...

Ako vznikol život?

Otázku v nadpise tohto článku si zrejme aspoň raz položí každý človek. Možno na ňu odpovedať dvomi základnými spôsobmi. Odvoláme sa na všemocného stvoriteľa – to je jednoduchá a v podstate bezobsažná odpoveď. Ale ľudia majú radi jednoduché riešenia, a preto je toto presvedčenie populárne dodnes. Na druhej strane stojí snaha odhaliť podstatu vzniku života pomocou vedy.

22.11.2017-05:09:00   |   Radoslav Janoštiak
#Evolúcia
#Pravek
#Živá príroda
#Záhady a zvláštne javy
#Longformy
Menším sklamaním je, že veda zatiaľ nepozná jednoznačnú, uspokojivú odpoveď. Existujú len viac či menej pravdepodobné hypotézy, ktoré odrážajú komplexnosť tejto problematiky.

A práve pre zložitosť otázky vzniku života sa na jej riešení musia podieľať vedci z rôznych oblastí – od fyziky a astrofyziky cez geológiu a geochémiu až po biochémiu a molekulárnu genetiku. Treba navyše pripomenúť, že vedci nevylúčili mimozemský pôvod pozemského života. Hypotéza tzv. panspermie hovorí, že život mohol vzniknúť niekde vo vesmíre a na Zem sa dostal prostredníctvom kométy či meteoritu. Keďže ale žijeme na Zemi, vedci skúmajú vznik života v podmienkach našej domovskej planéty.



Skúmanie vzniku života je dôležité nielen z hľadiska poznania pozemského života ako takého, ale pomôže aj pri hľadaní života mimozemského. Či už v rámci slnečnej sústavy, alebo za jej hranicami, keďže odhady založené na pozorovaniach Keplerovho ďalekohľadu predpovedajú existenciu až 40 miliárd planét s podmienkami potenciálne vhodnými pre život. A to len v našej galaxii.

Čo je vlastne život?

Jedným z prvých problémov, na ktorý narazila veda pri skúmaní vzniku života, bola definícia života. Pracovná definícia NASA považuje život za „samoudržovací stabilný chemický systém schopný darwinovskej evolúcie“. Je to veľmi široká definícia, ktorá má svoje nedostatky. Kam zaradiť vírusy, ktoré sú závislé od hostiteľskej bunky? Na druhej strane, človek je tiež závislý od svojej „hostiteľskej bunky“ – Zeme.

Ak prestaneme vdychovať kyslík, veľmi rýchlo zomrieme. Jednoduchšie teda bude definovať, čo znamená žiť. Znamená to mať aktívny metabolizmus a schopnosť posunúť svoje gény do ďalšej generácie. Napríklad spóry baktérií nemajú aktívny metabolizmus, takže nežijú, ale sú živé, pretože vo vhodnom prostredí sa aktivujú.

Z hľadiska sci-fi by sa niečo podobné dalo povedať o ľudoch, ktorí sa nechajú zamraziť v nádeji, že v budúcnosti budú rozmrazení a budú znova žiť. Takto zamrazený človek nežije (nemá aktívny metabolizmus), ale nie je ani mŕtvy, pretože má potenciál znova žiť po úspešnom rozmrazení – v súčasnosti je to nemožné.

Sám túto „mágiu“ praktizujem často. V laboratóriu zamrazujem a opätovne oživujem bunky.

V tomto bode sa dohodnime, že v nasledovných odstavcoch budem popisovať hľadanie odpovede na otázku, čo znamená žiť – žiť v zmysle aktívneho metabolizmu a schopnosti rozmnožovať sa.

Vlastnosti prvotného života

Z  Darwinovej evolučnej teórie vyplýva, že všetky pozemské organizmy spája spoločný pôvod - prapredok LUCA, čo je skratka pre „posledného univerzálneho spoločného predka“ (angl. last universal common ancestor). Je teda pravdepodobné, že vlastnosti a molekuly, ktoré spájajú všetky organizmy (od baktérií po človeka), mal aj LUCA (ako som spomenul v úvode, vírusy sú špecifické, a teda pre zjednodušenie sa nimi nebudem zaoberať).

