Teksaso technologijų universiteto muziejaus paleontologijos kuratorius prof. Sankaras Chatterjee yra įsitikinęs, kad rado teisingą atsakymą į gyvybės kilmės klausimą, mat sujungė gyvybės cheminės evoliucijos teorijas su duomenimis, pasakojančiais apie Žemės ankstyvąją geologiją, rašo phys.org.
„Tai – rimčiau nei rasti bet kokį dinozaurą. Tai yra atsakymas, kurio visi taip ilgai ieškojome. Tai yra mokslo Šventasis Graalis“, - džiūgavo mokslininkas.
Besiformuojant Žemei, prieš 4 mlrd. metų, ji buvo nuolat bombarduojama sunkių kometų ir meteoritų, kurie paliko didžiulių kraterių. Juose buvo ne tik vandens, bet ir esminių cheminių elementų, iš kurių sudaryta gyvoji gamta, taigi tie krateriai buvo idealūs indai cheminiams elementams koncentruoti ir virinti, kad susidarytų pirmi paprasčiausi organizmai.
Savo teoriją paleontologas viešai pristatė trečiadienį, spalio 30 dieną, 125-ame kasmetiniame Amerikos geologijos bendruomenės suvažiavime Denveryje (JAV).
S. Chatterjee mokslo pasaulyje jau yra išgarsėjęs kaip mokslininkas, išsiaiškinęs, kaip senovėje skraidė gyvūnai ir atradęs Šyvos meteorito kraterį, kurį paliko 40 km skersmens meteoritas, smogęs į Žemę toje vietoje, kur dabar yra Indijos vandenynas ties rytiniu Indijos krantu. Jo tyrimo metu buvo nustatyta, kad šis gigantiškas meteoritas Žemę prieš 65 mln. metų atakavo kartu su Chicxulubo meteoritu, kuris krito netoli dabartinės Meksikos, prieš 65 milijonus metų ir išnaikino dinozaurus.
Ironiška tai, kad paskutinis S. Chatterjee tyrimas parodė, jog meteoritai gyvybę gali ne tik atimti, bet ir sukurti. Mokslininkas tvirtina, kad meteoritų ir kometų smūgiai tikriausiai atnešė būtinus ingredientus ir sudarė sąlygas, reikalingas gyvybei Žemėje atsirasti. Paleontologas, ištyrinėjęs tris planetos vietas, kuriose rasta pačių seniausių fosilijų, yra įsitikinęs, kad žino, kaip hidroterminiuose kraterių baseinuose gimė pirmieji vienaląsčiai organizmai.
„Kai maždaug prieš 4,5 mlrd. metų susiformavo Žemė, tai buvo sterili planeta, nesvetinga visiems gyviems organizmams. Tai buvo kunkuliuojantis katilas, kuriame vienas po kito sproginėjo ugnikalniai, lijo meteorais, o planetos paviršių gaubė karštos, nuodingos dujos. Bet jau prieš milijardą metų tai buvo rami, vandeninga planeta, kurioje knibždėjo mikrobinė gyvybė – visų dabartinių gyvių protėviai“, - pasakojo mokslininkas.
„Daugelį metų ginčas apie gyvybės kilmę koncentravosi ties gyvųjų ląstelių evoliucija iš organinių molekulių vykstant natūraliam procesui“, - sakė mokslininkas, kurio pateiktoje hipotezėje nurodomi keturi didėjančio sudėtingumo žingsniai – kosminis, geologinis, cheminis ir biologinis.
Dauguma mokslininkų mano, jog gyvybė atsirado giliai po vandeniu esančiuose hidroterminiuose šaltiniuose. Maždaug prieš keturis milijardus metų Žemė jau buvo vandeninga planeta: vandenynai tyvuliavo nuo vieno ašigalio iki kito. Bet tokiu atveju bet kokia gyvybės susidarymui reikalinga aplinka būtų smarkiai praskiesta. Taigi, tam reikėjo nuo vandens telkinių atskirto baseino.
Kosminiame etape, prieš 4,1-3,8 mlrd. metų, vis dar besiformuojanti Žemė ir visa Saulės sistema kasdien buvo bombarduojama uolingų asteroidų bei ledo kometų. Plokščių tektonika, vėjas ir vanduo paslėpė visus šio ankstyvojo periodo kataklizmų pėdsakus, tačiau Marso, Veneros ir Merkurijaus bei Mėnulio paviršius išraižę krateriai byloja apie tai, kokie galingi kadaise buvo meteoritų lietūs.
Didesni meteoritai galėdavo sukurti net 550 km skersmens kraterius, kurie netyčiomis tapo idealiais katilais. Šie meteoritai pramušdavo Žemės plutą ir sukurdavo vulkaninės energijos šildomus hidroterminius geizerius. Be to, jie į Žemę atnešė ir esminius gyvybės cheminius elementus, kurie kraterių baseinuose galėjo koncentruotis ir polimerizuotis.
Ištyręs seniausių uolienų su fosilinėmis liekanomis aplinkas Grenlandijoje, Australijoje ir Pietų Afrikoje, S. Chatterjee pareiškė, jog tai galėtų būti senovinių kraterių liekanos ir būtent tie taškai, kur tamsioje, gilioje karštoje aplinkoje gimė gyvybė.
Dėl nedidelio atstumo tarp Žemės ir Saulės, mūsų planetoje nukritusios kometos ištirpdavo ir užpildydavo kraterius vandeniu bei kitomis medžiagomis. Tokiu būdu prasidėjo geologinis gyvybės atsiradimo etapas. Baseinams besipildant vandeniu, geoterminiai šaltiniai kaitino vandenį ir sukūrė konvekcines sroves. Vanduo nuolat judėjo ir susidarė tiršta pirmapradė cheminių elementų sriuba.
