Ο άνθρωπος πάντα αναρωτιόταν πώς δημιουργήθηκε, ποιος τον δημιούργησε και γιατί δημιουργήθηκε. Ερωτήματα τέτοιας φύσης έχουν τεθεί σε όλη την ανθρώπινη ιστορία. Κάθε αρχαίος στοχαστής, φιλόσοφος ή προφήτης, προσπάθησε να δώσει κάποια απάντηση σε αυτό το ερώτημα προτείνοντας κάποιον μηχανισμό για τη γέννηση της ζωής.
Ο άνθρωπος δεν είναι παρά ένα μικρό κομμάτι της ζωής. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια τεράστια ποικιλία πλασμάτων γύρω μας. Πώς προέκυψαν; Έχουμε σχέση μαζί τους με οποιονδήποτε τρόπο; Αυτό το άρθρο θα προσπαθήσει να σας μεταφέρει πίσω στο χρόνο, σε ένα μακρινό παρελθόν όταν δεν υπήρχε ζωή στον πλανήτη μας, βοηθώντας σας να φανταστείτε πώς θα μπορούσε να έχει προέλθει η ζωή πάνω σε αυτόν.
Πανσπερμία
Σύμφωνα με μια αρχαία ελληνική αντίληψη, η ζωή υπάρχει σε ολόκληρο το σύμπαν. Κατανέμεται σε διαφορετικούς πλανήτες σε μικρές μονάδες μέσω διαστημικής (ή κοσμικής) σκόνης, μετεωροειδών, αστεροειδών ή κομητών. Θεωρήθηκε ότι κάτω από ευνοϊκές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας, αυτές οι μονάδες ζωής θα ζωντάνευαν και θα γεννούσαν τα αρχικά ζωντανά όντα.
Πανσπερμία. Εικόνα: https://gr.pinterest.com/pin/842313936535115800/
Η Πανσπερμία αναφέρθηκε για πρώτη φορά στα γραπτά του Έλληνα φιλοσόφου και αστρονόμου Αναξαγόρα του 5ου αιώνα π.Χ. Παρά το γεγονός ότι είναι παλιά, η ιδέα αυτή είναι αρκετά ευφυής, έτσι δεν είναι; Έχει λάβει μια πιο επιστημονική μορφή τα τελευταία χρόνια χάρη στις συνεισφορές των αστρονόμων Fred Hoyle και Chandra Wickramasinghe.
Είναι πολύ γνωστό ότι η κοσμική σκόνη είναι παρούσα σε όλο το διάστημα. Οι Hoyle και Wickramasinghe πρότειναν το 1974 την υπόθεση ότι το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης αυτής στον διαστρικό χώρο πρέπει να είναι σε μεγάλο βαθμό οργανική, για να εξαπλωθεί η ζωή, κάτι που ο Wickramasinghe αργότερα απέδειξε ότι είναι σωστό.
Αλλά η θεωρία της Πανσπερμίας υποθέτει ότι υπάρχει μια καθολική αποθήκη ζωής σε όλο το διάστημα και έτσι πράγματι αποφεύγει να απαντήσει στο ερώτημα πώς ξεκίνησε αρχικά η ζωή οπουδήποτε στο σύμπαν.
Θεία Δημιουργία
Μια πεποίθηση, κοινή μεταξύ των ανθρώπων όλων των πολιτισμών, είναι ότι όλες οι διαφορετικές μορφές ζωής, συμπεριλαμβανομένων και των ανθρώπινων όντων, δημιουργήθηκαν ξαφνικά από μια θεϊκή τάξη πριν από περίπου 10.000 χρόνια. Αυτά τα πλάσματα ήταν πάντα τα ίδια και θα διαρκέσουν χωρίς αλλαγή από τη μια γενιά στην άλλη, μέχρι το τέλος του κόσμου.
Μια τέτοια θεωρία δημιουργίας είναι παράλογη γιατί απολιθώματα φυτών και ζώων υποδηλώνουν ότι η ζωή είναι πολύ παλαιότερης προέλευσης. Μάλιστα, κάποιες έρευνες δείχνουν ότι ζωή στη Γη υπήρχε ακόμη και πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Υπάρχουν πάρα πολλοί λόγοι για τους οποίους αυτή η συγκεκριμένη ιδέα είναι αναληθής. Επομένως, προκαλεί έκπληξη το γιατί οι άνθρωποι εξακολουθούν να διατηρούν αυτό το σύστημα πεποιθήσεων.
Αυτόματη Γένεση
Η θεωρία που είναι γνωστή ως αυτόματη γένεση υποστήριξε ότι πολύπλοκοι, ζωντανοί οργανισμοί θα μπορούσαν να δημιουργηθούν από άψυχα αντικείμενα. Τα ποντίκια μπορεί να εμφανιστούν αυθόρμητα σε αποθηκευμένα δημητριακά ή σκουλήκια θα μπορούσαν να εμφανιστούν αυθόρμητα στο κρέας. Την συνέθεσε ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος και επιστήμονας Αριστοτέλης.
