© Roy Keeris/Flickr
Komentar: Ovo je 26. poglavlje knjige gosp. Lescaudrona "Masovna izumiranja, evolucijski skokovi i povezanost virusa i informacija".
Prethodno poglavlje: Poglavlje 25.: Elektromagnetski impuls (EMP)
Prvo poglavlje: Poglavlje 1.: Masovna izumiranja
Panspermija je izvedenica iz grčke riječi pan (sve) i sperma (sjeme). Prema teoriji panspermije život postoji diljem svemira. Daljnja podjela hipoteze o panspermiji je teorija litopanspermije koja pretpostavlja da život postoji u cijelom svemiru i da se distribuira kometima[1], meteoritima[2] ili svemirskom prašinom[3].
Suprotno tome, teorija abiogeneze predlaže da je sav život na Zemlji započeo od anorganskih molekula. Iako vrlo slična, teorija abiogeneze se ne smije miješati s teorijom spontane generacije.
Poput teorije klica i teorije evolucije, teorija abiogeneze postala je poznata relativno nedavno u 1960-ima. Sve tri su potisnule prethodne teorije, odnosno teoriju okoline, saltacionizam i panspermiju, nametanjem paradigme koja je više materijalistička.
Poput teorije okoline i saltacionizma, panspermija je, u ovom ili onom obliku, stoljećima bila dominantna teorija:
Robert Temple je istaknuo da prethodnici teorije o panspermiji sežu u drevni Egipat do Starog kraljevstva u trećem tisućljeću prije Krista. [...] Egipatski tekstovi i prikazi sugeriraju da je cijeli kozmos pun sjemena i da je život na Zemlji potekao iz njega.[4]U staroj Grčkoj, prvi poznati spomen "panspermije"[5] nalazi se u djelima Anaksagore[6] [7] iz 5. stoljeća prije Krista.
© Public domainDetalji freske Eduarda Lebiedzkog, koja prikazuje Anaksagoru. Sveučilište u Ateni (oko 1888.)
Ta ideja nije izgubljena ni u rimsko doba. Na primjer, Lukrecije[10] je napisao sljedeće u svojoj pjesmi pod naslovom De Rerum Naturae:
"Ništa u svemiru nije jedinstveno i samo, i stoga u drugim regijama moraju postojati druge Zemlje naseljene različitim plemenima ljudi i vrstama zvijeri"[11]O toj drevnoj ideji je u 19. stoljeću dalje teoretiziralo nekoliko istaknutih znanstvenika. 1830-ih je Jöns Jacob Berzelius[12] pronašao ugljikove spojeve u određenim meteoritima. Ovo otkriće organskih spojeva u kombinaciji s čitanjem Camillea Flammariona[13] dovelo je do toga da Hermann Richter[14] bude prvi u modernoj znanosti koji je konceptualizirao panspermiju. To se dogodilo samo šest godina nakon objavljivanja Darwinovog djela O podrijetlu vrsta:
Naši zajednički preci, koji se sastoje od mikroskopskog života, tvrdio je, stigli su na Zemlju meteoritom. Richter je zamislio svemir u kojem se život taloži s planeta na planet, poput pčele koja oplođuje cvijeće. U nekom trenutku, rekao je, meteor bi prošao blizu naše atmosfere i pokupio mikrobe za isporuku u drugi svijet, gdje bi oni bili sjeme za život koji bi evoluirao i prilagodio se novoj okolini.[15]Suočavajući se s brojnim neuspješnim pokušajima stvaranja organizama iz nežive materije, Hermann von Helmholtz[16] je potvrdio Richterovu ideju, evo što je o panspermiji napisao 1874. godine:
Čini mi se potpuno ispravnim znanstvenim postupkom, ako svi naši pokušaji ne uspiju uzrokovati proizvodnju organizama iz nežive materije, postaviti pitanje nije li život star koliko i sama materija i nije li se sjeme preneseno s jednog planeta na drugi razvilo svuda gdje je pronašlo plodno tlo".[17]Svante Arrhenius[18], koji je dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1903., primijetio je da mikroorganizmi imaju nezemaljska svojstva i da bi, naprotiv, mogli preživjeti hladnoću svemira:
Mikroorganizmi posjeduju nezemaljska svojstva, svojstva koja se ne mogu objasniti prirodnom selekcijom u odnosu na zemaljski okoliš. Primjer za koji je sam Arrhenius bio odgovoran je spuštanje sjemena na temperaturu blizu 0K,[19] te zatim demonstraciju njegove održivosti kada ga se ponovno zagrije uz dovoljno pažnje.[20]
