Elämä maan päällä alkoi kolme miljardia vuotta sitten. Siitä lähtien evoluutio on muuttanut elementtiset yksisoluiset organismit monimuotoisiksi, värillisiksi, kokoisiksi ja toiminnallisiksi, joita näemme tänään. Mutta kuinka tarkalleen elämä syntyi alkeassa liemessä - vedessä, joka sisältyy mataliin lähteisiin ja joka on kyllästetty aminohapoilla ja nukleotideilla?
Kysymykseen siitä, mikä tarkalleen aiheutti elämän alkuperästä, on olemassa monia teoreettisia vastauksia, salamaniskuista kosmiseen ruumiin. Tässä on vain muutama niistä.
Sähkön kipinä
Tuo hyvin metaforinen elämän kipinä voi olla täysin kirjaimellinen kipinä tai monia kipinöitä, joiden lähde oli salama. Veteen päästävät kipinät voivat aiheuttaa aminohappojen ja glukoosin muodostumisen, muuttaen ne ilmakehästä, jossa on runsaasti metaania, vettä, vetyä ja ammoniakkia. Tämä teoria vahvistettiin jopa kokeellisesti vuonna 1953, osoittaen, että salama voi hyvinkin olla syynä ensimmäisten elämämuotojen syntymiseen tarvittavien peruselementtien muodostumiseen.
Kokeen suorittamisen jälkeen tutkijat pystyivät todistamaan, että planeettamme varhaisessa ilmakehässä ei voinut olla tarpeeksi vetyä, mutta Maan pintaa peittävät tulivuorenpilvet voisivat sisältää kaikki tarvittavat elementit ja vastaavasti tarpeeksi elektroneja salaman aiheuttamiseksi.
Mainosvideo:
Vedenalaiset hydrotermiset tuuletusaukot
Suhteellisen vahvoista syvänmeren tuuletusaukot voivat tulla välttämättömäksi vedyn lähteeksi ensimmäisten elävien organismien muodostumiseen niiden kallioisille pinnoille. Vielä nykyäänkin hydrotermisten tuuletusaukkojen ympärillä kehittyy laaja valikoima ekosysteemejä, jopa suurilla syvyyksillä.
Savi
Ensimmäiset orgaaniset molekyylit voitiin löytää savipinnalta. Savi sisältää aina riittävän määrän orgaanisia komponentteja, lisäksi siitä voisi tulla eräänlainen näiden komponenttien järjestäjä monimutkaisemmiksi ja tehokkaimpiin rakenteisiin, jotka ovat samanlaisia kuin DNA.
Itse asiassa DNA on eräänlainen aminohappojen kartta, joka osoittaa tarkalleen, kuinka ne tulisi järjestää monimutkaisten rasvojen soluissa. Ryhmä biologia Skotlannin Glasgow'n yliopistosta väittää, että savi voisi olla tällainen kartta yksinkertaisimmille polymeereille ja rasvoille, kunnes he oppivat "itsejärjestäytymään".
panspermia
Tämä teoria saa ajattelemaan elämän kosmisen alkuperän mahdollisuutta. Eli hänen postuloidensa mukaan elämä ei ole alkanut maapallolla, vaan se on juuri tuotu tänne meteoriitin avulla, esimerkiksi Marsista. Maasta löytyi tarpeeksi katkelmia, joiden väitettiin tulevan meille punaisesta planeetasta. Toinen tapa "avaruustaksilla" tuntemattomille elämänmuodoille ovat komeetat, jotka pystyvät matkustamaan tähtijärjestelmien välillä.
Vaikka tämä on totta, panspermia ei silti pysty vastaamaan kysymykseen siitä, kuinka elämä tarkalleen sai alkunsa siitä, mistä se toi maapallolle.
Jäälevyn alla
On mahdollista, että kolme miljardia vuotta sitten valtameret ja maanosat peitettiin paksulla jääkerroksella, koska aurinko ei ollut niin kirkas kuin nykyään. Jäästä voisi tulla suojakerros haurasille orgaanisille molekyyleille, estäen ultraviolettisäteet ja kosmiset elimet törmämästä pintaan vahingoittamasta varhaisia ja heikkoja elämänmuotoja. Lisäksi alempi lämpötila olisi voinut aiheuttaa ensimmäisten molekyylien kehittymisen vahvemmiksi ja kestävämmiksi.
RNA-maailma
RNA-maailman teoria perustuu munan ja kanan filosofiseen kysymykseen. Tosiasia on, että DNA: n muodostumiseen (päällekkäisyyteen) tarvitaan proteiineja, ja proteiinit eivät voi itse replikoitua ilman, että DNA: han on upotettu hyvin kartta. Joten miten elämä syntyi, jos yksi ei voi ilmestyä ilman toista, mutta molemmat ovat kauniisti nykyhetkessä? Vastaus voi olla RNA - ribonukleiinihappo, joka pystyy varastoimaan tietoja kuten DNA ja toimimaan proteiinientsyymeinä. Täydellisempi DNA muodostettiin RNA: n perusteella, sitten tehokkaammat proteiinit korvasivat RNA: n kokonaan.
Nykyään RNA on olemassa ja suorittaa useita toimintoja monimutkaisissa organismeissa, esimerkiksi se on vastuussa tiettyjen geenien toiminnasta. Tämä teoria on melko looginen, mutta se ei vastaa kysymykseen siitä, mikä oli katalysaattori itse ribonukleiinihapon muodostumiselle. Useimmat tutkijat hylkäävät oletuksen, että se olisi voinut ilmetä itsestään. Teoreettinen selitys on yksinkertaisten happojen PNA: n ja TNK: n muodostuminen, jotka sitten kehittyivät RNA: ksi.
Yksinkertaisin aloitus
Tätä teoriaa kutsutaan holobioosiksi ja se tulee ajatuksesta, että elämä ei alkanut monimutkaisista RNA-molekyyleistä ja primaarisesta geneettisestä koodista, vaan yksinkertaisimmista hiukkasista, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa aineenvaihdunnan vuoksi. Ehkä nämä hiukkaset kehittivät lopulta suojakuoren, kuten kalvon, ja sitten kehittyivät yhdeksi, monimutkaisemmaksi organismiksi. Tätä mallia kutsutaan "metabolian entsyymimalliksi", kun taas RNA: n maailman teoriaa kutsutaan "primaarisen geneettisen koodin malliksi".