Novákoviny

Odpověď na otázku existence života ve vesmíru by byla jedním z nejvýznamnějších objev? - a nejen pro vědu; zcela by změnila pohled na svět filosofům, věřícím a nejspíš i obyčejným lidem. O pořádný kus se k ní přiblížil tým Michaela Callahana, chemika z Goddardovy astrobiologické analytické laboratoře při americké kosmické agentuře NASA, který v několika meteoritech objevil tzv. nukleové báze, tedy části molekuly DNA, která je nositelem genetické informace a základem pozemského života.

 

"Vědci nacházeli nukleové báze v některých typech meteoritů už od 60. let minulého století," vysvětluje Callahan. "Společně s nimi tam ale vždy byly také další organické molekuly typické pro pozemský život. Převládala proto domněnka, že jde o kontaminaci, k níž došlo až po dopadu na Zemi. Nám se ale tentokrát podařilo třemi vzájemně nezávislými metodami dokázat, že zlomky DNA přišly už z vesmíru."

Pohled do kosmické ledničky

Na Zemi z vesmíru dopadá několik druhů meteoritů, které se navzájem liší složením i původem. Ve sbírkách převažují kovové, jednak proto, že, díky svému složení nejlépe vzdorují žáru při průletu atmosférou, ale i proto, že jsou při hledání od běžného kamení dobře rozlišitelné. Jde o trosky kosmických těles, která už prodělala určitý vývoj - jsou to vlastně zbytky kovových jader roztříštěných planetek.

Naproti tomu velmi vzácné jsou takzvané uhlíkaté chondrity. Ne proto, že by jich bylo ve vesmíru málo (spíš naopak), ale proto, že obvykle nepřežijí pád na Zemi. A pokud ano, pak vzápětí rychle podlehnou dešťům a dalším vlivům počasí.

 

obr: Tak vypadá uhlíkatý chondrit - pralátka, z níž se zrodila sluneční soustava a možná i život

 

Jenže zrovna uhlíkaté chondrity vědce zajímají nejvíc. Jsou ze všech meteoritů nejstarší - má se za to, že jde o zbytky mezihvězdné hmoty, z níž se před více než 4,6 miliardami let zformovalo Slunce a planety. A ještě ke všemu obsahují nejvíc organických sloučenin, včetně složitých molekul, které jsou základními stavebními kameny života.

Kombinace těchto dvou skutečností přímo svádí k poněkud kacířské myšlence, že život nevzniká až na planetách z jejich anorganické hmoty, ale že jeho setba přichází z vesmíru. Možná jako stavebnice složitých organických molekul podobná nábytku z IKEI, který se smontuje až tam, kde se bude používat.

 

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

UPOZORNĚNÍ: Víc zajímavostí o hledání mimozemského života najdete v knize Život ve vesmíru, kterou vydalo nakladatelství Daranus. Pokud ji nemají ve Vašem knihkupectví, můžete ji objednat u nakladatele.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

 

Radikálnější zastánci myšlenky našeho kosmického původu ale věří že vesmírem bloudí přímo v podobě zárodků, které po dopadu na vhodné místo odstartují biologickou evoluci (tzv. teorie  panspermie). Dlouho byla považována za pavědeckou, v důsledku stále nových objevů složitých organických látek v mračnech mezihvězdné hmoty, v asteroidech a na kometách jí ale postupně přibývá přívrženců i mezi seriózními vědci. Stále však má i zarputilé odpůrce. Vyplývá to i z rozdílných přístupů k možnosti samovolného vzniku života vůbec.

 

obr: Vesmír je zřejmě plný základních stavebních kamenů živé hmoty. Někteří exobiologové proto bvěří, že se život usadí všude, kde se vyskytnou jen trochu příznivé podmínky

 

"Když máte obyvatelný svět, pěkně usazený čtyři, pět nebo deset miliard let u jeho hvězdy, jak byste chtěli zabránit životu, aby se objevil?" říká astrofyzik Alan Boss z Carnegie Instituion of Science. "Je to jako s ledničkou, když jí odpojíte a odjedete pryč. Až se po pár měsících vrátíte, budete překvapení, co všechno tam poroste."