Všetky organizmy pozostávajú z buniek, ktoré sú ohraničené lipidovou membránou, obsahujú DNA ako genetickú informáciu, RNA a ribozómy ako výrobné linky pre proteíny a energiu získavajú chemiosmoticky – redoxnými reakciami spojenými s prenosom vodíkových katiónov cez membránu.



Tieto vlastnosti sú tak komplexné, že s veľkou pravdepodobnosťou nevznikli naraz.

Uvedené charakteristiky môžeme rozdeliť do dvoch kategórií – metabolizmus a samokopírovanie/dedičnosť. Toto sa premieta do dvoch hlavných názorových prúdov, čo bolo skôr. Či vznikli prvé akési protobunky, ktoré mali jednoduchý metabolizmus a až neskôr vznikli RNA a DNA, ktoré umožnili ich presnejšie kopírovanie. Alebo prvé protobunky obsahovali samokopírovacie RNA a DNA, a až neskor sa pridružil metabolizmus. V oboch prípadoch však bolo dôležité oddelenie protobuniek od okolitého prostredia, či už vo forme lipidových alebo anorganických membrán.

Čas a prostredie vzniku

Aby sme mohli začať uvažovať o tom, ako vznikol život, musíme poznať východiskové podmienky na mladej Zemi. Všeobecne uznávaný fakt je, že Zem sa sformovala pred približne 4,5 miliardami rokov. Prvé náznaky života pozorujeme už v horninách spred 3,8 miliardami rokov [existujú možné stopy života, ktoré sú ešte staršie, mnohí experti však o ich identite pochybujú, pozn. red.]. Nejde o priame dôkazy, ale nepriame, v podobe možných produktov metabolizmu prvých organizmov.

Ich interpretácia je založená na tzv. izotopovej frakcionácii. Organizmy prednostne pracujú s ľahšími izotopmi biogénnych prvkov ako uhlík alebo fosfor, a teda ťažšie izotopy týchto prvkov sa môžu hromadiť v určitých horninách, napríklad v podobe grafitu. Ich akumulácia teda môže indikovať existenciu života. Ibaže podobné hromadenie grafitu tvoreného „ťažšími izotopmi“ uhlíka môže byt aj dôsledkom niektorých geochemických procesov.

Tieto dôkazy o prvotnom živote teda nie sú isté. To neplatí pre horniny spred zhruba 3,4 miliardy rokov a mladšie. Z tohto obdobia sú dôkazy o prítomnosti života oveľa solídnejšie. Nachádzame mikrofosílie pripomínajúce bunky a tzv. stromatolity – bochníkovité útvary vznikajúce činnosťou baktérií (v niektorých špecifických prostrediach sa vyskytujú aj v súčasnosti). Môžeme teda konštatovať, že život vznikol niekedy pred 4 až 3,5 miliardami rokov.

A aké podmienky panovali na Zemi počas prvej miliardy rokov jej existencie? Prvotná predstava, že povrch Zeme tvorili roztavené horniny a atmosféra pozostávala najmä z metánu, vodíka a amoniaku, sa ukázala nesprávna. Najnovšie výskumy ukazujú, že už krátko (cca 100 miliónov rokov) po vzniku pokrývali Zem oceány a v atmosfére sa v hojnom množstve vyskytovali plyny ako oxid uhličitý, dusík a oxid siričitý.

Vznik organických molekúl

Prvým krokom k vzniku živých organizmov bola syntéza organických molekúl z východiskových anorganických molekúl nachádzajúcich sa na vtedajšej Zemi. Práve ona predstavuje jadro prvej ucelenej hypotézy o vzniku života, ktorú nezávisle od seba formulovali Haldane a Oparin v 20. rokoch minulého storočia. Podľa Haldaneho a Oparinovej hypotézy syntézu organických molekúl nasledoval vznik tzv. koacervátov, čo sú akési lipidové vačky obsahujúce koncentrované organické zlúčeniny. Práve z nich sa mali postupne vyvinúť prvé bunky. Táto hypotéza však nepostulovala žiadne mechanizmy, a teda bola skôr popisom krokov, ktoré mohli viesť k vzniku života.