O Αριστοτέλης.
Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, τα ζώα και τα φυτά δημιουργούνται στη Γη και σε υγρό επειδή υπάρχει νερό στη γη, και αέρας στο νερό, και σε κάθε αέρα υπάρχει ζωτική θερμότητα, έτσι ώστε κατά μια έννοια όλα τα πράγματα είναι γεμάτα ψυχή. Επομένως, τα ζωντανά όντα σχηματίζονται γρήγορα όποτε αυτός ο αέρας και η ζωτική θερμότητα περικλείονται σε οτιδήποτε.
Η επιρροή του Αριστοτέλη ήταν τόσο μεγάλη και ισχυρή που η εννοιολογική του δομή του για αυτόματη γένεση παρέμεινε αδιαμφισβήτητη για περισσότερα από δύο χιλιάδες χρόνια. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη ήταν μια αλήθεια εύκολα παρατηρήσιμη. Όμως, το 1668, ο Ιταλός βιολόγος Fransceso Redi απέδειξε ότι δεν εμφανίστηκαν σκουλήκια στο κρέας όταν οι μύγες δεν μπορούσαν να γεννήσουν αυγά.
Στο πείραμά του ο Redi χρησιμοποίησε 6 βάζα, τα οποία χώρισε σε δύο ομάδες των τριών. Στο πρώτο βάζο κάθε ομάδας έβαλε ένα άγνωστο αντικείμενο, στο δεύτερο ένα νεκρό ψάρι και στο τρίτο ένα ωμό κομμάτι κρέατος. Την πρώτη ομάδα την κάλυψε με πολύ λεπτή γάζα έτσι ώστε να μπορεί να περάσει μέσα μόνο αέρας, ενώ άφησε τα βάζα της δεύτερης ομάδας ανοιχτά. Μετά από αρκετές μέρες στα ανοιχτά βάζα εμφανίστηκαν σκουλήκια καθώς οι μύγες μπορούσαν να μπουν μέσα, στα κλειστά βάζα όμως δεν εμφανίστηκαν.
Συνέχισε τα πειράματα πιάνοντας τα σκουλήκια και περιμένοντας να μεταμορφωθούν, πράγμα που γινόταν καθώς μετατρέπονταν σε μύγες. Ακόμα, όταν έβαζε νεκρές μύγες ή σκουλήκια σε σφραγισμένα βάζα με νεκρά ζώα ή κρέας, δεν εμφανίζονταν σκουλήκια, αλλά όταν έκανε το ίδιο πείραμα με ζωντανές μύγες, εμφανίζονταν.
Η αυτόματη γένεση δεν είναι πλέον συζητήσιμη μεταξύ των βιολόγων. Στα μέσα του 19ου αιώνα, τα πειράματα του Louis Pasteur και άλλων διέψευσαν την παραδοσιακή θεωρία της αυτόματης γένεσης και υποστήριξαν τη θεωρία της βιογένεσης, δηλαδή την ιδέα ότι μόνο η ζωή γεννά τη ζωή.
Χημική Εξέλιξη
Η ζωή όπως τη γνωρίζουμε βασίζεται σε μόρια που περιέχουν άνθρακα. Ως εκ τούτου, ο Σοβιετικός βιοχημικός, Oparin, και ο Βρετανός βιολόγος, Haldane, πρότειναν ότι η ζωή θα μπορούσε να είχε προκύψει από απλά οργανικά μόρια. Με άλλα λόγια, για να κατανοήσει κανείς την προέλευση της ζωής, πρέπει να έχει γνώση των οργανικών μορίων στη Γη.
Η πρώιμη Γη ήταν μια καυτή μπάλα φωτιάς. Πηγές ενέργειας όπως οι κοσμικές ακτίνες, η υπεριώδης ακτινοβολία, οι ηλεκτρικές εκκενώσεις από κεραυνούς και η θερμότητα από τα ηφαίστεια, ήταν στην ημερησία διάταξη. Επομένως, η Γη λειτουργούσε σαν ένα μεγάλο εργοστάσιο που παρήγαγε χιλιάδες ενώσεις την ημέρα. Επικρατούσε μια κατάσταση αναταραχής, μια εξαιρετικά ταραγμένη περίοδος.
Η πρώιμη Γη με τα θερμά νερά που υπήρχαν τη περίοδο αυτή. (καλλιτεχνική αναπαράσταση).
