Marné pokusy vytvořit život
Timothy R. Stout
(Z Creation Matters, ročník 17, číslo 3, květen/červen 2012, strana 9 přeložil M. T. – 09/2012.)
David Deamer je profesorem na katedře chemie a biochemie Kalifornské univerzity v Santa Cruz. Je jedním z nejčelnějších světových badatelů studujících původ života. Z tohoto důvodu byl vybrán laboratořemi v Cold Springs Harbor, aby pomáhal redigovat sbírku 19 článků přibližujících nejnovější poznatky ze studia abiogeneze (Deamer a Szostak, 2010).
Do té doby měl coby evoluční chemik poměrně originální myšlení (Deamer et al., 2006). Místo aby se snažil napodobit předpokládané procesy vedoucí ke vzniku života v kontrolovaných podmínkách laboratoře, vyhledával na současné Zemi místa, kde by podle zatím známých poznatků takové podmínky mohly panovat, dodal tam příslušné suroviny a čekal, co se stane.
Výsledky ho překvapily, ačkoli by ho vlastně snad překvapit neměly. Úspěchu stála v cestě řada neočekávaných překážek.
Sopečné kolektory jsou potenciálními modely prebiotického prostředí; v nich by mohly probíhat reakce organické syntézy…Abychom tuhle hypotézu ověřili, začali jsme s pokusy nejdříve na místech s geotermální aktivitou – na ruské Kamčatce a na hoře Lassen v Kalifornii -, abychom zjistili, jak se bude sada příslušných organických sloučenin v takovém prostředí chovat…Jak na Kamčatce tak na hoře Lassen jsme do vřídel přidali vybranou sadu molekul tvořících základní stavební kameny živé hmoty. Šlo o čtyři aminokyseliny (glycin, L-alanin, L-kyselinu asparagovou a L-valin, po 1 g od každé), čtyři nukleotidy (adenin, cytosin, guanin a uracil, po 1 g od každého), fosfát sodný (3 g), glycerol (2 g) a kyselinu myristovou (1.5 g). Očekáváme, že tahle směs nám bude (kromě potenciálního zdroje reaktantů pro možné syntetické reakce) užitečným vodítkem pro monitorování rozpadových reakcí.
Na konci analýzy byly vzorky prohlédnuty pomocí mikroskopie s fázovým kontrastem i fluorescenční mikroskopie za účelem zjištění eventuálního nárůstu bakterií, ale nic takového nebylo zjištěno.
Je důležité si uvědomit, že Deamer nezačínal s typickými produkty předpokládanými pro první fázi procesu abiogeneze, jako byly produkty použité ve slavném Miller-Ureyově pokusu. Zmíněný proces totiž nevyhnutelně vede ke vzniku širokého spektra takových produktů. Je to přirozené – o jednoduchých molekulách obsahujících uhlík a dusík se většinou předpokládá, že představovaly výchozí suroviny pro abiogenezi. Je totiž charakteristické jak pro dusík tak pro uhlík, že snadno tvoří tisíce a tisíce různých druhů molekul. A když pak do reakcí, ve kterých jsou zmíněné molekuly přítomny, dodáme pořádné kvantum volné energie, mohou se nám vytvořit (a také se vytvoří) nejrůznější produkty.
Tyhle produkty ovšem už ze své podstaty nemohou vyhovovat požadavkům abiogeneze (Stout, 2010). A tak Deamer a jeho kolegové zvolili za výchozí chemikálie jakousi ideální směs (podle svých představ), v poměrech, které, jak věřili, přinesou co možná nejlepší výsledky, a v koncentracích, které by, jak doufali, by mohly rovněž vést k hmatatelným výsledkům. Pokud by měl nějaký postup znamenat realistický krok směrem k abiogenezi, zdálo se, že je to právě tenhle.
Překvapivé výsledky
Výsledky pokusu náš výzkumný tým překvapily. Zde jsou některé důležité citáty (Deamer et al., 2006):
Za několik minut od přidání organické směsi se na kamčatském jezírku objevila světlý, špinavý kal. Touto sraženinou je patrně polévka tvořená železem a hliníkem, které eliminovaly mastnou kyselinu jako potenciální stimulant reakce.
Během minut až hodin klesla koncentrace fosfátu i aminokyselin pod práh měřitelnosti.
Poznatek, že organické sloučeniny tak rychle zmizely, byl překvapivý.
Pokus nasimulovat vznik života v přirozeném prostředí měl ovšem celou škálu řešení odlišných od výsledků dosahovaných v laboratořích, kde spolu reagují čisté chemikálie ve zkumavkách.
Kombinace dvou posledních citátů představuje snad nejpodstatnější závěr plynoucí z celého pokusu. Deamer je jedním z nejvýznačnějších biochemiků na světě. A přece ho zaskočila syrovost podmínek přirozeného prostředí ve srovnání s podmínkami v laboratoři. Mnohokrát totiž ve svých pracích psal přesvědčivě o možnosti výskytu všech možných neočekávaných obezliček, které by mohly ohrozit abiogenezi v přirozeném prostředí, i když se přirozeně snažil vyjadřovat co možná kulantně. Zmíněný závěr je tedy zvlášť významný, uvážíme-li, že byť existovalo mnoho výhod „v laboratořích, kde spolu reagují čisté chemikálie ve zkumavkách“, závažné překážky při simulaci abiogeneze v přírodě dosud vždy zmařily ve všech stadiích každou snahu o jednoznačnou, úspěšnou demonstraci pokroku v této věci. A tak je jasné, že v přírodě bychom měli očekávat horší výsledky než v laboratoři, jak to prokázal popsaný pokus.
Deamer dospěl vlastně ještě k jednomu neočekávanému výsledku. Existuje početná literatura navrhující jílovité půdy jako prostředí, ve kterém se koncentrují monomery, jako jsou aminokyseliny a nukleotidy, a kde by tedy mohlo docházet k jejich provázání v proteiny a nukleové kyseliny. V našem pokusu se však stal pravý opak. Počáteční koncentrace dodaných reaktantů byla vyšší než by rozumný člověk očekával od přírodního prostředí, snad kromě okrajů jezírka. A přítomný jíl navázané molekuly od sebe izoloval, místo aby podněcoval jejich slučování. Poté, co se seznámil s výsledky svých pokusů, konstatoval Deamer, „Asi nejdůležitějším poučením je, že i když jsou koncentrace reaktantů vysoké díky adsorpci /„savosti“/ na nerostném substrátu, mají tendenci se od sebe izolovat.“ A to jsme rozhodně neočekávali!
Docela mě pobavilo, když jsem si přečetl název článku, „Procesy samovolné syntézy v prebiotickém prostředí.“ Jediné, co ze zmíněných pokusů vzešlo, co se „syntetizovalo“, byl mýdlový kal. To není dobrým znamením pro ty, kdo vsadili svoji věčnou budoucnost na možnost abiogeneze. Bůh opravdu dává sám o sobě nepochybné svědectví ve svém stvoření. A tohle svědectví je tak jasné, že Bůh neuznává těm, kdo tohle odmítají, žádnou výmluvu.
Odkazy
- Deamer, D., S. Singaram, S. Rajamani, V. Kompanichenko, and S. Guggenheim. 2006. Self-assembly processes in the prebiotic environment. Phil. Trans. R. Soc. B 361:1809–1818.
- Deamer, D. and J.W. Szostak (eds.). 2010. The Origins of Life. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Woodbury NY. Retrieved June 4, 2012, from cshperspectives.cshlp.org
- Stout, T. 2010. Without excuse! The testimony of the details. Creation Matters 15(3):6.