Prvý experiment, ktorý preukázal možnosť vzniku organických molekúl z anorganických „predchodcov“, vykonali Miller a Urey v roku 1952. V uzavretom systéme simulovali podmienky, o ktorých si mysleli, že panovali na prvotnej Zemi – zmes vodných pár, metánu, vodíka a amoniaku, pričom na túto zmes pôsobili UV-žiarením a elektrickými výbojmi, ktoré stimulovali blesky.

Keď novšie výskumy ukázali, že zloženie atmosféry vtedajšej Zeme bolo odlišné, tento experiment stratil niečo zo svojej dôležitosti. No stále ho môžeme považovať za principiálny dôkaz, že je možné syntetizovať organické molekuly z anorganických.

Ďalším vedcom, ktorý sa pokúsil syntetizovať organické látky z jednoduchých anorganických prekurzorov bol John Sutherland. Ako východiskovú látku použil kyanid a energiu dodával vo forme UV žiarenia, ktoré bolo na mladej Zemi oveľa silnejšie, pretože neexistovala ozónová vrstva. Aj Sutherlandovi sa podarilo syntetizovať organické molekuly. Jedným z problémov je, že živé organizmy používajú ako zdroj uhlíka oxid uhličitý a nie kyanid.

Chemická prapolievka

Tieto rané predstavy predpovedali vznik tzv. primordiálnej „polievky“ či „prapolievky“, v ktorej boli rozpustené rôznorodé organické látky, predstavujúce základné stavebné kamene živých organizmov. Problémom je, že organické molekuly by sa v „prapolievke“ nachádzali vo veľmi nízkych koncentráciách. Jedno z riešení, o ktorom uvažoval už Darwin, sa obracalo na vplyv malých izolovaných jazierok, ktoré striedavo vysychali a opäť sa napĺňali vodou. V dôsledku toho dochádzalo k zvyšovaniu koncentrácie organických molekúl.

Zvyšovanie koncentrácie organických monomerických1 molekúl zďaleka nepostačuje na vznik života. S postupom času viacerí vedci namietli, že hypotéza prapolievky je nepravdepodobná, pretože pre vznik organizovaných štruktúr, akými sú bunky organizmov, je dôležitá hlavne chemická nerovnováha2 a kontinuálny prúd energie cez takéto štruktúry.

Pozornosť sa teda zamerala na oblasti a štruktúry s vysokou chemickou nerovnováhou. Jednou z nich sú hydrotermálne pramene oceánskeho dna známe vďaka útvarom podobným komínom nazývanými „čierni fajčiari“. Vznikajú na miestach puklín, kde morská voda preniká hlbšie k roztaveným horninám – magme. Tu je zahriata na 250 - 400 °C a obohatená o veľké množstvo kovových a sulfidových iónov. Táto bohatá chemická zmes sa opätovne dostáva na povrch, kde sa na dne oceánov stretáva s chladnou vodou. V chladnejšom prostredí sa vyzrážajú čiastočky kovových sulfidov, napríklad sulfidov železa, čím vzniká pyrit.


-



Na základe poznatkov o hydrotermálnych prameňoch oceánskeho dna nemecký chemik Gunter Wachterhauser sformuloval hypotézu, ktorá vysvetľovala, ako sa mohol oxid uhličitý redukovať do organickej formy pomocou minerálov – predovšetkým pyritu.

