Od czego wszystko się zaczęło?

Robert Clarke

publikacja 28.10.2006 12:23

Fragment książki "Nowe tajemnice Wszechświata", Wydawnictwo WAM, 2005 .:::::.

Od czego wszystko się zaczęło?

W ten sposób być może mogło powstać to, co nazwaliśmy „pierwotną zupą", tą nieuporządkowaną mieszaniną prebiotycznych molekuł, w której zachodziłyby rozliczne reakcje mogące doprowadzić po upływie milionów lat, po niezliczonych próbach i błędach, do koncentracji niektórych z tych molekuł, ich stabilizacji, a następnie uporządkowania w łańcuchach, a w końcu do powstania pierwszych żywych organizmów. Wystarczy bowiem niewielka liczba podstawowych cegiełek, by mogły powstać żyjące struktury, jak zauważył chemik Martin Olomucki. Potrzeba do tego 20 aminokwasów, 5 zasad azotowych, 2 cukry, glicerynę, alkohol, kwas tłuszczowy - czyli około trzydziestu podstawowych biomolekuł. Podobnie jak potrafimy wszystko wypowiedzieć za pomocą alfabetu składającego się z 26 liter, tak życie na samym swym początku nie wymagało dla potrzeb pierwotnego gaworzenia ani wielu elementów, ani bardzo złożonej organizacji. Względnie ograniczona liczba molekuł związków chemicznych opartych na węglu mogła w spontaniczny sposób przekształcić się w struktury bardziej złożone, zbudowane z tych kilkudziesięciu atomów, które następnie wchodziłyby pomiędzy sobą w reakcje poprzez miliony lat, by wreszcie spowodować powstanie większych i bardziej dopracowanych molekuł.

Mogło to w końcowym efekcie doprowadzić do powstania białek i kwasów nukleinowych, dwóch najistotniejszych dla każ-dej żywej istoty składników, a więc tego, który kieruje życiem komórek i zapewnia funkcjonowanie organizmu, oraz tego, który jest nosicielem informacji genetycznej i umożliwia jej dokładną reprodukcję. Od czego jednak wszystko się zaczęło? Bez kwasu nukleinowego białko nie miałoby sensu, nie wiedziałoby bowiem, co ma zrobić, a z kolei bez białka - kwas nukleinowy nie dysponuje żadnym środkiem działania. Dlaczego i w jaki sposób te dwa elementy materii organicznej uzyskały swe nadzwyczajne własności umożliwiające im wprowadzanie ładu oraz umiejętności reprodukcyjne i złożoną organizację, jaka jest właściwa dla istot żywych? Który z nich pojawił się pierwszy? Jest to typowy problem jajka i kury. Niektórzy z biologów usiłują rozwikłać tę zagadkę proponując rozwiązanie, w którym pierwsze molekuły organiczne miałyby właściwości zarówno białek jak i kwasów nukleinowych. W ten sposób jajko byłoby jednocześnie kurą. Można także wyobrazić sobie, że pierwsze kwasy nukleinowe nie byłyby tymi samymi, które znamy dzisiaj, mogły być przecież o wiele prostsze. Najważniejsze jest jednak to, że ich pojawienie się jest równoznaczne w decydujący sposób z zakończeniem cyklu prób zmierzającego do pojawienia się życia. Kwas nukleinowy jest przejawem tego, w jaki sposób gra przypadków doprowadziła do celu i uwieczniła powodzenie trwałości żywej materii za pomocą systemu, który jest prosty i skuteczny zarazem. Od tej chwili każda istota będzie w stanie się reprodukować w istotach do niej samej podobnych.

W dalszej kolejności białka i kwasy nukleinowe miałyby połączyć się w podstawowe komórki, otoczone błoną komórkową, lecz dysponujące mimo to możliwością wchodzenia w relacje ze środowiskiem zewnętrznym, komórki, w których pojawiłaby się w końcu organizacja mająca zdolność trwania i wymiany informacji. Wymiana taka jest bowiem jedną z najbardziej istotnych cech życia, jest tym, co zapewnia ład poprzez uniknięcie chaosu, jaki może wystąpić w każdym pozostawionym samemu sobie systemie. Życie wydaje się paradoksem przy założeniu, że prawa fizyki wymagają, by zamknięty układ w miarę upływu czasu mógł jedynie ulec dezorganizacji, jak również że nieład w bezwzględnie konieczny sposób wchodzi w miejsce ładu i to z tym większą pewnością i z tym większą szybkością im system jest bardziej złożony. Zasada ta jednak nie znajduje zastosowania w stosunku do systemów ożywionych, które, wręcz odwrotnie, są raczej kreatorami uporządkowania. Z jednej bowiem komórki może powstać wysoko zorganizowana istota, a jednostki tego samego gatunku są do siebie podobne, natomiast ewolucja zarówno roślinna jak i zwierzęca dokonywała się aż do naszych czasów ze zdumiewającą skutecznością. Najprawdopodobniej bierze się to stąd, że pierwsze istoty żywe nie były systemami zamkniętymi, lecz bardzo szybko zaczęły organizować wymianę z otoczeniem. Z chwilą kiedy już raz doszło do takich wymian, wytworzyła się równowaga uniemożliwiająca dezorganizację. Istoty żywe są systemami otwartymi, istnieją tylko dzięki relacjom utrzymywanym ze światem zewnętrznym. Absorbują pożywienie, które dostarcza im energii niezbędnej do przeżycia, wydalają odpady, przechowują informacje, jakie nieustannie gromadzą na temat tego, co wokół nich zachodzi, a czasami nawet same sterują swoim działaniem.

Komórki te doprowadziły w końcu do powstania pierwszych form życia zdolnych do reprodukowania się w podobne do siebie organizmy. Dlaczego? W jaki sposób? Na tę chwilę pozostaje to dla nas tajemnicą. Jest możliwe, iż te najistotniejsze przejścia od materii nieożywionej do prebiotycznej , a następnie do ożywionej, dokonały się zgodnie z podobną zasadą ewolucji, w trakcie licznych prób i błędów, jaka potem będzie dotyczyła świata roślinnego i zwierzęcego. Jest to ewolucja, którą można porównać do tej, jaka odbyła się w świecie materii nieożywionej, która także wyewoluowała poprzez proces samoorganizacji w równie tajemniczy dla nas sposób. Nie potrafimy jeszcze wyjaśnić ani natury, ani uzasadnienia tej ewolucji, ani też dlaczego podąża ona w kierunku skomplikowania, ani w jaki sposób prowadzi ona do istot coraz lepiej zorganizowanych, czyli do systemów coraz bardziej uporządkowanych i skutecznych zarazem.

Fragment książki "Nowe tajemnice Wszechświata", wydanej przez
Wydawnictwo WAM

Książkę można kupić w księgarni Wydawnictwa: http://ksiazki.wydawnictwowam.pl/