TEMA BROJA

Dubravka Marić

I bi život... / Hemijska evolucija, put do nastanka života

Spontano rađanje i seme iz vasione

Svante Arenijus

Većina drevnih civilizacija ostavila je za sobom mitove prema kojima su prva ljudska bića kreirali bogovi i demoni, kojima je ponekad pripisivano i da su stvorili druge oblike života. Međutim, nastanak života kao života, retko je smatran isključivom povlasticom božanstava. Bilo je to zato što se verovalo da makar niži oblici života mogu da nastanu spontano iz neživog materijala, što znači bez natprirodne intervencije. Otuda i ideje da crvi i insekti potiču iz mesa koje se raspada, da žabe izlaze iz blata a miševi iz žita. Ova shvatanja su se zasnivala na stvarnim zapažanjima. Najočigledniji primer je da se na mesu koje se raspada razvijaju crvi, pa je sasvim prirodno pretpostaviti i da su se crvi obrazovali iz njega. Aristotel je verovao u postojanje „spontanog rađanja“ ili onoga što se danas naziva doktrinom spontane generacije. Nju su zastupali i srednjovekovni teolozi koji su se pozivali na Aristotelovu filozofiju, kakav je bio Sveti Toma Akvinski. Ali, ne treba zaboraviti da su u spontano rađanje verovali i engleski lekar, fiziolog i biolog  iz 17. veka, Vilijam Harvi, i veliki fizičar Isak Njutn.

Prvi koji je eksperimentalno proverio da li se crvi zaista obrazuju iz mesa koje se raspada bio je italijanski lekar Frančesko Redi. On je 1668. komade mesa stavljao u nizove posuda od kojih je neke pokrivao gustom gazom, a druge nije. Utvrdio je da su se crvi pojavljivali samo u nepokrivenim sudovima. Redi je zaključio da su se ono razvili iz sićušnih jajašaca koja su muve prethodno položile na meso. Tvrdio je da bez muva i njihovih jajašaca meso nikada ne bi proizvelo crve, bez obzira na to koliko dugo bi se raspadalo i trulilo. Mikroorganizmi su otkriveni još za njegovog života. Ipak, mnogi naučnici su smatrali da bar ovi oblici života potiču od mrtve materije zato što bi čak i meso koje je bilo pokriveno gazom uskoro bilo puno mikroorganizama. Zato ne začuđuje što je verovanje u mogućnost spontane generacije ostalo aktuelno još dva stoleća nakon Redijevih ogleda.

Njegov zemljak, fiziolog i biolog Lazaro Spalancani, prvi je ozbiljnije posumnjao u doktrinu spontane generacije. On je 1765. izvršio eksperimente sa sterilizovanim mesnim sokom u staklenim bocama sa uskim grlom. I dok je jedne odmah zapečatio tako što je rastvorio grlić na plameniku, druge je samo začepio plutom, a treće je ostavio otvorenima. Videvši da se bakterije nisu razvile samo tamo gde je posuda bila zapečaćena, zaključio je da one nisu mogle da nastanu spontano iz mesnog soka, odnosno da su do drugih boca stigle kroz vazduh. Međutim, ni ovo nije ubedilo zagovornike ideje o spontanom rađanju, koji su smatrali da je ključanje uništilo neki „vitalni princip“ i da se u Splancanijevim otvorenim flašama zbog toga nije razvio nikakav mikroskopski život.