Naproti tomu známý český astronom Jiří Grygar to z pozice praktikujícího křesťana to  ve své knize Věda a víra vidí přesně obráceně: "Když si doma postavíte kolébku, do ní vložíte matraci přikrytou čistým prostěradlem, místnost vyhřejete a do rohu vložíte láhev s mlékem, také v ní druhý den ráno nenajdete nemluvně."

Kdo má pravdu?

Kdyby se podařilo prokázat, že základní stavební kameny života, nebo dokonce život sám, vznikly už ve vesmíru, rozhodlo by to mimo jiné i starý ideologický spor. A současně by to znamenalo, že život je všude, kde se naskytly jen trochu přijatelné podmínky. Zbývá už jen to dokázat. Komu se to povede, má Nobelovu cenu skoro jistou.

Biologické továrny v asteroidech

Lidé z Callahanova týmu podrobili důkladnému průzkumu 12 meteoritů, z nichž 9 pochází z ledovců Antarktidy, které tak posloužily jako sterilní lednice. Vědci kosmický materiál vyluhovali v roztoku kyseliny mravenčí a pak jednotlivé složky výluhu rozdělili pomocí kapalinové chromatografie. Takto získané vzorky nakonec analyzovali hmotovým spektrometrem.

Výsledek jistě potěšil všechny příznivce kosmického původu života - především nález adeninu a guaninu, což jsou právě ony nukleové báze. V molekule DNA, která se podobá spirálovitě pokroucenému žebříku, jsou stavebním prvkem jeho "příček" a především dvěma ze čtyř "písmen", jimiž je zakódovaná genetická informace všech organismů.

 

obr: Společně s meteority se na Zemi zřejmě dostaly polotovary života - jako stavebnice nábytku z Ikei

 

Ve dvou ze zkoumaných meteoritů vědci našli také purin - látku, která se v buňkách sice nevyskytuje volně, je ale základem pro celou řadu dalších sloučenin, bez nichž by život nefungoval. Milovníky kávy možná potěší, že derivátem purinu je mimo jiné i kofein. K dalším skvělým nálezům patřil hypoxantin a xantin. I ty mají významnou úlohu při jiných biologických procesech - jsou meziprodukty metabolismu purinových sloučenin.

"Můžeme si proto představit asteroidy jako jakési chemické továrny, produkující prebiotický materiál - molekuly, z nichž pak vzniká život," tvrdí Michael Callahan.

To by mimo jiné odpovídalo na znepokojující otázku, proč se na Zemi život objevil téměř okamžitě po jejím vzniku. Za nejstarší stopy života se považují vrstvičky uhlíku v horninách jihozápadního Grónska staré 3,85 miliard let. Přitom se předpokládá, že Země vznikla před 4,5 miliardami let, její povrch se na přijatelnou teplotu ochladil před asi 4,2 až 4,4 miliardami let a intenzívní bombardování asteroidy začalo polevovat také před 3,8 miliardami let. Na komplikovaný přerod mrtvé hmoty v živou tu prakticky nezbývá čas.

"Zdá se, že ty molekuly přistály v pravý čas na správném místě a díky tomu jsme takoví, jací jsme," komentoval objevy složitých organických látek v meteoritech Max Bernstein z NASA Ames Research Center.

"Vnikající život mohl využít nukleové báze z meteorických úlomků pro vytvoření primitivního genetického materiálu a tak předávat úspěšná biologická řešení dalším generacím," konstatovala Zita Martins z Imperial College London, která se již dříve hledáním nukleových bází v meteoritech nalezených v Austrálii.

