Biolog Michaił Nikitin: jak udowodnić, że życie na Ziemi powstało samo
Miscellanea / / April 28, 2023
Zapisz argumenty do wykorzystania w kłótni z łowcami obcych.
Już wkrótce Michaił Nikitin przemówi na konferencji ”Naukowcy kontra mity", którego organizatorem jest"ANTROPOGENESIS.RU». Tam biolog opowie o „krzemowych kosmitach”, którzy wpłynęli na powstanie naszej planety i pojawienie się na niej organizmów żywych.
W związku z tym poprosiliśmy go, aby pokrótce powiedział naszym czytelnikom, jaki pogląd na pochodzenie życia mają naukowcy i dlaczego inne punkty widzenia nie są tak spójne.
Michaił Nikitin
Co naukowcy myślą o pochodzeniu życia na Ziemi?
Najpierw zdefiniujmy, czym jest życie. Oczywiście nie można podać ściśle jednoznacznej definicji, takiej jak w matematyce. Ale komisja ekspertów NASA, prowadząca poszukiwania życia we Wszechświecie, podkreśliła następującą definicję:
Życie jest systemem chemicznym zdolnym do darwinowskiej ewolucji.
„Chemiczny” oznacza „składający się z atomów i cząsteczek i wykorzystujący reakcje między nimi”. A zdolność do darwinowskiej ewolucji charakteryzuje obecność czterech warunków koniecznych i wystarczających:
- Reprodukcja.
- Dziedziczność (potomstwo jest podobne do rodziców).
- Mutacje (potomstwo nadal nieznacznie różni się od rodziców).
- Selekcja (prawdopodobieństwo dalszej reprodukcji zależy od mutacji).
Komórka
Dziś komórka jest uważana za najmniejszą elementarną jednostkę życia. Istnieją oczywiście wirusy, które są znacznie prostsze, mniejsze i również zdolne do darwinowskiej ewolucji. Ale wszystkie pasożytują na komórkach iw naturze nie można ich rozdzielić.
W tym przypadku logiczne jest założenie, że życie powstało wraz z pojawieniem się komórki. Jednakże, biolodzy są co do tego duże wątpliwości.
RNA
Obecnie powszechnie uważa się, że kiedyś istniały żywe organizmy prostsze nawet od komórek.
Zgodnie z tą hipotezą najbardziej prymitywne formy życia wykorzystywały tylko jeden z istniejących rodzajów biopolimerów - cząsteczkę RNA. Dla porównania: do pracy współczesnych komórek potrzebują już trzech: RNA, DNA i białek.
Ale w erze przedkomórkowej wszystkie funkcje musiały być wykonywane tylko przez RNA. Przyspieszała reakcje chemiczne zamiast białek i działała jako repozytorium dziedzicznej informacji zamiast DNA.
Tak było, dopóki niektóre formy życia nie opanowały nowych technologii - syntezy białek i DNA. Zrobiwszy to, stały się komórkami, które teraz tworzą wszystkie żywe istoty (z wyjątkiem wirusów). A inne formy nie mogły z nimi konkurować i wymarły.
Związki chemiczne
Przed światem RNA planeta Ziemia nie był nowoczesny. Niektórym naukowcom udało się zasymulować warunki panujące w tym momencie i prześledzić spontaniczne powstawanie życia.
Jednym z pierwszych takich eksperymentów był eksperyment Millera-Ureya, przeprowadzony w latach pięćdziesiątych XX wieku. Naukowcy wzięli mieszaninę gazów – metanu, amoniaku i wodoru – i wprowadzili je do skomplikowanej szklanej instalacji. Po jednej stronie miała termos z podgrzaną wodą, po drugiej otwór, przez który uchodziła para. Przylutowano tam elektrody, które przepuszczają wyładowania imitujące błyskawice. Następnie para dostała się do lodówki, gdzie mogła się skraplać.