„Geologinis etapas nusako ypatingas tamsias, karštas, izoliuotas kraterių baseinų aplinkas, kuriose veikusios geizerių sistemos atliko gyvybės inkubatorių vaidmenį. Tose vietose vyko organinių molekulių segregacija ir koncentracija, skatinama konvekcinių srovių – panašių, kokias dabar galime aptikti vandenynų dugne, bet tuo pačiu ir visai kitokių. Tai buvo labai keistas, izoliuotas pasaulis, kuris vertinant iš dabartinės pozicijos galėjo atrodyti kaip dvokiantis pragaras, pilnas vandenilio sulfido, metano, azoto oksido ir garų, kurie teikė gyvybinę energiją“, - tęsė S. Chatterjee.
Tuomet, pasak mokslininko, prasidėjo cheminis etapas. Vandenį maišantis karštis krateriuose sumaišė cheminius elementus, o vykstant šiam procesui paprasti junginiai išaugo į didesnius, sudėtingesnius.
Labiausiai tikėtina, kad kraterių baseinų plyšeliai ir poros veikė tarsi paprastų RNR bei baltymų molekulių koncentravimo taškai. Skirtingai, nei vyraujanti teorija, kuri tikina, kad pirmiau atsirado RNR, o vėliau gimė baltymai, S. Chatterjee įsitikinęs, jog RNR ir baltymai atsirado vienu metu bei buvo atskirti ir apsaugoti nuo aplinkos.
„Dvejopa „RNR/baltymų“ pasaulio kilmė geizerių aplinkoje yra labiau tikėtina nei RNR pasaulio atsiradimas. RNR molekulės yra labai nestabilios. Geizerių aplinkoje jos greitai skiltų. Kad pirmykštė RNR daugintųsi ir metabolizuotų, buvo reikalingi tam tikri katalizatoriai, pavyzdžiui, paprasti baltymai. Be to, amino rūgštys, iš kurių susidaro baltymai, galėjo atsirasti paprasčiau nei RNR komponentai“, - tikina paleontologas.
Tiesa, lieka klausimas – kaip pirmykštėje cheminių junginių sriuboje laisvai plaukiojančios RNR ir baltymų molekulės nuo aplinkos atsitvėrė membranomis. S. Chatterjee įsitikinęs, kad šiuo atveju yra teisinga Kalifornijos universiteto (JAV) profesoriaus Davido Deamerio hipotezė, kad membranoms sudaryti reikalingos medžiagos taip pat buvo pirmykštėje cheminių junginių sriuboje. D. Deameris iš 1969 m. Australijoje nukritusio Murchisono meteorito sugebėjo išskirti pūsleles su riebiosiomis rūgštimis. Šie kosminiai riebalų burbuliukai, išgauti iš meteorito, yra panašūs į ląstelių membranas.
„Šias riebalines medžiagas į ankstyvąją Žemę užnešė meteoritai. Jos kraterių baseinuose plūduriavo vandens paviršiuje, tačiau dėl konvekcinių srovių buvo nunešamos ir į dugną. Kažkuriuo šio proceso metu, bėgant milijonams metų, tokia riebalinė membrana galėjo kaip muilo burbulas apgaubti paprastas RNR ir baltymų molekules. RNR ir baltymų molekulės pradėjo sąveikauti ir bendrauti tarpusavy. Galų gale atsiradusi DNR nustūmė RNR į šoną, nes tai yra gerokai stabilesnis darinys. O išsivysčius genetiniam kodui pradėjo dalintis ir pirmosios ląstelės“, - savo hipotezę dėstė profesorius.
Galutinis biologinis gyvybės raidos etapas nusako besidalinančių ląstelių kilmę, joms pradėjus saugoti, apdoroti ir perdavinėti genetinę informaciją dukterinėms ląstelėms. Vyko be galo daug kombinavimųsi, didžioji dalis tokių kombinacijų buvo nefunkcionalios. Ir tik po daugelio bandymų gamta, kurią galima tik sąlyginai vadinti gyvąja, įveikė dauginimosi paslaptį ir pradėjo vykti atrankos procesai.
„Šios pirmosios savarankiškos ląstelės yra labai imlios Darvino evoliucijai. Pirmųjų ląstelių atsiradimas ankstyvojoje Žemėje buvo ilgos istorijos su ankstesniais cheminiu, geologiniu ir kosminiu procesais, atomazga“, - sako mokslininkas.
S. Chatterjee taip pat įsitikinęs, kad šiuolaikiniai RNR virusai ir baltyminiai prionai, sukeliantys mirtinas ligas, tikriausiai yra evoliucinis primityvių RNR ir baltymų molekulių reliktas. Gali būti, kad tai yra pačios seniausios ląstelinės dalelės, atsiradusios anksčiau už pirmąją ląstelinę gyvybę. O išsivysčius ląstelinei gyvybei RNR, virusai bei prionai tapo tarsi nereikalingais, bet išliko kaip gyvųjų ląstelių parazitai.
Pasak S. Chatterjee, gyvybės atsiradimo teorijų esminis trūkumas yra tai, jog jos nesiūlo galimybių atlikti eksperimentus, kurių metu galėtų susidaryti ląstelės. Tačiau, pasak paleontologo, galima būtų atlikti eksperimentą, kuriuo būtų atkurtos pirmykščio dar negyvo pasaulio sąlygos. Jis galėtų patvirtinti arba paneigti jo hipotezę.
„Jeigu ateityje vykdant eksperimentus su prie membranos besijungiančiais RNR virusais ir prionais pavyktų sukurti sintetinę protoląstelę, būtų atskleisti gyvybės atsiradimo pirmykštėje Žemėje keliai“, - svarstė mokslininkas.