Důkazy: trojí jistota

Zprávy o objevech složitých organických sloučenin v meteoritech nejsou nic nového - nejstarší pocházejí už z poloviny 19. století. Richard B. Hoower (rovněž z NASA) dokonce zásobuje tisk zprávami o nálezech celých fosilních mikroorganismů z vesmíru skoro pravidelně; naposledy v březnu letošního roku. Tito autoři ale se ale zatím nikdy nedokázali ubránit křížové palbě argumentů skeptiků. Michael Callhoun se rozhodl pojistit proti takové porážce hned trojnásobně.

Jeho prvním trumfem v rukávu jsou nálezy dalších derivátů purinu ve zkoumaných meteoritech: 2,6-diaminopurinu a 6,8-diaminopurinu. Jde totiž také o nukleové báze - ale o takové, které se v pozemských organismech nevyskytují, nebo jen velmi vzácně (přítomnost 2,6-diaminopurinu byla zaznamenána jen v jednom viru). Říká se jim analogy nukleových bází.

 

obr: V uhlíkatých chondritech jsou nukleové báze, z nichž se skládá DNA

 

"Pokud si tedy představíte asteroidy jako již zmíněné biotovárny, je také snadné si představit, že produkují celou řadu složitých organických sloučenin, včetně takových, které pak nebyly při vzniku života využity," vysvětluje Michael Calhoun.

Další zbraň proti skeptikům představovaly důkladné analýzy bezprostředního okolí nálezů. Například v Antarktidě badatelé kromě samotných meteoritů sebrali ještě i 8 kilogramů ledu. Analýzy v nich sice nukleové báze také odhalily, ale v koncentracích o několik řádů nižší. Skoro to tedy vypadá, že meteorit spíš kontaminoval led, než naopak. Navíc v ledu nebyl zaznamenán žádný analog nukleových bází. Podobný postup zvolili lidé z Goddardova střediska i u meteoritu nalezeného v pouštní oblasti Austrálie - se stejnými výsledky.

V laboratořích NASA se pak chemikové pokusili napodobit nebiologický proces vzniku nalezených látek reakcí čpavku, kyanidů a vody. Výsledkem byla podobná směs biologických a nebiologických nukleových bází jako v meteoritech.

"Naznačuje to možný mechanismus vzniku těchto látek v asteroidech," hodnotí výsledky Michael Callhoun. "Považujeme to za třetí důkaz kosmického původu námi nalezených nukleových bází." Zpráva NASA navíc uvádí i čtvrtý argument: podobné výsledky dala i analýza částic, které přivezla sonda Stardust od komety Wild.

Callhounův kolega z Goddardova střediska Chris Smith k tomu dodává: "S teorií panspermie to nemusí mít nic společného, o té by mohla být řeč teprve tehdy, kdybychom na Marsu, v meteoritech nebo jinde ve vesmíru našli viry nebo bakterie. Víme ale, že ve vesmíru existuje mnoho planet - a teď tedy už také víme, že základní kameny života mohou být ve vesmíru kdekoliv. Takže je dost těžké si představit, že Mléčná dráha bude pustá. Náš druh může být kosmickým unikátem na mnoho způsobů - ale možná méně, než jsme si dosud mysleli.

 

DNA a vědecký marketing

Lidé z NASA zdůrazňují možnost, že nukleové báze v meteoritech jsou základní stavební kameny DNA, někteří vědečtí komentátoři v tom ale vidí spíš marketingový tah. Připomínají přitom objev "mimozemských" bakterií v kalifornském jezeře bohatém na arzén, který tato instituce pronásledovaná kritikou ohlásila v minulém roce, protože za každou cenu potřebovala nějaký úspěch.

 

obr: Představa povrchu Země v rané epoše jejího vývoje, kdy z vesmíru neustále padaly meteority a komety plné organických látek

 

Podobnou motivaci někteří kritikové tuší i za Callhounovou prací. Význam DNA pro život je všeobecně zpopularizovaný, ve skutečnosti však v raných fázích evoluce měla funkci nosiče genetické informace v buňkách pravděpodobně spíš kyselina ribonukleová (RNA), která je tvořená jen jednoduchou spirálou.

