Novákoviny

Je to jako z alchymistických legend: v roce 1953 se dva vědci pokusili v laboratoři zopakovat podmínky, které vedly ke vzniku života. Nedávno jejich následovníci prozkoumali výsledky, které tehdy dosáhli. S údivem zjistili, že pokus byl úspěšnější, než sami jeho autoři tušili.

V 50. letech minulého století vědci věřili, že složité organické molekuly a nakonec i život vznikly na naší planetě působením bouřkových blesků na vodu a plyny v atmosféře. Dva vědci z University of Chicago, Stanley Miller a Harold Urey se roku 1953 rozhodli ve své laboratoři napodobit podmínky, které podle tehdejších představ byly na Zemi krátce po jejím vzniku. V poměrně jednoduchém zařízení nechali obíhat směs vody, vodíku, čpavku a metanu skrz elektrické výboje a sledovali, jaké sloučeniny vzniknou.

Po nějakém čase se v jejich aparatuře skutečně vytvořilo několik typů aminokyselin - molekul, z nichž se skládají bílkoviny tvořící základní stavební prvky všech organismů. K samovolnému vzniku života sice při tomto experimentu nedošlo, to ale autoři ani nečekali, protože na rozdíl od přírody neměli k dispozici stovky miliónů let, ale jen pár týdnů. Pokus vešel do dějin jako Miller-Ureyův experiment a je považovaný za důkaz, že složité organické molekuly se v raných fázích vývoje Země vytvářily samovolně z jednoduchých anorganických látek.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

TIP:

Text je ukázkou z knihy Život ve vesmíru, kterou vydalo nakladatelství Daranus

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Miller-Ureyův experiment má také význam pro hledání života ve vesmíru, protože ukazuje, za jakých podmínek se mohly organické látky vytvářet i jinde než na Zemi. Nyní, po nadějných objevech na Marsu, Jupiterově měsíci Europa a Saturnových měsících Titan a Enceladus je to obzvlášť aktuální.

"Výzkum Millera a Ureye byl průkopnický hned v několika směrech, " vysvětluje Carl Pilcher, ředitel Astrobiologického institutu americké kosmické agentury NASA. "Pomohl vnést více světla do vzrušující otázky, jak na Zemi vznikl život. Současně také položil experimentální základy tehdy nové vědě astrobiologii."

Nedávno se tedy vědci z Astrobiologického institutu NASA ve spolupráci s badateli dalších ústavů rozhodli výsledky starého slavného pokusu důkladně prověřit - a dočkali se velkého překvapení. Experiment byl totiž zřejmě ještě úspěšnější, než se sami jeho autoři domnívali.

Neznámý experiment

Výzkum okolností Urey-Millerova experimentu přinesl hned několik překvapení. Především se ukázalo, že nešlo o jeden pokus, ale nejméně o tři experimenty. Stanley Miller totiž původní zařízení postavené ve spolupráci se svým tehdejším školitelem Haroldem Ureyem ještě vylepšil, aby se víc přiblížil k podmínkám, které podle jeho názoru panovaly v rané pozemské atmosféře. Snažil se tu kromě elektrických výbojů zohlednit také vliv sopečné činnosti.

obr: Stanley Miller u aparatury, která měla napodobit podmínky v atmosféře dávné Země

Výsledky dosažené na prvním zařízení vědci zveřejnili v květnu 1953 v prestižním vědeckém časopisu Science pod názvem "Tvorba aminokyselin v podmínkách pravděpodobné primitivní atmosféry Země". Napsali zde, že v produktu našli pět aminokyselin, z nichž tři jsou běžnou součástí bílkovin.

O dva roky později k tomu Miller v článku pro Journal of the American Chemical Society ještě dodal, že později našel další organické sloučeniny. Z neznámých důvodů však nebyly nikdy zveřejněny výsledky druhého experimentu.

Miller pak zařízení ještě vylepšoval, při třetím pokusu ale nedosáhl tak dobrých výsledků.

Nedávno se podařilo objevit uzavřené ampule s produkty, které vznikly při prvních dvou experimentech prováděných před více než půl stoletím. Vědci je podrobili důkladné analýze za pomoci nejmodernějších metod a zjistili, že místo pěti druhů aminikyselin, o nichž mluví Miller, jich je ve vzorcích podstatně víc. V ampulích pocházejících z prvního Miller-Ureyova experimentu našli 14 aminikyselin a další organické sloučeniny. Ve vzorcích z druhého pokusu bylo těchto základních stavebních kamenů života dokonce 22.

Biologická polévka

Existuje několik možných vysvětlení této záhady. To nejjednodušší říká, že s relativně primitivním vybavením, které vědci měli k dispozici v 50. letech, prostě neměli možnost provést důkladnou analýzu a odhalit všechny složky vzniklého produktu. Nelze ale vyloučit ani to, že molekuly v uzavřených ampulích dál reagovaly - a samovolně tvořily stále složitější komplexy...

obr: Miller-Ureyův experiment vycházel z představ o vzniku života, které už dnes mnoho vědců považuje za překonané

"Věříme, že zejména druhý Millerův experiment by nám ještě mohl ledacos nového říci o podmínkách, za jakých vznikaly složité organické sloučeniny," komentoval tyto výsledky Jeffrey Bada ze Scrippsova oceánografického institutu.

Jiní badatelé ale považují Urey-Millerův experiment spíš za historickou záležitost. Od 50. let minulého století se totiž značně změnily představy jak o podobě rané pozemské atmosféry, tak o vzniku organických molekul i samotného života. Tehdy byl všeobecně přijímaný názor prosazovaný ruským vědcem Alexanderm Oparinem a britským badatelem Johnem B. S. Haldanem, že na počátku byla "biologická polévka" stále složitějších organických molekul, z nich nakonec v prohřátých pobřežních mělčinách vznikly první živé mikroorganismy.

Dnes však už existuje celá řada alternativ. Astronomové například objevili složité organické sloučeniny (včetně aminokyselin) i ve vesmíru, mohly se tedy dostat na Zemi odtud. To by také vysvětlovalo, proč se stopy života nacházejí už v nejstarších geologických vrstvách. Považuje se také za možné, že život vznikl u horkých minerálních pramenů v hlubnách oceánů, na povrchu některých minerálů, nebo dokonce že přišel už hotový z vesmíru. Objevy učiněné ve starých Millerových zkumavkách ale ukazují, že ani staré hypotézy ještě nepůjde tak snadno odepsat.

Jan A. Novák

You have no rights to post comments