© Public DomainFotogravura Svantea Arrheniusa, Meisenbach Riffarth & Co
[Lord Kelvin] je proširio Pasteurovu paradigmu: "Mrtva materija ne može postati živa ako ne dođe pod utjecaj materije koja je prethodno bila živa. Ovo mi se čini jednako pouzdanom znanosti kao i zakon gravitacije... Dakle, ako je život prethodio Zemlji, kako je stigao ovamo i odakle je došao?[22]Lord Kelvin odgovara na vlastito pitanje na sličan način kao i njegovi prethodnici. Za njega je "meteorsko kamenje koje nosi sjeme" jedino rješenje ove enigme:
Moramo smatrati u najvećoj mjeri vjerojatnim da postoji bezbrojno meteorsko kamenje koje nosi sjeme i koje se kreće svemirom. Da u ovom trenutku na ovoj zemlji ne postoji život, jedan takav kamen koji bi pao na nju mogao bi, onim što slijepo nazivamo prirodnim uzrocima, dovesti do toga da ona postane prekrivena vegetacijom.[23]Ozloglašenost gore spomenutih znanstvenika najbolje je svjedočanstvo zasluga, pažnje i rada koje je teorija panspermije dobivala u 19. stoljeću.
Panspermija nije izgubila na privlačnosti ni u 20. stoljeću, upravo suprotno. Među znanstvenicima koji su podržali ovu teoriju i proširili je, na primjer, je slavni znanstvenik Carl Sagan[24] koji je 1966. nagađao da je život na Zemlji možda potaknut usmjerenom panspermijom[25].
Isto tako, 1973. godine priznati znanstvenik Francis Crick[26] izjavio je kako smatra nemogućim da je složenost DNK mogla prirodno evoluirati[27] i predložio vlastitu teoriju panspermije.[28]
© Marc LiebermanFrancis Crick, otkrivač strukture DNK i zagovornik panspermije
Posljednje, ali ne i najmanje važno, hipoteza da je život došao iz svemira, točnije iz kometa, povezana je s Fredom Hoyleom i Chandrom Wickramasingheom koji su napisali desetke radova o ovoj temi[31] tijekom proteklih 50 godina, akumulirajući impresivan niz bioloških, biofizičkih i astrofizički podataka koji su u skladu s teorijom panspermije.
Panspermija je postala popularna do te mjere da znanstvenici troše milijune dolara kako bi otkrili DNK na Marsu:
Tim istaknutih znanstvenika s MIT-a i Harvarda dovoljno je uvjeren u vjerodostojnost panspermije da su proveli desetljeće, uz poprilično financiranje NASA-e i drugih, da dizajniraju i proizvedu instrument koji može biti poslan na Mars i potencijalno otkriti DNK ili primitivniji RNK.[32]Jak argument za panspermiju svakako su brojna otkrića fosiliziranih mikroorganizama meteorita i živih mikroorganizama u gornjoj atmosferi gdje ne može doprijeti uzlazni vjetar, kao što je detaljno opisano u dva prethodna poglavlja[33].
Postoji još jedno nedavno otkriće koje daje dodatnu vjerodostojnost teoriji o panspermiji. Najstariji dokaz o oblicima života na Zemlji su fosilizirani mikroorganizmi stari oko 4 milijarde godina[34].
Dokazi o najstarijem bakterijskom životu na Zemlji nedavno su otkriveni u obliku kuglica ugljika zarobljenih unutar kristala minerala cirkona i taloženih u stijenama koje su nastale prije 4,1 do 4,2 milijarde godina tijekom takozvane hadejske epohe. U to vrijeme Zemlju su nemilosrdno bombardirali kometi.[35]Grafikon ispod navodi neke od udara kometa[36] koji su se dogodili tijekom hadejske epohe:
© Simone MarchiProstorna distribucija i veličine kratera nastalih tijekom hadejske epohe
Kako to da je, od svih vremena, život na Zemlji započeo tijekom onoga koji je bio najnepovoljniji? Znamo da se mikroorganizmi, uključujući viruse, odupiru izazovnim uvjetima[38] poput onih koji su prevladavali tijekom hadejske epohe. Znamo također da kometi donose viruse i druge mikrobe, stoga ima smisla da se pojavljivanje prvih mikroba, posebice virusa, podudara s vremenima intenzivnog bombardiranja kometa.