Kilka tygodni po rozpoczęciu eksperymentu naukowcy zauważyli, że w wodzie w takich warunkach powstają aminokwasy - elementy budulcowe białek - i niektóre inne cząsteczki, z których składają się żywe organizmy.
Stało się to bardzo ważną obserwacją. Jednak teraz jego znaczenie zostało ponownie przemyślane. Uważa się, że warunki, które odtworzyli Miller i Urey, nie są podobne do ziemskich, ale do tych, które panowały w obłoku protoplanetarnym, z którego powstał Układ Słoneczny. Ponieważ, jak się później dowiedzieliśmy, Ziemia nigdy nie miała atmosfery złożonej z metanu i amoniaku.
Nawiasem mówiąc, aminokwasy, które powstały w aparacie Millera, są bardzo podobne do tych, które faktycznie znajdują się w niektórych meteorytach.
Po tym doświadczeniu inni naukowcy również próbowali symulować powstawanie substancji organicznych dwutlenek węgla, który dominował w atmosferze starożytnej Ziemi i obecnie znajduje się w dużych ilościach w atmosfera Mars i Wenus.
Eksperymentowali z kryształami siarczku cynku, który po naświetleniu światłem słonecznym w wodzie przywraca dwutlenek węgla i przekształca go w kwas mrówkowy, octowy, jabłkowy, a po dodaniu azotu w aminokwasy.
Ponadto przeprowadzono eksperymenty mające na celu uzyskanie elementów budulcowych DNA - nukleotydów i zasad azotowych. Na przykład Carl Sagan w latach 60. był w stanie uzyskać ten ostatni z kwasu cyjanowodorowego, substancji, która powstawała w beztlenowej atmosferze starożytnej Ziemi. Teraz kwas cyjanowodorowy jest również szeroko rozpowszechniony w kosmosie - na przykład w kometach lub na współczesnym Tytanie, satelicie Saturna.
Pierwiastki chemiczne
Te pierwiastki chemiczne, które wykorzystuje ziemskie życie, należą do najpowszechniejszych we wszechświecie. Są to węgiel, azot, tlen, wodór, magnez, siarka, żelazo.
Oprócz nich za wspólne uważa się również inne trzy elementy, które nie brały udziału w spontanicznym powstawaniu życia na Ziemi. Są to hel i neon, które nie są zdolne do reakcji chemicznych, a także krzem, który staje się aktywny dopiero w bardzo wysokich temperaturach.
Te pierwiastki chemiczne istniały przed pojawieniem się Ziemi i Układu Słonecznego. Ich skład został utworzony przez pierwszą generację gwiazd w wyniku reakcji termojądrowych. Tak więc zaraz po Wielkim Wybuchu Wszechświat składał się tylko z wodoru, helu i litu i dopiero wtedy pojawiły się cięższe pierwiastki.
Oddziaływały ze sobą w przypadkowej kolejności i doprowadziły do powstania związków chemicznych, wśród których były aminokwasy i zasady azotowe, o których wspominaliśmy powyżej.
Spontaniczne generowanie życia
W procesie powstawania życia z materii nieożywionej z pewnością połączono przypadek i prawidłowość. Ewolucja biologiczna działa tylko wtedy, gdy występują zarówno mutacje, jak i naturalna selekcja. Życie najprawdopodobniej również powstało spontanicznie w oparciu o tę zasadę.
Najprawdopodobniej przed nadejściem rozmnażania istniał jakiś rodzaj doboru naturalnego. Na przykład zasady azotowe w RNA i DNA, takie jak adenina, cytozyna, guanina i uracyl, wyróżniają się spośród innych pokrewnych cząsteczek ze względu na ich wysoką odporność na promieniowanie ultrafioletowe.
Następnie losowo połączono je w łańcuchy RNA. A ten, który mógł zwiększyć prawdopodobieństwo własnego kopiowania, zaczął reprodukcję, dobór naturalny i darwinowską ewolucję. I wtedy zaczęły się naturalne komplikacje w kierunku komórek.
