omniprezenta in acest mediu. Schimbarea regimului de la purtatori de informatii anorganici la cei organici vine sub forma unei „preluari genetice”, in care moleculele organice vin sa-si inlocuiasca stramosii minerali. Cairns-Smith descrie un dans complex al anorganicului si organicului, si aceasta tranzitie majora catre purtatorii de informatii organice.
Se stie ca rolul principal al ADN este acela de a stoca informatii despre cum ar trebui aranjate alte molecule. Secventele genetice din ADN sunt in esenta instructiuni despre modul in care ar trebui sa fie aranjati aminoacizii proteine. Cairns-Smith sugereaza ca cristalele minerale din argila ar fi putut aranja moleculele organice in modele organizate. Dupa un timp, mole-culele organice au preluat aceasta sarcina si s-au organizat la randul lor.
Este un fel de dezlegare a misterului in spiritul metodelor lui Sherlock Holmes, pe principiul sau conform caruia trebuie sa folositi cele mai paradoxale trasaturi ale unui caz pentru a-l rezolva.
Asa ca e de inteles faptul ca, desi teoria lui Cairns-Smith a dat cu siguranta oamenilor de stiinta de gandit in anii 1980, ea nu a fost inca acceptata pe scara larga de comunitatea stiintifica. (Continuare in numarul viitor)
GEORGE CUSNARENCU
Comentarii