Nasuprot tome, spontana generacija - kasnije zamijenjena abiogenezom - pretpostavlja da pojava života na Zemlji dolazi od anorganskih molekula[39]. O njihovim kasnijim "evolucijama" je, još jednom, teoretizirao Darwin:
Darwin je bio krajnje suzdržan po pitanju podrijetla života, iako je govorio o "toplom malom jezercu sa svakakvim vrstama amonijaka i fosfornih soli koji su bili prisutni", mjestu gdje je "kemijski formiran proteinski spoj i spreman proći još složenije promjene". To pokazuje da je Darwin barem bio čvrsto predan ideji da se život razvija 'spontano' bez potrebe za nadnaravnom intervencijom ili planiranjem.[40]Teorija spontane generacije je odlučno odbačena u 19. stoljeću[41], abiogeneza ju je zamijenila početkom 20. stoljeća. Provedeni početkom 50-ih godina, Urey-Millerov eksperimenti su pokazali kako se aminokiseline i nukleotidi mogu formirati iz mješavine anorganskih plinova. Ti su eksperimenti bili kamen temeljac teorije o abiogenezi.
© CommonsMiller-Ureyev eksperimenti
1/ Nedavni dokazi sugeriraju da je Zemljina atmosfera tijekom hadejske epohe imala sastav drugačiji od plina korištenog u Urey-Millerovim eksperimentima.[42]
2/ Kemijske ravnoteže su obično nepovoljne (one su "energetski teške") za stvaranje malih biomolekula i za njihovu sintezu u veće biomolekule.[43]
Osim potrebnih bazičnih organskih monomera, spojevi koji bi spriječili nastanak polimera također su se formirali u visokim koncentracijama tijekom eksperimenata abiogeneze.[44]
3/ Najizazovniji dio tek dolazi: najjednostavniji "živi sustav" uključuje stotine komponenata koje međusobno djeluju na organiziran način kako bi se postigla proizvodnja energije i samoreplikacija, što bi bilo gotovo nemoguće sastaviti neusmjerenim prirodnim procesom:[45]
Ono što je relevantno za podrijetlo života nije samo formiranje kemijskih građevnih blokova, već pojava vrlo specifičnih rasporeda ovih molekula u strukture kao što su enzimi. Potonji proces predstavlja zastrašujuću enigmu današnjim znanstvenicima. Nedavne studije Mushegiana i Koonina (1996.) koje uključuju sekvenciranje bakterijskih genoma pokazale su da se skup gena koji kodira nekih 256 proteina može smatrati minimalnim skupom potrebnim za stanični život. Koristeći naš raniji argument (Hoyle i Wickramasinghe, 1980.) koji je dao priliku za nasumično sklapanje jednog enzima od njegovih komponenti od otprilike jednog dijela u 10^20, sada dolazimo do vjerojatnosti sklapanja minimalnog skupa enzima od jednog dijela od 10^5120.[46]Da stvar bude gora, ova nemjerljivo niska vjerojatnost odnosi se samo na nasumično sklapanje jednog i jednostavnog enzima koji je neusporedivo rudimentarniji od najjednostavnije žive stanice.
Da bismo vam dali predodžbu o ovoj smiješno maloj vjerojatnosti, procjenjuje se da je broj protona, neutrona i elektrona[47] u poznatom svemiru između 10^80 i 10^90.
4/ Neumanjiva složenost: većina bioloških sustava ima više međusobno povezanih dijelova koji ne bi funkcionirali da je jedan od dijelova uklonjen, tako da se nisu mogli razviti uzastopnim malim modifikacijama iz ranijih manje složenih sustava kroz prirodnu selekciju. Doista, prirodna selekcija daje prednost najsposobnijima, a ne najslabijima koje sputavaju glomazni i nefunkcionalni biološki strojevi[48].
Mišolovka je primjer neumanjive složenosti. Sastoji se samo od pet međusobno povezanih dijelova, naime baze, hvataljke, opruge, čekića i poluge za držanje. Sve to mora biti na mjestu kako bi mišolovka radila, isto tako, biološki sustavi zahtijevaju više dijelova koji rade zajedno kako bi funkcionirali.