Pyrit sa skladá zo síry (S) a železa (Fe) – a presne takéto mikro-FeS centrá sa nachádzajú v rôznych enzýmoch3, okrem iného aj vo fotosyntetických a enzýmoch dýchacieho reťazca, ktoré pracujú s organickými látkami a oxidom uhličitým. Nanešťastie, Wachterhauserove experimenty nepotvrdili jeho hypotézu. Sedela by jedine v prípade, ak by ako východiskovú látku použil oxid uhoľnatý. Avšak oxid uhoľnatý sa vyskytuje v 1000 až 1000 000 násobne nižšej koncentrácii než oxid uhličitý, a je teda otázne, aké množstvo organických molekúl mohlo takto vzniknúť. Každopádne nie je vylúčené, že uvedený proces prispieval k vzniku jednoduchých organických molekúl. No ďalší krok vedúci k vzniku života – vznik organických makromolekúl - musel prebehnúť na inom mieste. Jednak sú čierni fajčiari extrémne horúci a jednak majú životnosť len desiatky rokov, čo nie je veľmi priaznivé pre vznik života.

Vznik makromolekúl

Ak teda predpokladáme, že organické molekuly vznikali z jednoduchých anorganických látok prítomných na mladej Zemi, ďalšou otázkou je, ako sa spájali do makromolekúl - polymérov. K takémuto spájaniu dochádza pri takzvaných polymerizačných reakciách.

Veľká väčšina polymerizačných reakcií funguje tak, že pri väzbe dvoch jednoduchých molekúl sa uvoľňuje voda. A to sa vo vodnom prostredí nedeje úplne jednoducho – je to podobné ako žmýkať mokrú handru pod vodou.



Ďalším zdanlivým problémom je všadeprítomný druhý termodynamický zákon, ktorý zjednodušene hovorí, že v uzavretom systéme môže entropia, čiže miera neusporiadanosti, len rásť. Neusporiadaná zmes jednoduchých molekúl má vyššiu entropiu než usporiadané markomolekuly a teda markomolekuly budú mať tendenciu sa rozpadať. Lenže skutočne izolované systémy sa na Zemi prirodzene nevyskytujú. A živé systémy dokážu udržiavať vysokú mieru usporiadanosti tak, že zvyšujú entropiu svojho okolia – výdajom tepla. Navyše sa ukázalo, že usporiadané polyméry majú približne rovnakú entropiu ako zmes jednotlivých monomérov.

Čítajte tiež: Káva so šľahačkou a vznik života? Ako nárast „neusporiadanosti“ vedie k vzniku zložitosti


Aj keď sú polyméry stabilné, je potrebné prekonať energetickú bariéru, ktorá bráni spontánnemu spájaniu jednoduchých molekúl. Túto funkciu majú v živých bunkách obvykle na starosti proteíny – polyméry zložené z jednotlivých aminokyselín, a v určitých prípadoch RNA vo forme tzv. ribozýmov. Avšak v období jednoduchých organických molekúl žiadne takéto polyméry neexistovali. Jedno z navrhovaných riešení predpokladá, že k výraznému zvýšeniu lokálnej koncentrácie monomérnych stavebných jednotiek došlo vďaka ich adherovaniu4 na povrch určitých nerastov. Jedným z takýchto nerastov môžu byť ílovité minerály, ktoré vytvárajú akési pravidelné mriežky.

Bolo dokázané, že jednoduché organické molekuly môžu adherovať na povrch týchto minerálov, spájať sa do polymérov, a tým pádom stimulovať vznik mastných kyselín, peptidov (krátke aminokyselinové reťazce) alebo dokonca molekúl RNA.

Prvé replikátory, prvý život

Mastné kyseliny môžu reakciou s glycerolom vytvárať lipidy, ktoré sú základom biologických membrán. Tieto molekuly sú tzv. amfipatické. Jedna časť je vodu odpudzujúca – hydrofóbna, a druhá s vodou s radosťou interaguje – je hydrofilná. Ak sa molekuly lipidov nachádzajú vo vodnom roztoku, spontánne sa organizujú do termodynamicky najstabilnejších štruktúr s najnižšou energiou. Hydrofilné časti ležia na povrchu a hydrofóbne časti sú ukryté vo vnútri. Jednou z takýchto štruktúr je lipidová dvojvrstva, ktorá je základom bunkových membrán.


