Stále přesně nevíme, jak vznikl život na Zemi. Nové odpovědi hledá fascinující simulátor v kanadském Ontariu
Život je možná nejpozoruhodnější přírodní experiment historie. Stále ale nevíme, jak přesně začal, kde to bylo a ani to, jestli to vůbec někdy dokážeme zjistit. Na pátrání po vzniku života se podílí i fascinující simulátor v univerzitní laboratoři.
Jak vznikl život, stále nevíme, vědci ale jeho možný počátek zkoušejí rekonstruovat v pozoruhodném planetárním simulátoru.(foto: McMaster University, CC BY 4.0)
V laboratoři McMasterovy univerzity v kanadském Ontariu stojí zařízení, které dokáže vytvářet malé umělé světy. Zdejší planetární simulátor umožňuje měnit teplotu od hlubokého mrazu až nad bod varu, upravovat složení atmosféry, vytvářet déšť a následné vysychání nebo prostředí ozařovat světlem od ultrafialového po infračervené.
Maikel Rheinstädter a jeho tým pomocí tohoto simulátoru napodobují podmínky dávné Země a sledují, co v nich chemie dokáže. Jednoduché stavební kameny života, například aminokyseliny nebo nukleotidy, jim v experimentu vznikají poměrně snadno. Mnohem obtížnější je zařídit, aby se spojovaly do složitějších struktur a spolupracovaly způsobem připomínajícím skutečný život.
Jak a kde vznikl život?
Vysvětlují to různé hypotézy, mezi nimiž není snadné se rozhodnout. Jedna z nejznámějších nese označení „RNA First“. Podle konceptu RNA světa byla RNA první zásadním biologickou molekulou. Dokáže současně uchovávat genetickou informaci a katalyzovat chemické reakce. DNA a bílkoviny by se přidaly až později.
Druhou stěžejní hypotézou je „Metabolism First“, která toto pořadí obrací. Na počátku podle ní byla síť chemických reakcí. Některé reakce mohly vytvářet molekuly schopné uchovávat energii, které následně podporovaly další reakce. Chemický systém by se stával stále složitějším, až by se objevily struktury podobné RNA.
Kde se to všechno odehrálo? Ve hře jsou teplá jezírka a horké prameny na povrchu Země, ale také hlubokomořské hydrotermální průduchy, které ale podle některých badatelů zřejmě nedokázaly zajistit dostatečnou koncentraci potřebných látek.
Zajímavou alternativou jsou sodná jezera, jejichž voda obsahuje vysoké koncentrace uhličitanů a také fosfátů, nezbytných pro život. Pravidelné vysychání a opětovné zaplavování navíc může chemické látky koncentrovat a podporovat jejich spojování.
Planetární simulátor přinesl řadu zajímavých výsledků, a také jedno překvapení. Když vědci napodobovali dávnou Zemi, zjistili, že mohou vznikat řetězce RNA o délce zhruba 100 bází. Nejsou ale dokonalé. Mají strukturální defekty. A právě proto mohou být překvapivě odolné.
Rheinstädter uvažuje, zda první genetický materiál nebyl podobně „nedokonalý“. Dnešní RNA, se kterou máme zkušenosti, je totiž na podmínky rané Země příliš křehká. Možná tedy evoluce nezačala s dokonale fungující molekulou, ale s něčím mnohem primitivnějším a odolnějším. Dokonalost mohla přijít až později.