Podle teorie známé jako RNA World před dnešním životem založeným na DNA tu byly molekuly RNA, které již dokázaly uskutečňovat některé reakce typické pro látkovou výměnu. Na význam Callhounových objevů to ale ve skutečnosti nemá žádný vliv: adenin a guanin se vyskytují jak v DNA, tak i v RNA.

Možná nám tento způsob vědeckého zviditelňování se připadá poněkud nezvyklý - ale nejspíš jen proto, že máme zažitou představu socialistické vědy, kde akademik financovaný státem má své jisté; dokonce i když nedělá nic jiného, než že se jen moudře tváří.

Jan A. Novák

Psáno pro Hospodářské noviny

 

přílohové texty

Panspermie

S hypotézou panspermie je nejčastěji spojován švédský chemik a nositel Nobelovy ceny Svante Arrhenius (1859 - 1927), ve skutečnosti šo o teorii, která byla rozšířena už v předešlých stoletích. Arrhenius ji upřesnil tvrzením, že díky tlaku záření hvězd vesmírem putují zárodky života - panspermie - a osidlují všechny světy, které osídlit jdou. Tam se pak vyvíjejí do vyšších forem, až k člověku. Teorie ale neřešila, odkud se panspermie vzaly. Na teorii panspermie navázalo na počátku 20. století učení aeternistů, kteří tvrdili, že život nikdy nevznikl, protože je věčný stejně jako hmota, energie a celý vesmír. Pozdější poznatky o vývoji vesmíru však nešlo s aeternistickou teorií sladit, což uškodilo i teorii panspermie.

- -

DNA a RNA

Deoxyribonukleová kyselina (DNA) je nositelem genetické informace všech současných buněčných organismů. Jde o organickou makromolekulu skládající se ze dvou spirál, které jsou spojeny "příčkami" z dvojic nukleových bází (guanin-cytosin a adenin-thymin). Právě pořadí těchto bází kóduje genetickou informaci.

Na rozdíl od DNA má ribonukleová kyselina RNA (až na výjimky) jen jednoduchou spirálu a místo thyminu uracyl. Jednou z jejích nejvýznamnějších funkcí v buňkách je to, že "čte" genetickou informaci zapsanou v DNA a přenáší jí do míst, kde se v buňce syntetizují bílkoviny (tzv. mRNA). Existují ale i další druhy RNA, které mají jiné funkce. Protože je RNA schopná kopírovat sama sebe, v poslední době sílí názor, že v prvních mikroorganizmech zastávala funkci dnešní DNA, nebo dokonce měla stěžejní roli při přechodu neživé hmoty v živou.

- -

Slavné uhlíkaté chondrity

jméno podle místa dopadu: Orgueil

stát: Francie

datum dopadu: 14. května 1864

poznámka: První meteorit, v němž byly objeveny organické látky, vyvolal už v druhé polovině 19. století vědecké diskuse o možnoti života na jiných planetách. Jeho zkoumáním se zabýval i Louis Pasteur. Pozdější "objev" fosilního mikroorganismu se ukázal být podvodem, jehož pachatele se nepodařilo odhalit.

-

jméno podle místa dopadu: Allende

stát: Mexiko

datum dopadu: 8. února 1969

poznámka: Prokázán vysoký obsah organicklých látek včetně aminokyselin, z nichž jsou složené bílkoviny.

-

jméno podle místa dopadu: Murchison

stát: Austrálie

datum dopadu: 28. září 1969

poznámka: Prokázán vysoký obsah organicklých látek včetně aminokyselin. Roku 2009 vědci z London Imperial College našly i uracil, který je součástí RNA.

-

jméno podle místa dopadu: Tagish

stát: Kanada

datum dopadu: 18. ledna 2000

poznámka: Úlomky po dopadu okamžitě zamrzly do ledu jezera a byly nalezeny jen o pár dní později, pravděpodobnost kontaminace pozemským životem je proto velmi malá. Vědci z NASA prokázali, že organické látky v meteoritu jsou starší než sluneční soustava.

You have no rights to post comments