Život ve vesmíru

Robert Tamchyna: Můžete naznačit některou z teorií, která ještě není v učebnicích, ale již se o ní přednáší?

Anton Markoš: Samozřejmě, teorii primordiální polívky (tj. teorii založenou na pracích guru tohoto směru A. I. Oparina, S. Millera a dalších) pomalu nahrazuje teorie primordiální pizzy – na mikročipech některých hornin se setkají jednotlivé složky a z nich vzniknou složité organické molekuly. Mikrokrystaly těch hornin tvoří jakousi matrici, která jednotlivé složky „nasměruje“. Takovými horninami jsou například pyrit nebo některé jíly. Ony existují dva extrémní názory. Na jedné straně názor Jaquesa Monoda, který pokládá vznik života za extrémně nepravděpodobný, na druhé straně to je názor Stuarta Kaufmana, který říká, že vesmír je těhotný životem a že se život objeví všude, kde k tomu nastanou vhodné podmínky.

Karel Mikulík: Ale mohou to být i slídy. Zjistilo se, že organické molekuly mohly vznikat i mezi vrstvami slídy. Podle vzdáleností fosfoesterových vazeb ribonukleových kyselin a některých molekul ve slídě se zjistilo, že ty vzdálenosti jsou velmi podobné a také je podobný obsah draslíku v slídách a v buňkách. Jedna z posledních teorií, jak mohly vzniknout organické biomolekuly.

Neměli bychom se ale trochu zastavit nad definicí života? Žádná totiž neexistuje. Existují však projevy života. Ty jsou vázány na buňku. Pasteur jednoznačně prokázal, že z živé buňky může vzniknout opět živá buňka. Co je charakteristické pro život? Organizmus musí udržet vnitřní prostředí bez ohledu na změny v prostředí vnějším. Druhá podmínka je adaptabilita, která je hnací silou evoluce. Živé organizmy jsou schopny reagovat na změnu prostředí.

Další podmínkou je schopnost reprodukce, to znamená, že organizmus musí zachovávat určitou genetickou posloupnost. To jsou základní podmínky.

Jaké primitivní formy života existují v současnosti? Jistě jste slyšeli o útvarech zvaných „nanoby“ (nanobakterie). Velmi vulgárně to jsou organizmy, které vypadají jako vařené vietnamské nudle. Jsou krátké a mají průměr asi 0,25 nm. Vyskytovaly se v marsovském meteoritu ALH84001, který byl nalezen v Antarktidě. To povzbudilo kosmobiology ve víře, že je možný přenos nějaké formy živého organizmu z kosmu na Zemi. Další zajímavý organizmus, který však není plně autonomní, ale podle genetické analýzy 16S RNA, používané ke všem fylogenetickým studiím, se uvažuje o tom, že to je jeden z nejstarších organizmů. Je to buňka, která má asi jenom 490 kilobází, čili obsahuje velice malou DNA, neumí syntetizovat některé důležité stavební kameny, jako např. aminokyseliny nebo báze pro výstavbu nukleových kyselin. Proto její život závisí na dalším archeonu, který se nazývá Ignicoccus, a z toho odebírá stavební kameny, které není schopna sama syntetizovat. Takže tato symbióza vlastně je jednou z nejstarších experimentálně prokázaných forem buňky.

Robert Tamchyna: Citoval bych z článku V. Cílka a Petra Jakeše: „Stále více věříme, že život vzniká v okolí horkých podmořských pramenů.“ To je něco, s čím jste si vlastně celý život hrál.

Karel Mikulík: Ano, ve spolupráci s prof. Zavarzinem, který izoloval řadu termofilních bakterií z Kamčatky. Ta skupina je velice zajímavá z toho důvodu, že využívá oxid uhličitý jako zdroj uhlíku, k energii využívá oxidaci vodíku na vodu, má celkem slušnou růstovou rychlost. Tyto bakterie nejsou zajímavé jen z pohledu evolučního, ale jsou nesmírně zajímavé z pohledu moderních biotechnologií, protože enzymy izolované z termofilních bakterií se využívají v řadě technologií Například xylanáza při bělení papíru, amyláza při štěpení cukrů, … Jeden z nejzajímavějších termofilních enzymů je Taq polymeráza. To je enzym, který se používá v PCR, jež posunula bádání velice rychle kupředu.

Anton Markoš: Existuje krásná kniha organického chemika a molekulárního biologa Grahama Cairnse-Smithe „Sedm klíčů k evoluci života“. ¹⁾ Cairns-Smith má teorii tzv. neživých organizmů (což je zajímavá věc – vždycky říkáme živé organizmy, protože proboha, jaké jiné by mohly být, že?). Ukazuje, že když se v krystalech jílů uloží místo hliníku občas jiné kovy, vznikají poruchy, které mají tendenci se v dalších vrstvách opakovat. Ukládáním vrstev na sebe vznikne něco jako sloupeček mincí. A může se stát, že pramen, kde to všechno vznikalo, vyschne a vítr onen sloupeček mincí rozfouká do světa. A teď máte různé mince, které jsou různě efektivní ve vychytávání jednotlivých kovů, a začíná zde darwinovskou evoluci ve světě neživých organizmů. A na tuhle matrici se nachytají organické molekuly, které vznikaly jinými cestami, začíná se to uspořádávat a jednoho dne se ty organické molekuly emancipují, odtrhnou se od té matrice a Cairns-Smith to přirovnává ke katedrále. Když chcete stavět katedrálu, tak musíte mít lešení, protože dokud tam nedáte ten poslední kámen, tak by vám ta klenba spadla. Pak odstraníte lešení. A teď si představte, že máte katedrálu Sv. Víta a začnete uvažovat, z čeho bylo lešení!

Karel Mikulík: Pro mne je to příliš spekulativní. Potřeboval bych k tomu experiment, dokázat to, zopakovat to.