Životonosno seme

Slične eksperimente, ali sa flašom u obliku latiničnog slova „S“, kao „zamke“ kroz koju ne mogu da prođu čestice prašine i mikroorganizmi, sproveo je u 19. veku čuveni mikrobiolog i hemičar Luj Paster. On je pokazao da se u sterilizovanim i zapečaćenim flašama nikada ništa ne razvija, kao i da - za razliku od njih - u sterilizovanim ali otvorenim bocama, mikroorganizmi mogu da nastanu. Paster je opovrgnuo gledište o poreklu života staro više od dve hiljade godina, uvođenjem zakona biogeneze, prema kome svako živo biće nastaje od drugog živog bića putem razmnožavanja.
Ali, krajem 19. veka, neki naučnici su otišli u drugu krajnost i život učinili večitim tako što su oživeli još jednu antičku ideju. Bila je to teorija o panspermiji ili sveprisutnosti životonosnog „semena“ u kosmosu. Najozbiljniju varijantu ove teorije do tada razvio je švedski hemičar Svante Arenijus. On je 1907. objavio knjigu „Svetovi u nastajanju“, gde je prikazao Univerzuum u kome život uvek postoji i putuje kroz vasionski prostor, neprekidno naseljavajući nove planete. On se širi u obliku spora koje su nekako pobegle iz atmosfere planete i potisnute su kroz prostor pomoću pritiska sunčeve svetlosti. Arenijus je smatrao i da spore stalno putuju kroz međuzvezdani prostor, tako što su potiskivane svetlosnom radijacijom u jednom ili drugom pravcu, sve dok ne uginu ili ne padnu na neku planetu, gde prelaze u aktivan život i takmiče se sa već prisutnim oblicima života ili iniciraju život na planeti ako on već nije prisutan, a za njega postoje uslovi.
Arenijusova teorija je na prvi pogled izgledala vrlo privlačno. Bakterijske spore, zaštićene debelom prevlakom, veoma su otporne na hladnoću i dehidrataciju i mogu dugo da opstanu u vakuumu. Osim toga, one su takvih dimenzija da na njih više može da utiče spoljašnji pritisak sunčevog zračenja nego privlačenje uzrokovano njegovom gravitacijom. Ipak, već 1910. je utvrđeno da je intenzivna ultraljubičasta svetlost, kakva postoji u međuplanetarnom prostoru, sama po sebi dovoljna da brzo ubije bakterijske spore.

Primordijalna supa

Prvo detaljno razmatranje teme o poreklu života sa potpuno materijalističkog stanovišta donela je knjiga sovjetskog biohemičara Aleksandra Oparina „Poreklo života“, koja je u Sovjetskom Savezu objavljena 1924. Pošto se ovom temom u isto vreme nezavisno bavio i britanski biolog Džon Haldejn, govori se o „hipotezi Oparin-Holdejn.“ Ona sugeriše da je život na Zemlji nastao iz mrtve materije, nizom hemijskih promena (evolucija) pa se ova hipoteza još naziva i teorijom hemijske evolucije ili teorijom primarne abiogeneze.

Američki naučnici koji su, početkom pedesetih godina, postavili teoriju o „primordijalnoj supi“ mogli su i da eksperimentalno provere svoje prethodnike. Fizikohemičar Harold Juri je u svojoj knjizi „Planete“, objavljenoj 1952. godine, napisao da se, dok se Zemlja hladila, kondenzovala vodena para koja je obrazovala okeane i ostavila atmosferu sastavljenu uglavnom od amonijaka i metana. Američki biohemičar Melvin Kelvin koji je radio na ispitivanju fotosinteze, propustio je 1951. u jednom eksperimentu zračenje visoke energije kroz smešu vode, ugljen-dioksida i vodonika. On je tom prilikom otkrio da je došlo do hemijskih reakcija u kojima se troši energija i da se prosti molekuli pretvaraju u složenije. Stenli Miler, tada diplomirani student u Jurijevoj laboratoriji, učinio je korak dalje tako što je pustio da cirkulišu voda i primarna atmosfera amonijaka, metana i vodonika preko naelektrisanja, kako bi se imitiralo ultraljubičasto zračenje Sunca. Kada je, nekoliko dana kasnije, analizirao svoj rastvor pomoću papirne hromatografije, osim prostih molekula koje je pronašao Kelvin, utvrdio je i postojanje glicina i alanina, dve najprostije amino-kiseline i neke indikacije o prisustvu jedne ili dve složenije amino-kiseline.
U to vreme ovo je bilo veliko otkriće jer se smatralo da je odgovorilo na pitanje o nastanku života na Zemlji, iako je još tada američki geolog Vilijam Rabi smatrao da bi atmosfera u tim ranim danima mogla biti sastavljena od ugljen-dioksida i azota. Kasnije se pokazalo da neki od „sastojaka“ primordijalne supe zaista nisu bili prisutni u tadašnjoj atmosferi naše planete. Ipak, na kraju je najvažnije da su rezultati ovih istraživanja ohrabrili uverenje da su se na prvobitnoj Zemlji, sa njenim toplim okeanom i atmosferom bez kiseonika, pod uticajem sunčevog i radioaktivnog zračenja, mogli graditi sve složeniji organski molekuli.

Dubravka Marić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"