Pochodzenie życia

W Afryce Południowej i Australii odkryto ślady ropy naftowej i gazu ziemnego sprzed niemal 2mld lat; pozwala to sądzić, że prekambryjskie mikroorganizmy musiały być znacznie liczniejsze niż przypuszczano. Pierwsze wielokomórkowe, co zaskakujące pojawiły się znacznie później. Na podstawie istniejącej dokumentacji paleontologicznej (1999 r.) zakłada się, że jednokomórkowe rozmnażające się płciowo pojawiły się przed około miliardem lat, ewentualnie wcześniej. W 1940 r. w Południowej Australii (wzgórza Ediacara, Góry Flindersa – stąd są to tzw. skamieliny ediakarańskie) odkryto pierwsze przekonujące dowody kopalne na istnienie organizmów złożonych w późnym prekambrze, przed 620mln lat. Zdania na temat tych archaicznych istot są podzielone, a opinie często skrajnie odmienne; niektórzy uważają je za całkowicie wymarłą grupę, swoisty chybiony eksperyment ewolucji, czyli nie są to ani organizmy zwierzęce, ani roślinne. Są też opinie, że przynajmniej niektóre mogły przynależeć do różnych grup bezkręgowców, m.in. wśród fauny Ediacara można umieścić przodków piórówek, stawonogów i pierścienic. Symulacje i próby laboratoryjne fosylizacji sugerują, że ciała przedstawicieli ówczesnej fauny były znacznie sztywniejsze od meduzy; dziś podobne ślady mogłyby zostawić w piaskowcu porosty. Powstanie organizmów wielokomórkowych oraz różnicowanie ich grup przypadło na okres pomiędzy 600mln lat, a miliardem lat wstecz.

O powierzchni planety w tych zamierzchłych czasach nie bardzo można się wiarygodnie wypowiadać, gdyż najwcześniejsza silnie uzasadniona rekonstrukcja sięga ledwie 600mln lat wstecz. Jednak już przed około 4mld lat temu lżejsze krzemianowe skały skorupy mogły wypiętrzać się w wyspy. Na początku wendu (koniec prekambru) północną półkulę niemal w całości zajmował ocean, na południowej rozpościerał się jeden duży kontynent zwany Gondwaną (obejmował dzisiejszą Afrykę, obie Ameryki, części Azji) oraz wolno dryfujące (w cm/rok) niewielkie fragmenty przyszłych kontynentów. Tak więc około 620mln lat temu istniały dwa główne masy lądowe: Gondwana Południowa z Laurencją i znacznie mniejsza Gondwana Północna (Indie, Antarktyda, Australia); obszary obecnie tropikalne, m.in. zachodnia Afryka, część Ameryki Południowej, znajdowały się w pobliżu bieguna południowego, były silnie zlodowacone. Swobodnie można więc uznać ówczesny glob za pokryty lądem z olbrzymim słonym jeziorem lub też za planetę typu oceanicznego z wielką wyspą; wszystko kwestia stosowanej definicji. Pod koniec wendu płyty kontynentalne połączyły się na krótko w superkontynent, zwany Pannocją.

Chyba najpoważniejszym problemem biogenezy jest wyjątkowa niestabilność środowiska pierwotnej Ziemi. W rezultacie częstych impaktów o olbrzymiej sile „(...) rozwój atmosfery i hydrosfery mógł być wielokrotnie przerywany. Największe uderzenia mogły nawet powodować (...) całkowite usunięcie wcześniej rozwiniętej atmosfery i hydrosfery”.* Może właśnie dlatego przeciwnicy monofiletyzmu ukuli pogląd (polifiletyzm) zakładający wielokrotne, niezależne powstanie pierwotnej komórki w historii powstawania życia. Podobieństwa między obecnymi organizmami nie jest tym samym dowodem na wspólne pochodzenie istot, lecz wynika z użycia przez kolejne twory podobnych mechanizmów fizykochemicznych.

Kwestią sporną pozostaje stwierdzenie, gdzie, konkretnie w jakim środowisku, jakich warunkach powstało życie? Czy był to „bulion pierwotny”? Czy praatmosfera targana licznymi burzami i wyładowaniami elektrycznymi? Obrzeża źródeł wulkanicznych na dnie mórz? Każdy pogląd ma zarówno zagorzałych zwolenników jak i upartych antagonistów.

Znamienne, że nowoczesne teorie stanowią tak naprawdę powrót do koncepcji samorództwa, niszczonej opornie przez setki lat. Nowe hipotezy akceptują możliwość i wysokie prawdopodobieństwo samorództwa, ale tylko w warunkach panujących przed miliardami lat na pierwotnej Ziemi. Według Oparina protobionty były koacerwatami** zawierającymi nukleoproteidy, zaś Cairns-Smith twierdzi, że kryształami minerałów ilastych. Przyjęto więc, iż początkowo twory te były zróżnicowane pod względem struktury chemicznej, ale selekcja podczas ich ewolucji wyeliminowała wszystkie z wyjątkiem jednej kategorii. Ta dała początek współczesnym formom ziemskiego życia, co wyjaśnia jego zastanawiająca jedność. Agregaty koloidalne zaczęły współzawodniczyć o substancje wyjściowe w wyniku czego, te o korzystniejszej strukturze szybciej niż inne przyłączały nowe molekuły i dominowały ilościowo nad pozostałymi. Stopniowo powstawały cząsteczki białkowe. I dzięki temu życie jest przede wszystkim białkiem.


________________

* Multimedia: Geografia świata. Budowa i ewolucja Ziemi, Przeźmierowo 1998.

** Koacerwacja – wydzielanie się koacerwatów (in. ciekłe koagulanty) z zolu w postaci kropel zawierających znacznie więcej cząstek koloidowych w porównaniu z pozostałym roztworem. Inaczej: chemicznie jest to rozwarstwienie zolu na dwie części o zróżnicowanym stężeniu cząstek koloidowych. Koacerwaty mogą tworzyć oddzielną warstwę; budują protoplazmę komórek.