Dlaczego kosmici lub Bóg nie mogli stworzyć życia
Gdyby życie nie powstało samo z siebie, obie cywilizacje mogłyby mu w tym pomóc kosmiciktórzy przybyli na Ziemię, czy jakieś istoty nadprzyrodzone. Na przykład Bóg. Przyjrzyjmy się bliżej tym teoriom.
kosmici
Udowodniono, że Wielki Wybuch miał miejsce około 13,5 miliarda lat temu. Wiek życia na Ziemi jest dość solidny w porównaniu z wiekiem wszechświata. Ewolucja od drobnoustrojów do czujących istot, Homo sapiens, trwała około 4 miliardów lat.
Prawdopodobnie zajęłoby to kosmitom mniej więcej tyle samo czasu. I ledwo mogli nas wyprzedzić. Przecież po Wielkim Wybuchu nagromadzenie pierwiastków cięższych od helu - węgla, wodoru, żelaza - nie nastąpiło natychmiast. Gwiazdy syntetyzują je od miliardów lat. Oznacza to, że w Galaktyce warunki do powstania układów planetarnych, na których możliwe jest życie, nie rozwinęły się natychmiast, a kosmici z trudem mieliby czas, by stać się przestrzeń cywilizacja przed nami.
Ale nawet jeśli w jakiś sposób im się to udało, to pojawia się naturalne pytanie: jak powstało ich życie? Jeśli jest sobą, to dlaczego nie rozważamy tej możliwości w odniesieniu do życia na Ziemi?
Bóg
Ponieważ nie mamy bezpośrednich dowodów na to, co Bóg może, a czego nie może zrobić, jest oczywiście o wiele trudniej znaleźć tutaj argumenty. Kreacjoniści zawsze będą w stanie wymyślić opcję, dla której nie będą pracować, ponieważ „niezbadane są drogi Pana”.
Ale osobiście na przykład przekonują mnie względy estetyczne. Bóg jest opisany jako istota superinteligentna. Jednak jednocześnie w urządzeniu żywych organizmów jest wiele szczegółów, których żaden rozsądny projektant nie byłby w stanie wykonać.
Tylko głupiec przyznałby się na przykład do obecności nerwu krtaniowego wstecznego u ssaków.
Przechodzi od mózgu do mięśni krtani i jednocześnie tworzy pętlę, schodząc najpierw do serca, omijając łuk aorty i wznosząc się z powrotem. W rezultacie, na przykład, do normalnego funkcjonowania żyrafy potrzeba 5 dodatkowych metrów włókna nerwowego. Jednocześnie będzie cierpieć z powodu opóźnienia w czasie przesyłania sygnału.
Oczywiste jest, że gdyby zwierzęta zostały stworzone przez istotę rozumną, nie popełniłaby takiej głupoty. Taka struktura znacznie bardziej przypomina wynik ewolucji ssaków od ich rybopodobnych przodków. Te nie miały szyi, serce znajdowało się blisko głowy, a odpływ krwi z serca odbywał się dzięki kilku parom naczyń skrzelowych. Dlatego śledzenie nerwu wokół nich wydawało się normalne i nie stanowiło problemu. A potem ryby przybyły na ląd, straciły skrzela, a niektórzy z ich potomków mieli cienką, długą szyję. Im dalej, tym bardziej ten projekt zaczął przeszkadzać, ale nie mogli już odmówić.
Niektórzy kreacjoniści promują inną ideę: Bóg tylko wywołał Wielki Wybuch, a potem nie dotknął wszechświat. W XVII-XIX wieku wielu naukowców też tak uważało. Na przykład, kiedy Napoleon zapytał Laplace'a: „Gdzie jest Bóg w twoich teoriach?” - astronom odpowiedział: „Nie potrzebuję tej hipotezy”.
Ale nawet jeśli Pan naprawdę nie ingerował w nic po Wielkim Wybuchu, to dlaczego jest to sprzeczne z ideą ewolucji? Czym zasadniczo różni się ta wersja kreacjonizmu od naukowy obrazy świata?
