Na rovinu si řekněme, že odpovědět na otázku, jak vypadal onen „okamžik O“, není lehké. Slůvek „asi“ a „domníváme se“ je v tomto výzkumu více než v jiných. I přesto ale existuje seznam faktů, za kterými si vědci stojí – vědí třeba, jak to před čtyřmi miliardami let na Zemi vypadalo. Moc hezky ne: den měl pouhých šest hodin, atmosféra připomínala přehřátý papiňák obsahující vodík, metan, amoniak, oxidy uhlíku, vodní páru, dusík a velké množství prachu – kyslík byste hledali marně. Teploty stoupají až k 200 stupňů, apokalyptickou krajinu bičují padající asteroidy a meteority a to vše doplňuje pekelná aktivita sopek. Země je vše, jen ne modrá planeta a právě kvůli těmto brutálním podmínkám hledali vědci dlouho původ pozemského života v hlubinách vesmíru (teorie tzv. panspermie). Manželé Šponerovi jsou jedni z těch, kteří se kloní spíše k myšlence, že život vznikl přece jenom tady, na Zemi. 

Jak??? 

Vraťme se zpět k sopkám, které ze svých kráterů téměř nepřetržitě funí metan a čpavek. Ze čpavku a jednoduché organické molekuly kyseliny mravenčí, při blescích nad sopkami, avšak za vysokých teplot, kdy voda ještě není tekutá, vzniká formamid. Ten se nejprve kondenzuje v malých kapkách na kamenech v okolí kráteru, ale za čas se z kapiček vytvoří jezírka a právě to je okamžik, kdy na scénu přicházejí Šponerovi s cílem objasnit, jak se v kalužích formamidu (mimochodem, dnes běžného laboratorního rozpouštědla) začala tvořit a vyvíjet RNA – kyselina ribonukleová.

RNA, kyselina ribonukleová řídí stavbu bílkovin (tedy každého živého těla) a je spojována se vznikem života – má speciální evoluční vlastnosti a jinde než v organismech dosud nebyla ve vesmíru objevena. Mnozí vědci ji považují za první živý systém na planetě Zemi, který byl schopen replikace a současně sám sebe vylepšovat. 

Život, vesmír a vůbec

Brněnská laboratoř struktury a dynamiky nukleových kyselin Biofyzikálního ústavu Akademie věd, kde Šponerovi pracují, je světovým lídrem ve studiu RNA a DNA (tedy další pro život zcela zásadní látky, kyseliny deoxyribonukleové). Oblast, které se vědecký pár teoreticky i experimentálně věnují, se nazývá „Origin of Life“. Šponerovi se snaží najít cesty, jak se první molekula RNA vůbec mohla poskládat. Laicky a velmi zhruba řečeno − hledají chybějící mezičlánky mezi jezírky tekutého formamidu a živými buňkami.

Vznik života je velmi atraktivní téma, ke kterému se vyjadřují i vědecké celebrity, jakou byl například Stephen Hawking. Ve vědecké obci navíc na toto téma panují velké spory. Díky tzv. formamidovému scénáři, tedy teorii, že evoluce začala na Zemi, bez zásahu zvenčí, právě v jezírkách páchnoucího formamidu, manžele Šponerovy část světové vědecké komunity nesnáší, další část uctívá. Mnozí jejich práci považují za průlomovou, jiní ji bouřlivě odmítají.

Judit Šponerová, Ph.D. je vedoucí vědeckou pracovnicí Biofyzikálního ústavu Akademie věd České Republiky v Brně. Zabývá se teoretickým a experimentálním modelováním problémů týkajících se původu života na Zemi a je zakladatelkou tohoto oboru v České republice. Je autorkou osmi desítek odborných článků v mezinárodních médiích.

Prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc. je vedoucím oddělení struktury a dynamiky nukleových kyselin Biofyzikální ústavu Akademie věd České republiky v Brně. Vede rovněž společný vědecký tým v rámci Regionálního centra pokročilých materiálů a technologií Univerzity Palackého v Olomouci a působí i na Masarykově univerzitě v Brně. Patří mezi celosvětově nejcitovanější české vědce a spolupracuje s desítkami zahraničních laboratoří.

Chybějící miliony

Abychom byli fér, řekněme, že formamidová cesta není jediná, kterou Šponerovi kráčejí. Na rozdíl od svých kritiků uznávají i jiné možnosti. Souběžně – a to je právě unikátní − pracují i na tzv. kyanidovém scénáři, podle kterého vznikla první molekula RNA sérií chemických reakcí z molekuly kyanovodíku. Spolu s polskými kolegy-teoretiky mají několik společných studií zabývajících se právě kyanovodíkovou cestou, s pražskými kolegy zase zkoumají mimozemské aspekty původu života či možnosti vzniku chemických látek na exoplanetách. Přiznávají, že je klidně možné, že život vznikl několika odlišnými způsoby. Evoluce totiž kráčí obvykle vícero cestami.

„V oblasti studia vzniku života vždy bude určitá spekulativnost. Nestačily by ani miliony laboratoří a miliony studentů, abychom napodobili možnosti evoluce. Chybí nám to klíčové, miliony let.“ Judit Šponerová

Vesmírný asfalt objeven!

Formamidová teorie je ale Šponerovýn nejbližší, navíc se ji, společně s pražskými kolegy z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, podařilo experimentálně potvrdit – v laboratorní kádince! Ta obsahovala formamid současně s plyny, které se dle předpokladů vědců vyskytovaly v rané atmosféře Země, a byla ostřelována extrémně silnými laserovými pulsy, které vyvolaly vznik plazmatu s vysokou teplotou (až 4 000 °C). Vědci tak demonstrovali vznik všech klíčových stavebních bloků molekuly RNA a dokázali tím, že organické látky mohou ve vesmíru (tedy i jinde než na naší planetě) vznikat úplně samovolně, v okamžiku, kdy prostě nastanou podmínky pro jejich vznik.


„Potíž je v tom, že se rodí všechny dohromady, a navíc se hned polymerizují, takže vznikne nepřehledná směs, v podstatě takový „asfalt,“ vysvětluje Jiří Šponer. „Takže až budete číst, že NASA objevila na Marsu organické látky, zůstaňte v klidu. To ještě neznamená, že to má cokoli společného se životem – často je to právě tenhle asfalt.“

Generátor života

Snem Šponerových je vytvořit v laboratoři jakýsi „generátor života“, pokus, na jehož konci bude molekula RNA, která vznikne v rámci jednoho kontinuálního experimentu, a to samovolně, pouze ze čpavku a kyseliny mravenčí za přítomnosti vhodných katalyzátorů. Pokud by tam řetěz reakcí opravdu spontánně proběhl, znamenalo by to, že v této etapě vývoje nebyl potřeba žádný nadpřirozený zásah či návštěva mimozemské civilizace. Život ve vesmíru za určitých podmínek prostě zákonitě vzniká.


Mohou se vědci v laboratoři dostat ještě dál, například až k živé buňce? Podle Šponerových se touto otázkou dostáváme za hranice lidského poznání, do oblasti, která je zmapována jen minimálně. A navíc − na cestu k živé buňce je zapotřebí čas – spousta času a nespočet pokusů. Vždyť i samotná evoluce, ta nejdokonalejší inženýrka, obojího potřebovala víc než dost.

#BRNOREGION 
Share
07. 10. 2020
Source: idnes.cz, denik.cz, GAČR   Photos: NASA, Archiv Jiřího Šponera

zůstaňme v kontaktu

Nenechte si ujít to nejdůležitější z našeho regionu! Stačí se přihlásit k newsletteru.
Odebírat
Musíte souhlasit se zpracováním obchodních podmínek.

Další články

Tyto stránky používají soubory cookies, abychom se ujistili, že získáte nejlepší zážitek na našich webových stránkách. Další informace