Εικόνα: NASA
Σε αυτές τις βαριές θα λέγαμε συνθήκες, το οξυγόνο δεν μπορούσε να παραμείνει ως ελεύθερο οξυγόνο. Συνδυάστηκε με άλλα στοιχεία σε ενώσεις όπως το νερό και ο ασβεστόλιθος. Σχηματίστηκαν επίσης ενώσεις άνθρακα και υδρογόνου, όπως το μεθάνιο. Το άζωτο και το υδρογόνο συνδυάστηκαν για να σχηματίσουν αμμωνία. Αυτές οι ενώσεις ονομάζονται σήμερα οργανικές ενώσεις.
Με το πέρασμα του χρόνου, η Γη είχε αρχίσει να ψύχεται. Καθώς ψύχθηκε αρκετά, προκλήθηκαν παρατεταμένες βροχές λόγω συμπύκνωσης των ατμών. Οι βροχές άρχισαν να συσσωρεύονται στα βάθη της γης και έτσι σχηματίστηκαν οι ωκεανοί. Το νερό ήταν ζεστό και σαν σούπα, και περιείχε σε αφθονία διάφορα είδη οργανικών μορίων.
Καλλιτεχνική αναπαράσταση βιοπολυμερών που παρατηρούνται ως βασικά συστατικά της ζωής στη Γη. Εικόνα: NASA ASTROBIOLOGY/A.L. GRONSTAL.
Η αλληλεπίδραση μεταξύ αυτών των ενώσεων στα θερμά νερά είχε ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ακόμη περισσότερων ενώσεων, οι οποίες μεταξύ άλλων περιείχαν επίσης αμινοξέα με σύνθεση άνθρακα, υδρογόνου, αζώτου και οξυγόνου. Αυτά τα αμινοξέα συνδυάζονται μεταξύ τους σε μεγάλους αριθμούς για να σχηματίσουν πρωτεΐνες, οι οποίες είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής.
Το πείραμα Miller-Urey
Κατά τη συζήτηση γεγονότων που πρέπει να συνέβησαν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, εμπλέκεται ένας ορισμένος όγκος εικασιών και αβεβαιότητας. Αλλά η συλλογιστική πρέπει να συμμορφώνεται με πολλά διαθέσιμα στοιχεία καθώς και με τους βασικούς νόμους των φυσικών επιστημών.
Η παραπάνω ιδέα θα μπορούσε να δοκιμαστεί αναδημιουργώντας τις προτεινόμενες συνθήκες της πρώιμης Γης σε ένα εργαστήριο.
Ο Αμερικανός βιοχημικός Stanley Miller. Εικόνα: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SLMILLER.JPG
Το έτος 1952, οι Αμερικανοί βιοχημικοί Stanley Miller και Harold Urey έκαναν ακριβώς το ίδιο πράγμα αλλά σε πολύ μικρή κλίμακα. Υπέβαλαν ένα αέριο μείγμα μεθανίου, αμμωνίας, υδρατμών και υδρογόνου σε κλειστή φιάλη στους 80 βαθμούς Κελσίου σε ηλεκτρικό σπινθήρα, για μια εβδομάδα.
Όταν μια εβδομάδα αργότερα εξετάστηκε, η διάταξη βρέθηκε ότι είχε σχηματίσει απλά αμινοξέα στον πυθμένα, τα οποία είναι απαραίτητα για το σχηματισμό πρωτεϊνών. Οι Miller και Urey είχαν δείξει ότι αρκετές οργανικές ενώσεις θα μπορούσαν να σχηματιστούν αυθόρμητα προσομοιώνοντας τις συνθήκες της πρώιμης ατμόσφαιρας της Γης, όπως υπέθεσαν οι Oparin και Haldane.
Στοιχεία της ζωής, που παράγονται από τον άνθρωπο, στο εργαστήριο.
Η επιστημονική κοινότητα παγκοσμίως εντυπωσιάστηκε σε μεγάλο βαθμό από αυτό το επίτευγμα. Στην πραγματικότητα, τρία χρόνια μετά την επιτυχία του πειράματος του Μiller, ο Αμερικανός φυσικός Richard Feynman έγραψε ένα ποίημα, με τίτλο, ένα άτομο στο σύμπαν, γιορτάζοντας τη γνώση του ανθρώπου για την προέλευση της ζωής στη Γη.
Ο Miller συνέχισε την έρευνά του μέχρι τον θάνατό του το 2007. Όχι μόνο πέτυχε να συνθέσει όλο και περισσότερες ποικιλίες αμινοξέων, αλλά παρήγαγε επίσης μια μεγάλη ποικιλία ανόργανων και οργανικών ενώσεων ζωτικής σημασίας για την κυτταρική κατασκευή και τον μεταβολισμό. Χαιρετίζουμε τις προσπάθειες ενός τέτοιου επιστήμονα που αφιέρωσε τη ζωή του μελετώντας το πιο σημαντικό ερώτημα που είναι γνωστό στον άνθρωπο.
Carl Sagan Cosmos - The Stuff of Life
Πηγή: wondersofphysics.com
