Życie przyszło wcześniej?

Tomasz Rożek

GN 10/2015 |

publikacja 05.03.2015 00:15

Badanie historii życia na Ziemi (nie mówiąc o innych globach) jest równie pasjonujące co trudne. Trzeba cofnąć się o miliardy lat po to, by znaleźć komórkę. Albo efekt jej działania. W „Nature” ukazał się właśnie artykuł, który potwierdza, że pomyliliśmy się o, bagatela, miliard lat.

Życie przyszło wcześniej? Fabrizio Villa /polaris images/east news

Tak, życie mogło pojawić się na Błękitnej Planecie miliard lat wcześniej, niż przypuszczaliśmy. Jak w ogóle bada się bakterie sprzed miliardów lat? Cóż, nie ma szans na znalezienie skamieliny jednokomórkowca (tak jak znajduje się skamieliny dużo później żyjących dinozaurów). Można jednak badać skład atmosfery prastarej Ziemi i doszukiwać się w niej śladów działalności bakterii.

Aż tak stare?

Z takiej właśnie analizy, którą zajęli się badacze z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, wynika, że życie na naszej planecie mogło funkcjonować miliard lat wcześniej. Naukowcy analizowali ponad 50 próbek skał z różnych rejonów świata. Skał, które formowały się, gdy Ziemia była bardzo młodą planetą. Analiza chemiczna wykazała, że azot w nich znajdowany „nosi ślady” działalności bakterii.

Co to konkretnie oznacza? Azot zwykle występuje w dwuatomowych cząsteczkach. W tej formie jest bardzo trudny do przyswojenia przez organizmy żywe i dlatego bakterie znalazły sposób, by cząsteczkowy azot rozbijać na pojedyncze atomy. Ten proces jest związany z działalnością specyficznych enzymów we wnętrzu komórek bakteryjnych. I właśnie taki „pocięty” przez bakterie azot znajdowano w prastarych skałach. Analiza ich wieku wskazuje na to, że bakterie mogły być obecne na Ziemi już 3,2 mld lat temu, czyli o miliard lat wcześniej, niż dotychczas przypuszczano. Co z tego wynika? Jeżeli te wyniki potwierdzą się, myliliśmy się co do warunków, jakie panowały na Ziemi w czasach, gdy ta miała zaledwie 1,3 mld lat. Dotychczas uważano, że warunki, jakie panują na tak młodym globie, dla życia są nieprzyjazne. Może się jednak okazać, że było inaczej. Oczywiście badania muszą zostać powtórzone, najlepiej według innej metodologii i z innymi próbkami, ale to, co opublikowało „Nature”, jest bardzo interesujące. W cytowanych analizach zajmowano się momentem, w którym żywe organizmy pojawiły się na Ziemi. Badania nie obejmowały odpowiedzi na pytania, skąd się tutaj znalazły albo jak powstały.

Cegiełki w kolbie

Odpowiedzi nie ma do dzisiaj. Życie mogło się wykształcić na Ziemi, mogło to zrobić gdzieś poza Ziemią i przybyć do nas np. we wnętrzu komety albo meteorytu. Jest i trzecia opcja, że powstało równocześnie i u nas, i w kosmosie. Każdy z tych scenariuszy jest niemal równie prawdopodobny. Nie ma wątpliwości, że w atmosferze młodej planety były wszystkie składniki potrzebne do tego, by powstały cegiełki życia. Pokazał to w dość przekonującym eksperymencie w 1953 roku prof. Stanley Miller z Uniwersytetu Stanu Kalifornia. „Wyprodukował” on w ogromnej szklanej kolbie, w której stworzył warunki, jakie panowały w atmosferze wczesnej Ziemi, aminokwasy, czyli cegiełki białek. Te ostatnie są z kolei rusztowaniem dla życia. Pomiędzy „wyprodukowaniem” aminokwasów a powstaniem życia jest jednak duża różnica. Jak z cegiełek powstał budynek? Nawet tak niewielki jak komórka? Na to nauka nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Proces powstawania życia jest najpewniej bardzo powolny i nie sposób go zaobserwować w laboratorium. Poza tym na Ziemi miał już miejsce. Czy życie wciąż u nas powstaje z elementów podstawowych? A jak to sprawdzić, skoro trudno na planecie znaleźć miejsce, które nie byłoby już zasiedlone? Nie sposób procesu powstawania życia zaobserwować także na innych globach. Teleskopy kosmiczne czy sondy badawcze są zbyt mało zaawansowane, by za ich pomocą prowadzić tego typu badania. Lądowniki, które wysyłamy na inne globy, są zbyt mało dokładne, by zebrać materiał i wiarygodnie go przeanalizować. Kilka lat temu przeprowadzono eksperyment, w ramach którego na jednej z ziemskich pustyń przetestowano łaziki marsjańskie, które w latach 70. i 80. XX wieku szukały wody i życia na Marsie. Okazało się, że żaden z tych łazików nie wykazał istnienia życia na ziemskiej pustyni, podczas gdy nawet w najsuchszym miejscu planety życia jest pełno.

Znajdziemy odpowiedź

Badacze początków życia muszą rozwiązać niezwykle trudny rebus. Trzeba nie tylko znaleźć miejsce, które prawie 4 miliardy lat temu spełniało odpowiednie warunki chemiczne i fizyczne, ale także miejsce, w którym te warunki trwały przez dłuższy czas. Części składowe pierwszych żywych organizmów potrzebowały czasu, by „zlepić się w całość”. Stąd jest mało prawdopodobne, by życie powstało w ziemskiej atmosferze (np. w chmurach). Pierwsze ziemskie organizmy żywe nie mogły powstać także na suchym lądzie, nie mówiąc już o terenach pustynnych. To musiały być miejsca, gdzie jest sporo wody i gdzie ta woda występuje na stałe. Tylko czy to były płytkie bajorka, jakieś rozlewiska z ciepłą, ogrzaną przez promienie słoneczne stojącą wodą, czy raczej głębiny mórz i oceanów? Odpowiedź znajdziemy, ale… przyjdzie na nią jeszcze długo poczekać.•