-


Tri hlavné štruktúry, ktoré fosfolipidy spontánne vytvárajú vo vode.


Z uvedených štruktúr môžu vznikať vačky, do ktorých môžu byť selektívne transportované určité molekuly – napríklad molekuly RNA s rôznymi sekvenciami a štruktúrou.

Vedci z tábora „najprv RNA/DNA a dedičnosť“ predpokladajú, že niektoré molekuly mohli kopírovať samé seba. Takéto samokopírovacie molekuly by zvyšovali svoj počet v uzavretých vačkoch, čo by spôsobilo ich rast spolu s inkorporáciou ďalších lipidových molekúl. Po presiahnutí určitej veľkosti by sa veľké vačky rozdelili na dva menšie. A dcérske vačky by taktiež obsahovali samokopírovacie RNA molekuly. Takéto štruktúry už spĺňajú definíciu života: majú primitívny metabolizmus (tvorba kópií) aj dedičnosť (RNA molekuly sa kopírovali s chybami, v dnešnom svete definovanými ako mutácie).

Rôzne, zmutované molekuly najprimitívnejšieho života sa zrejme pomerne výrazne odlišovali svojimi vlastnosťami. Niektoré mohli mať zlepšenú, iné zhoršenú schopnosť sebakopírovania. Najlepšie replikujúca sa RNA sa množila najrýchlejšie. Roztočilo sa koleso darwinovskej evolúcie.

Najprv RNA a DNA

O RNA som hovoril zámerne, pretože podľa všeobecného konsenzu vznikol život založený na RNA skôr, ako vznikla DNA.

Molekuly RNA môžu jednak fungovať ako úložisko informácií a jednak ako katalyzátory3 reakcií – tzv. ribozýmy (RNA-enzýmy). Potom, ako RNA molekuly dali vzniknúť prvým proteínom, ktoré prebrali funkciu enzýmov3, hlavnou funkciou RNA ostalo uchovávanie genetickej informácie.

V súčasnosti 99 % organizmov využíva na uchovávanie genetickej informácie DNA. Posledným krokom v reťazci vedúcom k vzniku života bol teda vznik DNA.



Rozdiel medzi RNA a DNA je v sacharidovej zložke nukleotidu – RNA obsahuje ribózu a DNA deoxyribózu. Tie sa líšia len v tom že –OH skupina RNA je v DNA nahradená vodíkom, čo jej dodáva omnoho väčšiu stabilitu. Dusíková báza RNA uracil je navyše nahradená v DNA tymínom, čo umožňuje lepšiu kontrolu spontánnych mutácii.

Výsledkom je, že organizmy obsahujúce DNA sa replikovali presnejšie a nahradili organizmy využívajúce RNA ako úložisko dedičnej informácie (RNA vírusy ako chrípkový vírus, ktoré majú genetickú informáciu uloženú vo forme RNA, predstavujú výnimku).

Takto si DNA, RNA a proteíny rozdelili úlohy v bunkách. Analogicky k firmám – DNA ako vedenie, RNA ako manažment a proteíny ako pracovníci. Takáto je predstava o vzniku života vedcov zo skupiny „najprv RNA/DNA“.

Najprv metabolizmus

Druhá skupina vedcov predpokladá, že jednoduchá forma metabolizmu vznikla skôr ako RNA molekuly (aj v skupine „najprv metabolizmus“ panuje všeobecný konsenzus, že život prvotne využíval RNA a až neskôr DNA). Jednou zo základných indícií, ktoré dodávajú tomuto tvrdeniu vážnosť, je akési kontinuum medzi geochemickými a biochemickými procesmi. Hranica medzi živým a neživým je preto určená arbitrárne.

Je známe, že jednoduché organické látky môžu vznikať jednak geochemickými, tak biochemickými procesmi. Preto keď NASA oznamuje, že niekde vo vesmíre objavila organické molekuly, ktoré môžu znamenať prítomnosť súčasného alebo minulého života, dodá, že nejde o jednoznačný dôkaz, pretože takéto molekuly vznikajú aj bez živých organizmov.