Dlaczego życie nie powstaje teraz na innych planetach?
Planety podobne do Ziemi o twardej kamiennej powierzchni, których nie ma na gazowych olbrzymach Jowiszu i Saturnie, w Układ Słoneczny cztery: Ziemia, Wenus, Merkury i Mars.
Zarówno teraz, jak i wcześniej, na Wenus było za gorąco: jest tam 450°C, aw takich warunkach ołów łatwo się topi. W tak wysokich temperaturach nie przeżywają nawet najbardziej ekstremofilne drobnoustroje, a białka, RNA i DNA ulegają bardzo szybkiemu zniszczeniu.
Rtęć jest bardzo gorąca w ciągu dnia - do 400 ° C, a zimna w nocy - do -170 ° C. Nie ma atmosfery ani wody.
Współczesny Mars też nie jest zbyt gościnny: jest tam zimno, jak w Norylsku, i sucho, jak na pustyni Namib, plus promieniowanie. Jednak na tej planecie jest wystarczająco dużo śladów, że w starożytności istniała woda w stanie ciekłym, gęstsza atmosfera i wyższe temperatury, dość znośny.
Faktem jest, że wszystkie planety typu ziemskiego powstały w wyniku zderzenia mniejszych obiektów - embrionów planetarnych. W tych momentach wydzielało się dużo ciepła, przez co ich powierzchnie były bardzo gorące. Ziemia również przeszła przez etap oceanu magmy, po czym ochładzała się przez długi czas - być może nawet do 300 milionów lat.
Ponieważ Mars jest mniejszy, jego zderzenia z zarazkami planetarnymi nie były tak energiczne i ochładzał się szybciej.
Najważniejsze jest to, że mogło mieć warunki nadające się do zamieszkania 100-200 milionów lat wcześniej niż nasza planeta. Ale nie ma na to bezpośrednich dowodów.
Możliwe, że jesteśmy Marsjanami. W końcu pierwsze żywe formy mógł się tam pojawić, a potem lecieć na Ziemię z meteorytami.
Teraz, gdy Mars jest suchy i zimny, albo w ogóle nie ma tam życia, albo bardzo dobrze ukrywa się gdzieś w głębi, pod powierzchnią. Jednym z dowodów na to mogą być okresowo pojawiające się w atmosferze zanieczyszczenia metanem – jest to gaz, który szybko rozkłada się w atmosferze. Jeśli zostało znalezione, to na planecie musi istnieć jakieś aktywne źródło - na przykład drobnoustroje metanogenne.
Jak możesz je przyspieszyć? ewolucja? Aby to zrobić, musisz zrzucić jakieś lodowe ciało o średnicy około 500 km z Marsa na Marsa. Pasy Kuipera. Dostałaby się tam wystarczająca ilość wody, aby utworzyć ocean, a energia z takiego zderzenia prawdopodobnie ogrzałaby planetę i pobudziła jej już zamrożoną aktywność geologiczną. Ale jasne jest, że prawdopodobieństwo tego jest znikome.
Jeśli chcemy, aby Mars nadawał się do zamieszkania, to musimy wziąć sprawy w swoje ręce i dostarczyć tam wodę w postaci mniejszych kostek lodu, a następnie sztucznie przywrócić pole magnetyczne na planecie - bez niego będzie słabo chroniona przed promieniowaniem kosmicznym i zachowa wysoki poziom promieniowania przez powierzchnie.
Tak to właśnie brzmi zbyt fantastyczne.
Przeczytaj także🧐
- 7 mitów o naszym wszechświecie, które są bardzo popularne w sieci
- Astronom Vladimir Surdin: 6 kosmicznych cudów, które zadziwiają wyobraźnię
- Czy można zapobiec szóstemu masowemu wymieraniu i jak to zrobić - mówi biolog Ivan Zatevakhin