© UnknownMišolovka i njenih pet međusobno povezanih dijelova
5/ DNK je potrebna za sintezu proteina, ali protein je potreban za sintezu DNK. Drugim riječima, abiogeneza se suočila, i još uvijek se suočava, s velikim problemom kokoši i jajeta.
6/ Nemojmo zaboraviti da od Darwinovih vremena, niti jedan eksperiment nije uspio[49] dokazati da bi život - čak i najjednostavniji jednostanični oblici života - mogao proizaći iz nežive materije:
Urey-Millerovi eksperimenti (Urey, 1952.; Miller, 1953.) iz sredine 1950-ih pokazali su kako se aminokiseline i nukleotidi mogu formirati iz mješavine anorganskih plinova (Oparin, 1953.; Haldane, 1929.), ali takvi pokusi ni približno ne dolaze do željenog cilja proizvodnje života iz neživota. Ni drugi noviji eksperimenti poput onih Imaija i sur. (1999.) koji su izvijestili o proizvodnji heksaglicina u uvjetima za koje se smatra da se javljaju u zemaljskim termalnim izvorima. Ni eksperimenti Bernsteina i sur. (1999.) koji su pokazali da ultraljubičasto zračenje poliaromatskih ugljikovodika u vodenom ledu dovodi do proizvodnje nekih "biološki relevantnih" molekula kao što su alkoholi, kinoni i eteri.[50]Zbog svih gore opisanih razloga, teorija o abiogenezi je progresivno izgubila vjerodostojnost do te mjere da je sada kvalificirana kao "zastarjela teorija".[51] Zamijenjena je teorijom RNK svijeta,[52] prema kojoj je život na Zemlji evoluirao iz RNK.
© Sott.net adapted from KooninVirusi kao prethodnici svih oblika života
© CommonsUmjetnički prikaz teorije panspermije
[1] Chandra Wickramasinghe (2011.), "Bacterial morphologies supporting cometary panspermia: a reappraisal", International Journal of Astrobiology. 10 (1): 25-30
[2] Chan et al. (2018.), "Organic matter in extraterrestrial water-bearing salt crystals", Science Advances
[3] Arjun Berera (2017.), "Space dust collisions as a planetary escape mechanism", Astrobiology 17 (12): 1274-1282
[4] Hoyle, (2000.)
[5] Margater O'Leary (2008.), "Anaxagoras and the Origin of Panspermia Theory", iUniverse Publishing Group
[6] G. Horneck et al. (2010.), "Space Microbiology", Microbiology and Molecular Biology Reviews 74 (1): 121-156
[7] (oko 510. - 428. pr. Kr.) Predsokratovski grčki filozof koji je bio pionir u nizu objašnjenja u vezi s prirodnim fenomenima: panspermijom, pomrčinama, dugama, meteorima i Suncem.
[8] (oko 310. - oko 230. pr. Kr.) Predstavio je prvi poznati heliocentrični model. Smatra se jednim od najvećih astronoma antike i jednim od najvećih mislilaca u ljudskoj povijesti.
Pogledajte: NASA Editors (1997.), "Aristarchus' Unbelievable Discoveries", NASA
[9] ISPA Editors (2023.), "Definition: What is Panspermia?", ISPA
[10] (oko 99. - oko 55. pr. Kr.) Rimski pjesnik i filozof.
[11] John Mason Good (1870.), "On the Nature of Things", od Titus Lucretius Carus Bell and Daldy
[12] (1779. - 1848.) Švedski kemičar, jedan od utemeljitelja moderne kemije. Pronalazač cerija, selena, silicija i torija.
[13] (1842. - 1925.) Francuski astronom koji je napisao više od pedeset knjiga uključujući popularno znanstvena djela o astronomiji, nekoliko značajnih ranih znanstvenofantastičnih romana
[14] (1808. - 1876.) Njemački liječnik
[15] Mark Strauss (2014.), "Why 19th Century Scientists Believed That Life Originated In Space", Gizmodo
[16] (1821. -1894.) Njemački fizičar, tvorac nekoliko teorija o očuvanju energije i termodinamici.
[17] Sebastian Hayes (2014.), "Panspermia and the Enigma of the Black Death", Academia
[18] (1859. - 1927.) Švedski znanstvenik, jedan od utemeljitelja fizikalne kemije. On je prvi pokazao efekt staklenika.
[19] -273 C ili -459 K
[20] N.C. Wickramasinghe (2004.), "The universe: a cryogenic habitat for microbial life", Cryobiology 48(2):113-25
[21] William Thomson također poznat kao Baron Kelvin (1824. -1907.) irski je znanstvenik. Zbog svojih glavnih radova iz matematike, termodinamike i elektriciteta bio je prvi britanski znanstvenik koji se pridružio Domu lordova.
[22] N.C. Wickramasinghe (2021.), "Comets, Panspermia, Culture, and Prejudice", Asia Pacific biotech news
[23] N.C. Wickramasinghe (2021.), "Comets, Panspermia, Culture, and Prejudice", Asia Pacific biotech news
[24] (1934. - 1996.) Polimat koji je objavio više od 600 radova i više od 20 knjiga.
[25] I. S. Shklovskii, C. Sagan (1966.), "Intelligent life in the universe", Dell
[26] (1916. - 2004.) Britanski molekularni biolog, biofizičar i neuroznanstvenik. Dobitnik Nobelove nagrade za medicinu za svoja otkrića DNK 1962.
[27] Gabrielle Joshtine Angoluan (2021.), "Theory Of Panspermia", College of the Immaculate Conception
[28] F. H Crick, L. E. Orgel (1973.), "Directed panspermia", Icarus 19 (3): 341-346
[29] (1942. - 2018.) Bio je Lucasijski profesor matematike na Cambridgeu, koja se smatra jednom od najprestižnijih akademskih pozicija u svijetu.
[30] Mark Strauss (2014.), "Why 19th Century Scientists Believed That Life Originated In Space", Gizmodo
[31] Sebastian Hayes (2014.), "Panspermia and the Enigma of the Black Death", Academia p.3
[32] NASA Editors (2017.), "In Search of Panspermia", NASA
[33] 23. poglavlje: Život u kometima? i 24. poglavlje: Mikroorganizmi gornje atmosfere
[34] M. Dodd et al. (2017.), "Evidence for early life in Earth's oldest hydrothermal vent precipitates", Nature 543, 60-64
[35] Chandra Wickramasinghe (2019.), "Our Cosmic Ancestry in the Stars: The Panspermia Revolution and the Origins of Humanity", Bear & Co
[36] NASA editors (2014.), "New NASA Research Shows Giant Asteroids Battered Early Earth", NASA
[37] Opengeology editors (2023.), "Earth's Oldest Rocks", Opengeology
[38] Pogledajte 23. poglavlje: Život u kometima
[39] K. Rogers (2023.), "abiogenesis", Encyclopedia Britannica
[40] Sebastian Hayes (2014.), "Panspermia and the Enigma of the Black Death", Academia
[41] Samanthi (2020.), "Difference Between Abiogenesis and Spontaneous Generation", Differencebetween
[42] Bada et al. (2013.), "New insights into prebiotic chemistry from Stanley Miller's spark discharge experiments", Chemical Society Reviews 42 (5): 2186-96
[43] Craig Rusbult (1998.), "The Origin of Life by Chemical Evolution?", ASA
[44] Joan Oró et al. (1962.), "Synthesis of purines under possible primitive earth conditions", Archives of Biochemistry and Biophysics 96 (2): 293-313
[45] Craig Rusbult (1998.), "The Origin of Life by Chemical Evolution?", ASA
[46] B. Hoyle, N.C. Wickramasinghe (2012.), "Astronomical Origins of Life: Steps Towards Panspermia", Springer
[47] E.J. Steele et al. (2018.), "Hoyle-Wickramasinghe Panspermia is Far More Than a Hypothesis", viXra
[48] Michael J. Behe (1996.), "Darwin's Black Box: The Biochemical Challenge to Evolution", Free Press str.39
[49] K. Rogers (2021.), "Abiogenesis", Encyclopedia Britannica
[50] B. Hoyle, N.C. Wickramasinghe (2012.), "Astronomical Origins of Life: Steps Towards Panspermia", Springer
[51] Dr.Samanthi (2020.), "Difference Between Abiogenesis and Spontaneous Generation", Differencebetween
[52] Pogledajte Poglavlje 12.: Anteriornost virusa
Komentar: Zaključak knjige "Masovna izumiranja, evolucijski skokovi i povezanost virusa i informacija"