Vedci z tábora „najprv metabolizmus“ sa nestotožňujú s hypotézou „prapolievky“, ale predpokladajú existenciu systémov, ktoré sú chemicky ďaleko od rovnováhy. Jedno z prostredí, ktoré poskytuje priestor na vznik takýchto systémov, sú vyššie spomenuté podmorské hydrotermálne pramene zvané čierni fajčiari. Pravda, nie sú úplne ideálne, a to pre svoju prílišnú búrlivosť.

Výskumníci sa preto zamerali na iný typ podmorských prameňov – tzv. alkalické hydrotermálne pramene. Vznikajú na miestach, kde morská voda interaguje s horninovým podložím, ktoré je bohato mineralizované. Hojný je napríklad minerál olivín, ktorý obsahuje veľké množstvo železnatých a mangánových iónov. Tie reagujú s vodou za vzniku železitých iónov, mangánových hydroxidov, vodíka a tepla. Zohriata alkalická voda vyviera a interaguje so studenou vodou na morskom dne. Táto voda je mierne kyslá (pH 5 - 7) a bohatá na soli a rozpustený oxid uhličitý. V týchto podmienkach dochádza k vyzrážaniu minerálov rozpustených vo vode za vzniku komínovitých útvarov. Tie však neobsahujú centrálny otvor, ale tvoria akési špongiovité štruktúry, cez póry ktorých preteká alkalická teplá voda.

Základná otázka je, ako v týchto podmienkach vznikajú organické látky. Kľúčová je reakcia vodíka s oxidom uhličitým. Táto reakcia je za normálnych podmienok veľmi problematická. No ako bolo spomenuté vyššie, chemizmus alkalických prameňov je veľmi špecifický. Kombinácia alkalickej vody vo vnútri „komínov“, ktorá je od mierne kyslej oceánskej vody (s rozpusteným oxidom uhličitým) oddelená tenkými bariérami z precipitovaných oxidov a sulfidov kovov, skutočne umožňuje túto reakciu.

Dôležitú úlohu hrajú oxidy a sulfidy kovov – pôsobia ako katalyzátory. Toto „partnerstvo“ sa v živých bunkách zachovalo dodnes – rastlinné enzýmy využívajú katalytické železito-sírne centrá na tvorbu glukózy z oxidu uhličitého (fotosyntéza). Naproti tomu všetky živé bunky vrátane ľudských využívajú podobné centrá aj na opačnú reakciu, čiže rozklad glukózy na vodu a oxid uhličitý za zisku energie (dýchanie). Uvedený proces vzniku organických zlúčenín je experimentálne potvrdený. Pekná ilustrácia toho, ako geochemické procesy môžu dať vzniknúť tým biochemickým.

Máme teda zmes organických zlúčenín. No tú sme mali aj v hypotéze „prapolievky“. Opäť hrá dôležitú rolu štruktúra alkalických oceánskych prameňov.


-


Štruktúry vytvárané vyzrážaním chemických látok činnosťou alkalických hydrotermálnych prameňov morského dna. Zrejme ich možno považovať za najpravdepodobnejšie miesto vzniku života.


Z vnútra vyzerajú komínovité štruktúry alkalických podmorských prameňov ako špongia. Organické látky sa tu nachádzajú v ohraničenom priestore a konštantný prúd vody, ktorý cez ne prechádza, stimuluje proces tzv. termoforézy5, ktorá dokáže zvýšiť koncentráciu organických látok stovky a tisíce ráz. Výsledkom je, že v týchto malých štruktúrach vzniká vysoká koncentrácia organických látok, a práve vďaka nej sa molekuly môžu spájať do makromolekúl a viesť k vzniku lipidov, proteínov a nukleových kyselín. Samozrejme tieto procesy sú veľmi neefektívne, ale milióny rokov sú dostatočne dlhá doba.

Došli sme do bodu, kde sa hypotézy o vzniku života začínajú viac-menej prelínať.

Máme koncentrované organické zlúčeniny, ohraničené organickou alebo anorganickou membránou do podoby akéhosi vačku, s primitívnym metabolizmom a možnou prítomnosťou RNA ako samoreplikujúcich sa molekúl. Takéto vačky môžu mať rôznu efektivitu metabolizmu a presnosť replikácie, a tým pádom môže začať pôsobiť prírodný výber, jeden z hlavných mechanizmov darwinovskej evolúcie.

A zároveň si môžeme pogratulovať k vzniku života.

Vznik života je veľmi komplikovaný proces. Veľká väčšina výskumov sa zatiaľ sústredila na zodpovedanie otázky, ako vznikli organické zlúčeniny. Existujú viac či menej uspokojivé odpovede. No ani najjednoduchšie baktérie nie sú len zhlukom organických molekúl, ale vysoko organizovanými systémami s komplexným metabolizmom. A preto medzi vznikom organických molekúl a vznikom života ako takého je obrovská priepasť. A zároveň veľké množstvo príležitostí na objavy a zápisy do histórie.

-

Poznámky
1 Monomér – predpona „mono“ znamená jednotkové množstvo, monoméry môžu byť rôzne veľké molekuly – stavebné jednotky, ktoré sa môžu spájať do polymérov. Príklady molekúl monomér-polymér sú: aminokyseliny-proteíny, nukleotidy-DNA/RNA alebo rôzne plasty – styrén-polystyrén, vinylchlorid-polyvinylchlorid.
2 Chemická nerovnováha – stav, ktorý stimuluje chemické reakcie: v systéme sa nachádzajú nerovnovážne množstvá reaktantov (východiskových látok) a produktov. Zoberme si príklad zo stredoškolskej chémie – ak vložíme zinok do koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej, tak prebieha búrlivá reakcia, pri ktorej vzniká chlorid zinočnatý a vodík. Teoreticky aj prakticky môžeme vyrátať, presne koľko zinku a kyseliny chlorovodíkovej musíme použiť, aby nakoniec zostal len chlorid zinočnatý a vodík, ktorý sa odparí. V tomto bode sa systém dostal do rovnováhy, reakcia zastala. Ak by sme ale pridali viac kyseliny a zinku, znova by sa rozbehla. Podobné chemické reakcie, ktoré sú poháňané chemickou nerovnováhou, sú základom života, a teda ak sa systém dostane do chemickej rovnováhy, ustanú chemické reakcie a s nimi ustane aj život.
3 Katalyzátor/enzým – v biologickom zmysle proteínová alebo zriedkavo RNA molekula, ktorá výrazne urýchľuje reakcie, ktoré môžu prebiehať aj samovoľne, ale extrémne pomaly. Tieto katalyzátory/enzýmy znižujú tzv. aktivačnú energiu pre priebeh chemických reakcií.
4 Adherovať – interakcia rôznych štruktúr (atómy, molekuly, bunky) s povrchom objektov.
5 Termoforéza – proces koncentrácie rôznych molekúl na základe ich kinetickej energie. Pri vysokých teplotách sú molekuly veľmi pohyblivé, ale ako voda postupne chladne, ich energia a pohyb sa znižuje, a teda sa koncentrujú v oblasti s chladnejšou vodou, v tomto prípade vo vnútri alkalických hydrotermálnych prameňov. Väčšie molekuly ako aminokyseliny alebo nukleotidy sú oveľa menej pohyblivé než malé molekuly ako ióny, oxid uhličitý či metán, a preto sú oveľa jednoduchšie koncentrované pomocou tohto procesu.

Zdroje:
Nick Lane – The Vital Question ISBN: 978-0-393-35297-9
http://www.simsoup.info/Origin_Landmarks_Oparin_Haldane.html
http://www.physicsoftheuniverse.com/topics_life_exogenesis.html
https://link.springer.com/chapter/10.1007/0-387-26887-1_10
https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_habitability
https://en.wikipedia.org/wiki/Miller–Urey_experiment
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail