Czy wszyscy pochodzimy z Marsa?

Czy życie mogło dotrzeć na Ziemię z Kosmosu? Może z Marsa, na powierzchni meteorytów pochodzących z Czerwonej Planety? Może jesteśmy Marsjanami? Wygląda na to, że 4 miliardy lat temu na Marsie był ocean i wtedy mogło powstać tam życie.

W rzeczywistości 4 miliardy lat temu Mars był planetą o wiele bardziej sprzyjającą życiu niż Ziemia, ponieważ dzięki znacznie mniejszej masie i grawitacji przyciągał mniej dużych meteorytów. Ziemia natomiast była bezlitośnie bombardowana kometami i asteroidami, a niektóre z tych ciał miały rozmiary wystarczające, żeby - na skutek ciepła uwolnionego pod wpływem uderzenia - spowodować wyparowanie całej wody z planety, co położyłoby kres życiu, które mogło wówczas istnieć.

W pewnej chwili wielki meteoryt mógł uderzyć w Marsa, wysyłając w przestrzeń marsjańskie skały, które mogły dotrzeć do Ziemi, przenosząc na swojej powierzchni bakterie, te zaś mogły - kolejny warunek - przeżyć podróż (jak wiadomo, bakterie są niewiarygodnie odporne, ale ta podróż kosmiczna stanowiłaby dla nich poważne wyzwanie).

Życie na Ziemi pojawiło się najwcześniej 4 miliardy a najpóźniej 3,5 miliarda lat temu, zatem hipoteza o kosmicznym pochodzeniu życia w tym przedziale czasowym nie jest bezzasadna. Należałoby przeanalizować skały z tej epoki na Marsie - te sprzed 3,5 miliarda lat już zostały przebadane i nie zawierają, przynajmniej na razie tyle wiadomo, śladów życia.

Hipoteza o panspermii, według której życie dotarło na naszą planetę z Kosmosu na powierzchni ciała niebieskiego (meteorytu lub komety), ma znanych obrońców. Niektórzy poszli jeszcze dalej, na przykład Francis Crick i Leslie Orgel w 1973 roku. Ci dwaj autorzy nie wykluczali, że życie na Ziemi i w innych miejscach Wszechświata zostało zasiane ze statków kosmicznych przez cywilizację pozaziemską (byłaby to pewna forma panspermii, którą nazwali "sterowaną").

Wysyłanie mikrobów w Kosmos jest o wiele łatwiejsze niż wysyłanie zwierząt (nie mówiąc o ludziach), ponieważ ważą nieskończenie mniej. Mikroorganizmy posiadają wielką odporność, zwłaszcza jeśli ochroni się je przed promieniowaniem i utrzyma w temperaturach zbliżonych do zera absolutnego.

Z drugiej strony istnienie jedynego kodu genetycznego na Ziemi łatwiej wyjaśnić, zakładając, że życie zostało zasiane jednym tylko rodzajem organizmu, niż przyjmując, że pojawiło się na naszej planecie tylko raz, argumentowali Crick i Orgel. (...)

Jednak gdy już - w jakikolwiek sposób to nastąpiło - pojawiły się na Ziemi bakterie, najprostsze istoty żywe (...), czy wtedy została utorowana droga do ewolucji? Czy już wtedy stało się nieuniknione, że pewnego dnia pojawią się humanoidy?

Prostym sposobem rozwiązania problemu: czy coś, co się wydarzyło, było rzeczą nieuniknioną, jest sprawdzenie, ile czasu upłynęło od momentu zaistnienia koniecznych warunków wyjściowych do chwili, gdy wydarzenie rzeczywiście miało miejsce. To znaczy od chwili gdy już mogło się wydarzyć, do chwili, w której się wydarzyło.

Jeżeli upłynęło niewiele czasu, można bronić tezy, że jego zaistnienie było możliwe, a nawet nieuniknione. I odwrotnie, jeżeli upłynęło dużo czasu od zaistnienia warunków wstępnych do momentu, gdy wydarzenie miało miejsce, należy myśleć, że prawdopodobieństwo było małe, do tego stopnia, że omawiany rezultat równie dobrze mógł nie zaistnieć.

Nie jest to argument niepodważalny, lecz spekulacyjny, ale poruszamy się po niepewnym gruncie. (...) Ziemia uformowała się około 4,5 miliarda lat temu, ale jeszcze 4 miliardy lat temu nasza planeta była piekłem wulkanów w stanie erupcji, bombardowanym przez meteoryty. Zdawało się, że niebo i ziemia sprzysięgły się, żeby uniemożliwić istnienie życia.

* Więcej na temat książki "Życie. Fascynująca podróż przez 4 miliardy lat" przeczytasz TUTAJ.

Pierwsze dowody - choć kontrowersyjne - życia bakterii na naszej planecie znajdują się w formie skamielin na skałach Isua na Grenlandii - ich wiek szacowany jest na 3,7 miliarda lat. Większość paleontologów uważa, że życie istnieje od co najmniej 3,5 miliarda lat i na tej liczbie na razie poprzestaniemy.

Jeżeli jest prawdziwa, od zakończenia bombardowania przez wielkie meteoryty - tak wielkie, że mogłyby położyć kres życiu - do pojawienia się pierwszych skamieniałych organizmów upłynęłoby kilkaset milionów lat.

Choć może się wydawać, że to długo, zaskakujący jest fakt, jak relatywnie szybko - w skali geologicznej - pojawił się LUCA, wspólny przodek wszystkich obecnie żyjących istot. LUCA (nazwa utworzona od pierwszych liter słów: Last Universal Common ancestor, ostatni uniwersalny wspólny przodek) mógł nie być pierwszą istotą żyjącą, ale wszystkie znane nam istoty żywe, współczesne oraz skamieniałe, pochodzą od niego. Jeżeli istniały inne formy życia, wyginęły wcześniej lub do ich zniknięcia doprowadził LUCA.

Liczni paleobiolodzy (także Stephen Jay Gould) uważają, że 500 milionów lat (lub mniej) jest argumentem przemawiającym za tym, że życie musiało się pojawić, choć do tej pory nie wiemy, jak doszło do tego, że najprostsze organiczne molekuły zorganizowały się w makromolekuły biologiczne, a te z kolei w komórkę z półprzepuszczalną membraną zewnętrzną (taką, która może się otwierać i zamykać) i autoreplikującym się materiałem genetycznym wewnątrz.

Czy następnym krokiem w historii życia po pojawieniu się LUCA było już scalenie się komórek i powstanie organizmów wielokomórkowych mających tkanki, zróżnicowane układy i organy utworzone przez wyspecjalizowane komórki, takie jak u roślin, grzybów czy zwierząt?

Nie, jest jeszcze krok pośredni, być może najtrudniejszy ze wszystkich, najważniejsza przemiana w historii życia, która mogła zajść lub też nie - a wtedy wszystko potoczyłoby się inaczej i nigdy nie pojawiłyby się humanoidy. Tym wydarzeniem było powstanie komórek złożonych.

LUCA był prokariontem, organizmem bez błony jądrowej, która oddzielałaby jądro (z DNA) od cytoplazmy. W cytoplazmie LUCA nie było także chloroplastów - organelli zawierających chlorofil, w których zachodzi fotosynteza, ani mitochondriów - organelli wytwarzających energię komórkową, jej baterii. Ten model komórki prokariotycznej (czy prokariontycznej) jest nadal najpowszechniejszy w biosferze; do prokariotów należą dwa rodzaje (królestwa) organizmów: bakterie i archeony. Te ostatnie żyją często w środowiskach granicznych (w fizykochemicznych warunkach ekstremalnych).

Wszystkie pozostałe organizmy zbudowane z jednej komórki (jednokomórkowe) lub z wielu (wielokomórkowe) są eukariotami (lub eukariontami) i posiadają oddzielone błoną jądro (zawierające DNA) i cytoplazmę z organellami. Do tej grupy zaliczają się eukarionty jednokomórkowe (lub protisty), grzyby, rośliny i zwierzęta.

* Więcej na temat książki "Życie. Fascynująca podróż przez 4 miliardy lat" przeczytasz TUTAJ.

Pojawienie się eukariontów nastąpiło dość późno - około 2 miliardów lat temu. Oznacza to, że potrzeba było półtora miliarda lat (co najmniej) od powstania życia, aby pojawił się nowy model komórkowy, który na zawsze miał zmienić historię biosfery. Tak długie czekanie jest przesadą, nawet dla paleontologa o niezmierzonych pokładach cierpliwości.

Przypadłość, traf (rozumiany jako coś, co mogło się nie wydarzyć) zdaje się w tym momencie historii ważniejszy niż konieczność (to, co musiało się ostatecznie wydarzyć). Są więc uzasadnione powody, by myśleć, że ten krok mógłby nigdy nie nastąpić. Gdyby nie pokonano tego wąskiego gardła, na Ziemi mogłoby być wiele życia, ale tylko w formie jednokomórkowej i prokariotycznej.

(...) Dlaczego trzeba było aż tyle czasu, żeby ewolucja wytworzyła komórki złożone? Dlaczego proces przemiany toczył się tak powolnie? Dlaczego dobór naturalny nie wykonał swojej pracy szybciej? Czy tak trudno było wytworzyć błonę jądrową i organelle cytoplazmatyczne?

Odpowiedź na to pytanie jest zaskakująca, ponieważ występuje przeciwko logice Darwina. Transformacja nie zachodziła stopniowo, bardzo powoli, spokojnie. (...) Wygląda na to, że doszło do tego w ten sposób, iż jeden archeon pochłonął (połknął) bakterię, ale jej nie strawił i pozostała ona wewnątrz archeonu żywa, a następnie zamieniła się w jego mitochondrium, "elektrownię".

Pochłonięte bakterie poradziły sobie dobrze, bo każda eukariotyczna komórka zawiera wiele mitochondriów; archeon również poradził sobie dobrze, bo korzystał z dużej dawki energii dostarczanej przez mitochondria. W ten sposób narodziła się komórka złożona.

Proces ten znany jest jako endosymbioza, a najdobitniejszym dowodem tego, co się wydarzyło, jest fakt, że mitochondria mają własne DNA, typu bakteryjnego, które jest różne od DNA jądra, przypominającego bardziej DNA archeonu.

* Więcej na temat książki "Życie. Fascynująca podróż przez 4 miliardy lat" przeczytasz TUTAJ.

Zobacz również: