Η ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΤΟΥ ΜΥΣΤΙΚΟΥ ΤΗΣ ΖΩΗΣ
Θεωρίες κορυφαίων επιστημόνων γιά τη γέννηση τής ζωής στη Γη
Ο πλανήτης μας σφύζει από ζωή. Από το ψηλότερο βουνό στον βαθύτερο ωκεανό. Η ζωή είναι παντού. Αλλά πώς ξεκίνησε; Πώς εξελίχθηκε ζωή στον άλλοτε αζωικό πλανήτη;
Πρόκειται γιά ένα από τα θεμελιώδη και δυσκολότερα ερωτήματα, που απασχόλησε την ανθρωπότητα ανά τους αιώνες. Γιά χρόνια οι επιστήμονες ερευνούν αυτόν τον εκπληκτικό γρίφο. Προσπαθούν να κατανοήσουν πώς η συνένωση άυλης μάζας οδήγησε στο σχηματισμό έμβιων όντων.
Είναι μία έρευνα, που οδήγησε στην αναζήτηση στοιχείων στα βάθη τής Γης, ακόμη και στο Διάστημα. Η αναζήτηση τού μυστικού τής ζωής. Οι άνθρωποι θέλουν να ξέρουν από πού και πώς προήλθαν. Η επιστήμη ελπίζει να δώσει απαντήσεις σε αυτό το ερώτημα. Έγιναν μεγάλα βήματα και ορισμένες εκπληκτικές θεωρίες ερευνώνται από κάποιους από τους κορυφαίους επιστήμονες. Ορισμένοι υποστηρίζουν, ότι η ζωή προήλθε από μία καυτή ηφαιστειακή λίμνη. Κάποιοι προτείνουν, ότι ξεκίνησε στα βάθη τού ωκεανού. Άλλοι πιστεύουν, ότι αναπτύχθηκε στο σκοτεινό Διάστημα.
Πανσπερμία
Ένα πρώτο βήμα γιά την κατανόηση τού πώς άρχισε η ζωή είναι να βρούμε πού άρχισε. Για χρόνια θεωρείτο, ότι η ζωή ξεκίνησε στη Γη.
Αλλά το 1903, ο σουηδός χημικός δρ. Σβάντα Αρίνιους συνέλαβε μία απόκοσμη ιδέα. Την πανσπερμία. Η θεωρία του υποστηρίζει, ότι η ζωή δημιουργήθηκε στο Διάστημα ή σε άλλον πλανήτη και οι σπόροι τής ζωής διασκορπίστηκαν σε καινούριους πλανήτες.
Ο επιστήμονας τής ΝΑΣΑ, δρ. Σκοτ Σάνφορντ, εξετάζει την πιθανότητα η ζωή να ξεκίνησε στο Διάστημα: «Η πανσπερμία δέν είναι αδύνατη ως ενδεχόμενο. Ξέρουμε, ότι δείγματα από τον Άρη έφτασαν στη Γη. Επομένως, αν υπήρχε ζωή στον Άρη μπορούσε να έλθει στη Γη με αυτόν τον τρόπο».
Δομικά υλικά τής ζωής
στους κομήτες
Ακόμη κι αν η πανσπερμία εξηγεί πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη δέν εξηγεί πώς προέκυψε η ζωή εξ αρχής. Ο Σάνφορντ δέν έχει πειστεί, ότι η ζωή έφτασε στον πλανήτη μας, αλλά πιστεύει, ότι κάποια υλικά, τα «δομικά υλικά» τής ζωής ήλθαν από το Διάστημα. Και ο μεταφορέας τους ήταν ένας κομήτης: «Οι κομήτες μεταφέρουν δομικά υλικά όχι έμβια συστήματα. Μεταφέρουν τα συστατικά, από τα οποία συντίθεται έμβια συστήματα».
Οι κομήτες αποτελούνται κυρίως από νερό και σκόνη με ίχνη από διοξείδιο τού άνθρακα, μεθανόλη και αμμωνία, όλα παγωμένα σε μία γιγάντια βρωμερή χιονόμπαλα. Ο δρ. Σάνφορντ πιστεύει, ότι περιέχουν και μικρές ποσότητες από οργανικές ενώσεις, που είναι τα δομικά υλικά τής ζωής.
Αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα: Πώς βρέθηκαν εκεί; Τα δομικά υλικά συνενώνονται από έμβια όντα. Είναι μόρια με βάση τον άνθρακα, όπως πρωτεΐνες, υδρογονάνθρακες και νουκλεϊκά οξέα. Επομένως, πώς κατέληξαν τα δομικά υλικά στον κομήτη; Η λύση αυτού τού γρίφου είναι το πρώτο βήμα γιά την κατανόηση τής θεωρίας τής προέλευσης τής ζωής.
Ο Σάνφορντ υποπτεύεται, ότι παράξενες συνθήκες σε έναν κομήτη οδηγούν στη δημιουργία οργανικών μορίων. Γι’ αυτό πραγματοποίησε ένα πείραμα, γιά να δοκιμάσει την ιδέα του. Το πρώτο βήμα ήταν να αναπαράγει τη θερμοκρασία τού Διαστήματος, στο οποίο περιπλανώνται οι κομήτες. Έπρεπε να αναπαράγει θερμοκρασία -232 °C.
Ο Σάνφορντ εισήγε ουσίες, που βρίσκονται στους κομήτες, όπως αμμωνία, διοξείδιο τού άνθρακα και μεθανόλη στον προσομοιωτή κομήτη του. Πάγωσαν ακαριαία. Στην συνέχεια, το δείγμα βομβαρδίστηκε με ακτινοβολία από μία λάμπα υδρογόνου. Αυτή είναι προσομοίωση τού τί συμβαίνει, όταν ο κομήτης δέχεται ακτινοβολία, π.χ. κοσμικές ή γάμα ακτίνες και περνά κοντά από τον Ήλιο. Η ακτινοβολία και η θερμότητα μπορούν να μετατρέψουν τα απλά μόρια σε μία σειρά οργανικών ενώσεων, που μπορεί να είναι από πρωτεΐνες μέχρι αμινοξέα.
Ο Σάνφορντ αποκαλύπτει τα μυστικά τής μεταμόρφωσης. Κάποιοι κομήτες περνούνγύρω από τον Ήλιο σε ελλειπτική τροχιά. Όταν απομακρύνονται από τον Ήλιο, τα μόρια, που έχουν δεχθεί την ακτινοβολία του, φυλακίζονται μέσα σε μία μεγάλη μάζα πάγου. Αλλά όσο πιό κοντά πλησιάζουν στον Ήλιο οι θερμοκρασίες μεγαλώνουν και τα μόρια αντιδρούν. «Όταν αρχίζει να θερμαίνεται ο πάγος, τα μόρια κινούνται, βρίσκουν το ένα το άλλο και αντιδρούν όχι με τον προτιμότερο
σύντροφο, που θα τα έκανε σταθερότερα, αλλά με όποιον βρίσκεται δίπλα τους. Γίνονται συμβατικοί "γάμοι". Ως αποτέλεσμα, η χημεία τους δέν είναι αυτή, που συναντάς στο εργαστήριό σου».
Ο Σάνφορντ εξηγεί πώς τα δομικά υλικά σχηματίζονται σε έναν κομήτη. Αλλά πώς φτάνουν στην Γη; Ένας κομήτης μπορεί να μεταφέρει υλικό στην επιφάνεια ενός πλανήτη με πολλούς τρόπους. Φυσικά, μπορεί να πέσει πάνω στον πλανήτη, αλλά αυτός είναι μάλλον καταστροφικός τρόπος.
Ο πιό κομψός τρόπος είναι να μεταφέρει σκόνη, όπως αυτή, που υπάρχει στην ουρά του. Η σκόνη επικάθεται στην ατμόσφαιρα τού πλανήτη, κατεβαίνει αργά χωρίς να καίγεται και τελικά επικάθεται στην επιφάνειά του. Με την βροχή η σκόνη κομητών πέφτει πάνω μας ακόμη και σήμερα. Είναι μία απίστευτη θεωρία. Κομήτες στέλνουν μέσω βροχής τα χημικά υλικά, που χρειάζονται, γιά να εμφανιστεί η ζωή.
Το 1999, η ΝΑΣΑ ξεκίνησε μία τολμηρή αποστολή. Να ανακόψει έναν κομήτη και να πάρει δείγμα. Ήταν μία ευκαιρία να δοκιμαστεί η θεωρία τού Στάνφορντ. Μετά από πέντε χρόνια πτήσης, ο δορυφόρος με το κωδικό όνομα Στάρνταστ έφτασε στον προορισμό του πίσω από τον κομήτη Βιλντ 2. Μόρια σκόνης εισέρρευσαν στον συγκεντρωτή, που ήταν γεμάτος με ειδικά σχεδιασμένο αεροπήκτωμα. Το δείγμα, που παγιδεύτηκε στο αεροπήκτωμα, αποθηκεύτηκε στην κάψουλα, που επέστρεψε στη Γη. Δύο χρόνια αργότερα, το 2006 διαπέρασε τη γήινη ατμόσφαιρα και προσγειώθηκε στην έρημο τής Γιούτα.
Όταν οι επιστήμονες τής ΝΑΣΑ ανέλυσαν τη σκόνη, ανακάλυψαν μία σειρά οργανικών χημικών ενώσεων, μεταξύ των οποίων αμινοέα και υδρογονάνθρακες. Αυτό επιβεβαίωσε τη θεωρία γιά κομήτες, που περιέχουν δομικά υλικά ζωής. Ο Στάνφορντ δήλωσε: «Όταν θέλεις να φτιάξεις ζωή σε έναν πλανήτη δέν χρειάζεται να τον σκάψεις. Ο,τιδήποτε έρχεται στον πλανήτη από το Διάστημα μπορεί να περιέχει συστατικά, που να παίξουν ρόλο στη δημιουργία».
Ζωή
στο εσωτερικό των κομητών
Ως σκέψη είναι εκπληκτική. Η ζωή μπορεί να ξεκίνησε από οργανικά δομικά υλικά, που έφτασαν από το Διάστημα. Ένας βρετανός επιστήμονας πιστεύει, ότι η ζωή δημιουργήθηκε πάνω σε έναν κομήτη εν κινήσει. Μήπως αυτό σημαίνει, ότι όλοι καταγόμαστε από μία εξωγήινη μορφή ζωής; Ο δρ. Τσάντρα Γουικραμσίνγκα, καθηγητής Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο τού Κάρντιφ, πιστέυει, ότι όχι μόνον οι κομήτες έπαιξαν ρόλο στην δημιουργία τής ζωής, αλλά, ότι η ίδια η ζωή ξεκίνησε πάνω σε έναν κομήτη: «Οι κομήτες είναι ο κατάλληλος τόπος, γιά τη δημιουργία ζωής. Το πλανητικό μας σύστημα περιλαμβάνει 100 δις κομήτες. Επομένως, οι πιθανότητες η ζωή να ξεκίνησε σε έναν από αυτούς τους κομήτες, είναι τεράστιες».
Ο Γουικραμσίνγκα προτείνει, ότι τα οργανικά μόρια των κομητών συνενώθηκαν σχηματίζοντας τις πρώτες μονοκύτταρες μορφές ζωής. Είναι μία τολμηρή και αντιφατική θεωρία: «Θα μας θεωρούσαν αιρετικούς και θα μας έκαιγαν στην πυρά αν ζούσαμε στο Μεσαίωνα. Είναι σίγουρα ανορθόδοξη θεωρία».
Η ριζοσπαστική θεωρία τού Γουικραμσίνγκα είναι, ότι οι παγωμένοι κομήτες περιλαμβάνουν οργανικές ενώσεις, αλλά και το απαραίτητο για την ύπαρξη ζωής συστατικό. Νερό σε υγρή μορφή. Το νερό σχηματίζεται από τη διάσπαση των ραδιοϊσοτόπων, κατά την οποία παράγεται θερμότητα, που λιώνει τον πάγο στο κέντρο τού κομήτη.
Φανταστείτε, ότι ένας βρώμικος κομήτης (εικόνα 1), παγωμένος στο εξωτερικό, με θερμοκρασία -150 βαθμούς είναι το γλυκό μάφιν τής παραπάνω εικόνας 2. Τα ραδιενεργά στοιχεία τον χτυπούν από το κέντρο του κι αυτό φαίνεται με τη βοήθεια τού φούρνου μικροκυμάτων (εικόνα 3), στο οποίο θερμαίνουμε το μάφιν. Είναι ραδιενεργά στοιχεία από το κέντρο τού κομήτη, που απελευθερώνουν ενέργεια, η οποία θερμαίνει το εσωτερικό του.
Τί συνέβη στο εσωτερικό, που θερμάνθηκε από τις ραδιενεργές πηγές θερμότητας τού κομήτη φαίνεται στο ζεσταμένο μάφιν, που μόλις βγήκε από το φούρνο μικροκυμάτων (εικόνα 4). Βλέπουμε το εσωτερικό λιωμένο και κολλώδες και το εξωτερικό είναι άθικτο, παγωμένο και κρύο. Το κολλώδες υγρό εσωτερικά τού κομήτη, που έχει θερμανθεί από ραδιενεργές πηγές, είναι γεμάτο με οργανικά δομικά υλικά, καθώς και με νερό σε υγρή μορφή. Σύμφωνα με τον δρ. Γουικραμσίνγκα, η ζωή προέκυψε στην κολλώδη λίμνη στο εσωτερικό τού κομήτη.
Έχουμε ξαδέλφια εκεί έξω
Οι μηχανικοί τής ΝΑΣΑ επέλεξαν τον κομήτη Τέμπλ 1 γιά μία τολμηρή αποστολή. Σχεδίασαν την αποστολή ενός δορυφόρου στον κομήτη, ο οποίος θα διαπερνούσε την «καρδιά» του. Φορτίο 372 κιλών ταξίδεψε στο Διάστημα, γιά να ανακόψει τον κομήτη με ταχύτητα δεκαπλάσια μίας σφαίρας. Μετά από έξη χρόνια λεπτομερούς σχεδιασμού, το 2005, ο πύραυλος Δέλτα με τον δορυφόρο εκτοξεύτηκε στο Διάστημα.
Μετά από ταξίδι 286.000 μιλίων, ο δορυφόρος μεγέθους θρανίου αποσπάστηκε από το σκάφος και κατευθύνθηκε στον κομήτη. Το χτύπημα ήταν εύστοχο. Οι εικόνες από τηλεσκόπια στη Γη και στο Διάστημα έδειξαν τη στιγμή τής σύγκρουσης και βοήθησαν στην ανάλυση των ενώσεων, που περιέχονται στην κομητική σκόνη. Διαφάνηκε μία εκπληκτική σειρά πάγου και λεπτής σκόνης.
Αλλά προς μεγάλη έκπληξη όλων, ο κομήτης περιέχει και άργιλο. Το ίδιο είδος αργίλου, που απαντάται και στη Γη. Ο μόνος τρόπος να σχηματιστεί ο άργιλος είναι με υγρό νερό.
Ο Γουικραμσίνγκα πιστεύει, ότι αυτή είναι η απόδειξη, ότι ο Τεμπλ 1 είχε υγρό, κολλώδες εσωτερικό. Με το νερό σε υγρή μορφή και τα οργανικά μόρια οι κομήτες είναι «θερμοκοιτίδες» ζωής. Κομήτες, όπως ο Τεμπλ 1, μπορεί να περιέχουν μικροοργανισμούς έτοιμους να διασπείρουν τη ζωή στον Γαλαξία: «Εδώ την Γη, συνδεόμαστε με έναν πολύ μεγαλύτερο κόσμο. Η ζωή στη Γη είναι τμήμα μιάς αλυσίδας, που εκτείνεται στις πιο απομακρυσμένες γωνιές τού Γαλαξία ίσως και ολόκληρου τού Σύμπαντος. Έχουμε ξαδέλφια εκεί έξω».
Η «Μεγάλη Γέννα»
Αλλά είτε η ζωή άρχισε μέσα σε έναν κομήτη είτε στην Γη αυτό, που είναι εντελώς άγνωστο, είναι πώς εμφανίστηκε. Πώς αζωϊκά μόρια συνδυάστηκαν δημιουργώντας ζωή. Αυτή η «Μεγάλη Γέννα» είναι ένα από τα μεγαλύτερα και αναπάντητα ερωτήματα τής επιστήμης. Οι αρχαίοι πίστευαν, ότι η ζωή δημιουργείται τυχαία. Ένας βάτραχος μπορεί να γεννιόταν από ελώδη νερά ή μία μύγα από σάπιο φαγητό.
Τον 19ο αιώνα, ο Δαρβίνος πρότεινε την θεωρία, ότι η ζωή δημιουργήθηκε άπαξ πριν από εκατομμύρια χρόνια. (Διαβάστε στην «Ελεύθερη Έρευνα»: Όταν ο Δαρβίνος σκότωσε το θεό). Πρότεινε, ότι η «Μεγάλη Γέννα» οδήγησε στην εξέλιξη τής ζωής στην σημερινή της μορφή μέσω τής εξέλιξης. Αρχίζοντας από την απλούστερη μορφή ζωής, όλο και πιό σύνθετες μορφές ζωής εξελίσσονταν. Όταν προκύπτει ένα νέο είδος σχηματίζει ένα κλαδί στο δένδρο τής ζωής και ταξιδεύοντας πίσω στον χρόνο βλέπουμε τους προγόνους μας. (Διαβάστε στην «Ελεύθερη Έρευνα»: Ο σφαιρικός θάμνος τής ζωής).
Οι επιστήμονες υποστηρίζουν, ότι κάθε μορφή ζωής στην Γη έχει προέλθει από έναν απλό μικροσκοπικό οργανισμό. Είναι ο λεγόμενος τελευταίος κοινός πρόγονος. Η κατανόηση τού αρχαίου μικροοργανισμού θα βοηθήσει τους επιστήμονες να αποκαλύψουν τα μυστικά τής «Μεγάλης Γέννας». Αλλά πώς γίνεται να διαλευκανθούν τέσσερα δις έτη εξέλιξης; Μία καλή αρχή είναι τα απολιθώματα.
Με τη βοήθεια των απολιθωμάτων
Ο δρ. Μάρτιν Βαν Κράνεντοκ είναι γεωλόγος, που έχει την καλή τύχη να ζει στην Αυστραλία, πατρίδα μερικών από των παλαιότερων βράχων τού κόσμου. Ανάμεσα σε αυτούς τους βράχους ο Βαν Κράνεντοκ ισχυρίζεται, ότι βρήκε ίχνη ενός ασυνήθιστου οργανισμού, που κατοικούσε εδώ πριν 3,5 δις χρόνια: «Αυτοί είναι οι προ-προ-προ-προ-προ προπαππούδες και γιαγιάδες μας. Είναι απολιθωμένοι στρωματολίτες περίπου 3,5 δις ετών».
Οι στρωματολίτες
είναι βραχώδεις διαπλάσεις
μικροβιακών αποικιών,
που υπήρχαν στις αρχαίες θάλασσες.
Οι στρωματολίτες αποθηκεύτηκαν στις όχθες ενός αρχαίου ποταμού. Είναι τα αρχαιότερα ίχνη ζωής στη Γη. Αποτελούνταν από κυανοβακτήρια, που αποίκησαν το θαλάσσιο βυθό και τις κορυφές των κυματιστών βράχων από άμμο.Τα απολιθωμένα κατάλοιπά τους αποδεικνύουν την ύπαρξη ζωής πριν από 3.5 δις χρόνια. Αλλά τί μορφή είχε; Μετά από δισεκατομμύρια χρόνια η θάλασσα έχει αλλάξει, αλλά οι στρωματολίτες είναι ακόμη ζωντανοί.
Στο Σάρκ Μπέϊ τής Αυστραλίας
υπάρχουν μερικοί
από τους μεγαλύτερους
στρωματολίτες στον κόσμο
με ύψος περίπου ενός μέτρου.
Οι στρωματολίτες σχηματίζονται από αποικίες μικροοργανισμών, όπως βακτήρια και άλγη. Συνδέονται με λεπτό ίζημα, που σχηματίζει στρώματα στον βράχο. Οι μικροοργανισμοί εκκινούν τη διαδικασία τής φωτοσύνθεσης. Με ηλιακή ενέργεια μετατρέπουν διοξείδιο τού άνθρακα και νερό σε ενέργεια απελευθερώνοντας οξυγόνο. Πριν δημιουργηθούν τα βακτήρια, υπήρχε ελάχιστο ή καθόλου οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Αλλά, ευτυχώς για εμάς, τα μικρόβια έκαναν καλή δουλειά εκκινώντας τη διαδικασία δημιουργίας οξυγόνου, που ολοκληρώθηκε σε δισεκατομμύρια χρόνια, χάρη στην οποία αναπνέουμε σήμερα.
Όπως λέει ο δρ. Κράνεντοκ, «είναι οι πρώτοι μεγάλοι δημιουργοί. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την αλλαγή τής ατμόσφαιρας από πλούσια σε διοξείδιο, πλούσια σε οξυγόνο. Αυτά τα μικρά κτήνη πραγματοποίησαν την αλλαγή πριν από 2,5 δις χρόνια».
Μικροοργανισμοί
Παρόλο, που οι στρωματολίτες μετρούν 3,5 δις χρόνια ζωής, οι επιστήμονες δέν πιστεύουν, ότι ήταν το πρώτο βήμα γιά τη δημιουργία τής ζωής. Γιά να το ανακαλύψουμε πρέπει να πάμε ακόμη πιο πίσω. Προς το παρόν, δέν υπάρχει αρχείο απολιθωμάτων γιά αυτή την περίοδο. Αλλά μία επιστήμονας πιστεύει, ότι μπορεί να βρει ποιές ήταν οι πρώτες μορφές ζωής. Είναι μία αναζήτηση, που θα την οδηγήσει στο πιο απομακρυσμένο μέρος τής γης.
Ένας μικροοργανισμός τεσσάρων δις ετών, είναι γνωστός ως ο τελευταίος κοινός πρόγονος. Αυτό το μικρό κύτταρο έδωσε ζωή στον πλανήτη και είναι πιθανόν στενοί συγγενείς του να ζουν σήμερα. Υπολογίζεται ότι υπάρχουν 3 δις διαφορετικών ειδών μικροοργανισμών στη Γη, αλλά λιγότερο από το 1% έχει ανακαλυφθεί.
Στο κατόπι τους, είναι η βιολόγος της ΝΑΣΑ, δρ. Λιν Ροθτσάιλντ: «Αρκεί να κοιτάξεις ένα μικροσκόπιο. Είναι εκπληκτικοί! Όταν ήμουν οκτώ ετών κοίταξα με το μικροσκόπιο και ερωτεύτηκα. Συνειδητοποίησα, ότι είναι βασικό βήμα για την κατανόηση τής εξέλιξης. Αυτή λοιπόν είναι η κατεύθυνση της έρευνάς μου. Επομένως και διασκεδάζω και μελετώ κάτι σημαντικό».
Σε ακραίες συνθήκες
Η δρ. Ρόθτσάιλντ ταξιδεύει 4.267 μ. πάνω από το επίπεδο τής θάλασσας στο Αλτιπλάνο τής νότιας Βολιβίας. Είναι ένα εχθρικό τοπίο, όπου οι θερμοκρασίες πέφτουν μέχρι και τους -20 °C. Επίσης, εδώ υπάρχουν μερικά από τα υψηλότερα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας τής Γης. Αλλά θα μπορούσε να είναι το ιδανικό μέρος, γιά να βρεθεί ο συγγενής τού μικροβίου, που έδωσε ζωή σε ολόκληρη τη Γη, τού τελευταίου προγόνου;
«Οι Βολιβιανές Άνδεις μοιάζουν το τελευταίο μέρος τής Γης, στο οποίο θα έπρεπε να ψάξουμε ίχνη ζωής, αλλά εδώ βρέθηκαν οργανισμοί, που πιθανώς είναι οι παλαιότεροι. Ίσως βρούμε κάποιους παρόμοιους με τον τελευταίο κοινό πρόγονό μας». Η Ρόθτσάιλντ ψάχνει λεπτομερώς γιά μικρόβια σε ακραίες συνθήκες.Προκύπτει, ότι αυτοί οι μικροοργανισμοί, τα ακραιόφιλα, μπορεί να συνδέονται με τις πρώτες μορφές ζωής: «Πρέπει να ψάξεις σε ασυνήθιστα περιβάλλοντα, γιά να βρεις μικροβιακά οικοσυστήματα. Ελπίζω αυτοί οι οργανισμοί να φέρουν διακλαδώσεις, με άλλα λόγια να είναι περισσότερο κοντινοί στον τελευταίο κοινό πρόγονο από όλους εμάς».
Η επόμενη στάση γιά την Ρόθτσάιλντ είναι λάσπη εν βρασμώ. Καυτός ατμός, που θερμαίνεται από σωματίδια μάγματος, ξεπηδά από τη γη. Παρόμοιοι θερμοπίδακες υπήρχαν και στα πρώτα χρόνια τής Γης, γι’ αυτό η Ρόθτσάιλντ
ελπίζει να βρει ζωή στις ακραίες
συνθήκες. Η πρόωρη μορφή ζωής, από την οποία καταγόμαστε, ζούσε σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Η Ρόθτσάιλντ δίνει σημασία στις λεπτομέρειες καταγράφοντας την ακριβή θερμοκρασία και θέση κάθε δείγματος, που παίρνει. Μία μεγάλη πρόκληση γιά τους επιστήμονες, που αναζητούν την προέλευση τής ζωής, είναι, ότι ακόμη και οι βασικοί οργανισμοί σήμερα είναι σύνθετοι σε μεγάλο βαθμό.
Σε μικροσκοπική κλίμακα, η περίπλοκη δομή ενός κυττάρου είναι εμφανής. Από την δυνατότητα αναπαραγωγής του μέχρι τον τρόπο παραγωγής ενέργειας, κάθε διαδικασία στο κύτταρο συντελείται από ένα σύμπλεγμα σύνθετων οργανικών μορίων σε συνεργασία. Αλλά οι αρχαίοι μικροοργανισμοί, που η Ρόθτσάιλντ εντόπισε στη Βολιβία, μπορούν να μας δώσουν στοιχεία για τη φύση των πρώτων οργανισμών.
Καθώς ο ήλιος δύει, η θερμοκρασία πέφτει κατακόρυφα. Η Ρόθτσάιλντ αναζητά καταφύγιο από το σκληρό περιβάλλον των σύγχρονων ξάδελφων. Τη νύχτα η θερμοκρασία πέφτει υπό τού μηδενός. Το επόμενο πρωί, το όχημα δέν παίρνει μπροστά. Η δρ. Ρόθτσάιλντ νιώθει την επίδραση τού λιγοστού αέρα 4.267 μ. από το επίπεδο τής θάλασσας.
Δέν είναι ευχάριστο να πέφτουν τα επίπεδα οξυγόνου μας, αλλά στην πρωτόγονη Γη δέν υπήρχε οξυγόνο, οπότε το ταξίδι τόσο πίσω στον χρόνο έχει μεγάλο τίμημα γιά εμάς τους ανθρώπους.
Ο ρόλος τής υπεριώδους ακτινοβολίας
Επόμενος σταθμός, η Λίμνη Κολοράντα. Το κόκκινο νερό της είναι ενδεικτικό ασυνήθιστων τύπων μικροβίων. Αυτό το μέρος τής Βολιβίας έχει τα υψηλότερα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας στον κόσμο. Η λεπτή ατμόσφαιρα σε τόσο υψηλό υψόμετρο συγκρατεί μόνο το ένα μέρος τής ηλιακής ακτινοβολίας κάνοντας τις συνθήκες τής Γης ανάλογες με εκείνες τής πρώτης Γης.
«Όταν ξεκίνησε η ζωή, το υψόμετρο ήταν ψηλότερο, πολύ πιό ψηλό από σήμερα. Ερχόμενοι εδώ, παρόλο, που δέν μπορούμε να αναπαραστήσουμε την πρώτη Γη γιατί, φυσικά, δέν θα ζούσαμε υπό αυτές τις συνθήκες, τουλάχιστον κάνουμε ένα ταξίδι στο παρελθόν και παίρνουμε μία ιδέα των οργανισμών τού παρελθόντος».Η δρ. Ρόθτσάιλντ μετρά τα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας: «Οι ενδείξεις είναι εκπληκτικές. Είμαστε εν μέσω χειμώνα και ήδη τα επίπεδα τής υπεριώδους ακτινοβολίας είναι υψηλά. Πιστεύω, ότι το απόγευμα θα είναιυψηλότερα. Εκπληκτικό».
Οι ενδείξεις εδώ είναι διπλάσιες από μία παραλία τής Καλιφόρνια. Όπως ακριβώς το δέρμα μας κινδυνεύει από την ακτινοβολία έτσι και τα μικρόβια στη Βολιβία βρίσκονται σε διαρκή κίνδυνο. Η Ρόθτσάιλντ δοκιμάζει ένα απλό πείραμα, γιά να δει τους κινδύνους. Εξετάζει την επίδραση τής υπεριώδους ακτινοβολίας σε «γυμνό» DNA. Πρόκειται γιά ένα διάλυμα, που περιέχει μόρια DNA χωρίς προστασία από το κύτταρο, που φυσιολογικά τα καλύπτει.
Το σφράγισε και το άφησε κάποιες ώρες στον ήλιο. Μετά από δύο ώρες βομβαρδισμού από την υπεριώδη ακτινοβολία, τα μόρια DNA παρουσίασαν σημαντικές φθορές. Τα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας στην πρώτη Γη ήταν 100 φορές υψηλότερα. Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν, ότι ο τελευταίος κοινός πρόγονος ζούσε στα βάθη των ωκεανών ή κάτω από το έδαφος. Αλλά τα μικρόβια εδώ κατάφεραν να επιζήσουν. Το κόκκινο χρώμα τους προστάτευσε το DNA: «Όπως εμείς μαυρίζουμε το καλοκαίρι έτσι αυτοί οι οργανισμοί ανέπτυξαν κόκκινο χρώμα».
Παρόλο, που γνωρίζουμε, ότι η υπεριώδης ακτινοβολία είναι βλαβερή γιά το DNA όλων των έμβιων όντων υπάρχει και η άλλη όψη. Η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να βοήθησε την εξέλιξη. Μπορεί να έπαιξε ρόλο στην έναρξη τής «Μεγάλης Γέννας» και στην εξέλιξη τού τελευταίου κοινού πρόγονου.
Η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί μεταλλάξεις. Οι μεταλλάξεις δέν είναι πάντα κακές. Χωρίς μεταλλάξεις δέν θα υπήρχε εξέλιξη. Πρέπει να υπάρξουν αλλαγές τού γενετικού υλικού, γιά να υπάρξουν αλλαγές στους οργανισμούς. Και φυσικά, ο κόσμος μας θα ήταν διαφορετικός αν δέν είχε αλλάξει τίποτε. Δέν θα ήμασταν εδώ.
Η μελέτη τής δρ. Ροθτσάϊλντ θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς επέζησαν οι πρώτοι οργανισμοί στις εχθρικές συνθήκες τής Γης και να διαμορφώσουν την εικόνα τού τελευταίου κοινού προγόνου. Αλλά ένα άλλο μεγάλο ερώτημα παραμένει αναπάντητο: Πώς σχηματίστηκε ο τελευταίος κοινός πρόγονος; Ποιός είναι ο σύνδεσμος δομικών υλικών και «Μεγάλης Γέννας»; Κάποια από τα μεγάλα αυτά ερωτήματα θα απαντηθούν από ένα εκπληκτικό μέρος, στα βάθη τού ωκεανού. Το ερώτημα τού τρόπου δημιουργίας τής ζωής προβλημάτισε τους επιστήμονες ανά τους αιώνες. Η θεωρία τής εξέλιξης τού Δαρβίνου εξηγεί πώς εξελίχθηκαν τα είδη, αλλά δεν εξηγεί πώς δημιουργήθηκε το πρώτο έμβιο ον, πώς ξεκίνησε η εξέλιξη.
Δημιουργός αμινοξέων
Το 1953, ένα τολμηρό πείραμα ξεκίνησε τη σύγχρονη έρευνα γιά την προέλευση τής ζωής. Ο δρ. Στάνλεϋ Μίλερ προσπάθησε να ανασυνθέσει τις συνθήκες τής πρώτης Γης, όπου πιστεύεται, ότι ξεκίνησε η ζωή. Ο δρ. Τζον Τσάλμερς ήταν βοηθός τού Μίλερ και σήμερα δουλεύει στο δικό του εργαστήριο.
Ο δρ. Μίλερ ήταν ο πρώτος, που επιχείρησε ένα πείραμα γιά την προέλευση τής ζωής. Μετέτρεψε την λογική τής προέλευσης τής ζωής από απλή εικασία σε ερευνητικό πρόγραμμα.
Από την εποχή τού Δαρβίνου, πολλά έχουν γίνει γνωστά γιά τη μορφή τού πλανήτη πριν από τέσσερα δις έτη. Ήταν μία τρομερά βίαιη εποχή. Η Γη μόλις είχε σχηματιστεί και βομβαρδιζόταν από μετεωρίτες, αστεροειδείς και κομήτες. Η ατμόσφαιρα ήταν πολύ διαφορετική από τη σημερινή.
Το πείραμα τού Στάνλεϋ Μίλερ
το νεογέννητο πλανήτη.
Ο δρ. Μίλερ άρχισε το πείραμα κι όταν την επομένη επέστρεψε στο εργαστήριο, έμεινε κατάπληκτος. Το υγρό σε ένα από τα βάζα είχε αλλάξει χρώμα. Όταν ανέλυσε την ουσία βρήκε κάτι εντυπωσιακό. Ήταν γεμάτο χημικά, που ονομάζονται αμινοξέα. Αυτά, που οι επιστήμονες αποκαλούν «δομικά υλικά ζωής». Όλοι οι γήινοι οργανισμοί αποτελούνται από αμινοξέα.
Το πείραμα τού Μίλερ απέδειξε, πως απλά μόρια μπορούν να μετατραπούν σε δομικά υλικά ζωής. Ωστόσο, αυτά τα υλικά απέχουν πολύ από οποιαδήποτε μορφή ζωής. Πώς αυτά τα δομικά υλικά δημιούργησαν ζωή;
Η οσμή τού μετεωρίτη
Μιά υπόθεση είναι, ότι ήλθαν με ένα εξαιρετικό πακέτο, που παραδόθηκε στη Γη από το Διάστημα. Τον Σεπτέμβριο τού 1969, οι κάτοικοι στο Μέρτσινσον τής Νότιας Αυστραλίας συγκλονίστηκαν από έναν κρότο. Ένας μετεωρίτης 90 κιλών έπεσε στο χωριό τους γεμίζοντάς το πέτρες. Αυτές οι μικρές πέτρες τού διαστημικού βράχου έγιναν έκτοτε αντικείμενο εκτεταμένης μελέτης.
Ο δρ. Ντέιβιντ Ντίμερ τού Πανεπιστημίου τής Καλιφόρνια Σάντα Κρούζ, κατάφερε να αποσπάσει ένα δείγμα: «Έπεσε μία αστραπή στον ουρανό και στη συνέχεια ένας κεραυνός και μέσα σε λίγα λεπτά, οι πέτρες τού μετεωρίτη έπεσαν στο Μέρτσινσον τής Αυστραλίας. Υπήρχε μία περίεργη οσμή στον αέρα».
Ο Ντίμερ απέσπασε ένα εκχύλισμα από το κομματάκι τού μετεωρίτη με την ίδια ακριβώς οσμή: «Όταν το μυρίζω, μυρίζω μία οσμή 4,75 δις ετών. Αυτή είναι η ηλικία τού ηλιακού μας συστήματος. Είναι η πιό παληά μυρωδιά στη Γη, παλαιότερη από την επιφάνειά της κατά μισό δις χρόνια. Το μυρίζω και μου θυμίζει αποτσίγαρο ή άπλυτη κάλτσα».
Η οσμή έδωσε στον καθηγητή την ιδέα, ότι το υγρό, που απέσπασε, περιείχε οργανικά χημικά. Όταν έβαλε το εκχύλισμα κάτω από το μικροσκόπιο, είδε κάτι απίστευτο: «Παρουσιάστηκαν μικρές λαμπερές κυψελίδες στο ίδιο μέγεθος με ένα βακτηριακό κύτταρο ή με ένα μεγαλύτερο κύτταρο». Το εκχύλισμα από τον μετεωρίτη περιείχε μόρια ικανά να σχηματίσουν μικροσκοπικές φυσαλίδες ή κυψελίδες. Αυτές οι κυψελίδες θυμίζουν την εξωτερική μεμβράνη μικροβίου. «Κάποια συστατικά δημιούργησαν μεμβρανώδεις δομές, πανέμορφους θαλάμους, όπως εκείνους των κυττάρων. Πιστεύουμε, ότι αυτός ήταν ο τρόπος, που οι πρώτες κυτταρικές μορφές σχηματίστηκαν στη Γη από αυτά τα μόρια».
Ίσως αυτά τα συστατικά από το Διάστημα ήταν το πρώτο βήμα στο δρόμο τής ζωής. Αλλά γιά να σχηματιστούν μεμβράνες, αυτά τα μόρια έπρεπε να πέσουν σε νερό με την κατάλληλη συγκέντρωση. Μία άποψη είναι, ότι έπεσαν σε έναν θερμοπίδακα μέσα σε μιά ηφαιστειακή λίμνη. Καθώς τα σταγονίδια νερού εξατμίζονταν, τα μόρια συμπυκνώνονταν σχηματίζοντας κυψελίδες. Ίσως αυτές οι αυτοδημιούργητες κυτταρικές μεμβράνες, που παραδόθηκαν από το Διάστημα, ήταν το πρώτο βήμα στο δρόμο τής ζωής. Η μετατροπή αζωϊκών χημικών στα πρώτα ζωντανά κύτταρα.
Ο δρ. Ντίμερ δέν δυσκολεύεται να πιστέψει, ότι «μία απλή διαδικασία κατά το σχηματισμό αυτών των θαλάμων ήταν το πρώτο βήμα για το σχηματισμό κυτταρικής ζωής».
Αλλά μία απλή κυψελωτή μεμβράνη απέχει πολύ από το να έχει ζωή. Οι επιστήμονες πρέπει να βρουν πώς τα συστατικά, που αποτελούν το κύτταρο, δημιούργησαν την «Μεγάλη Γέννα». Αυτή τη φορά, η απάντηση ήρθε από έναν χαμένο κόσμο, που παρέμενε ανεξερεύνητος γιά τέσσερα δις χρόνια.
Ζωή στα μαύρα βάθη τού ωκεανού
Το 1977, μία ομάδα από το Ωκεανογραφικό Ιστιντούτο Γουντς Χωλερευνούσε γιά ενδείξεις ηφαιστειακής δραστηριότητας 2.438 μέτρα από την επιφάνεια τού ωκεανού. Κατά μήκος αυτών των θαυμαστών αεραγωγών ανακάλυψαν έναν εκπληκτικό υποθαλάσσιο κόσμο. Αποκομμένο από το ηλιακό φως έβριθε ζώων και φυτών, που κανείς δέν είχε ξαναδεί. Μέχρι εκείνη την στιγμή, πολλοί επιστήμονες πίστευαν, ότι τα ζωντανά οικοσυστήματα εξαρτώνται από την φωτοσύνθεση. Αλλά εδώ υπήρχε ένα μοναδικό περιβάλλον τελείως αποκομμένο από το ηλιακό φως.
Αυτός ο παράξενος υποθαλάσσιος κόσμος μαγνήτισε τον ερευνητή τού Ιστιντούτου Κάρνεγκι, δρ. Ρόμπερτ Χέιζεν: «Φανταστείτε πόσο συναρπαστικό ήταν να κατεβαίνεις με υποβρύχιο στα μαύρα βάθη τού ωκεανού, όπου όλοι πιστεύουν, πως δέν υπάρχει τίποτα και να βρίσκεις υδροθερμικούς αεραγωγούς, από όπου ξεχύνονται ηφαιστειακά υγρά. Και όχι μόνο αυτό. Λόγω τής ενέργειας, τής χημικής ενέργειας, τής θερμότητας, υπάρχουν έμβια όντα, οικοσυστήματα, ζωή σε ισορροπία, μικρόβια και σωληνοσκώληκες και αχιβάδες και παράξενα καβούρια κ.λπ.».Μετά από έρευνα σε τόσο μεγάλα βάθη βρέθηκαν θημωνιές σε μορφή καμινάδας, που εκτόξευαν δέσμες καυτού νερού. Ο δρ. Χέιζεν διαισθάνθηκε, ότι αυτοί οι αεραγωγοί είχαν ενδιαφέρουσα χημεία. Ίσως είχαν παράγει τα οργανικά δομικά υλικά τής ζωής. Ξεκίνησε ένα πείραμα, γιά να το μάθει: «Είναι εύκολο να κάνεις τέτοια πειράματα. Βάζεις μεταλλικά και χημικά (στοιχεία) σε ένα χρυσό σωλήνα και τον ασφαλίζεις. Εκθέτεις τον σωλήνα σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση γιά λίγες ώρες και όταν τον ανοίγεις, υπάρχουν τόσα πράγματα μέσα!»
Τα πράγματα, που βρήκε, αποδείχθηκαν πιό εντυπωσιακά από όσο θα μπορούσε να είχε φανταστεί: «Όταν κάναμε τα πειράματα δέν περιμέναμε να βρούμε κάτι πολύ ενδιαφέρον. Ίσως απλά μόρια, τα οποία θα αναλύαμε και θα κρατούσαμε κάποιες σημειώσεις. Κάναμε λάθος! Αυτό το πράγμα είχε πολύ δυνατή οσμή, ήταν σαν μελάσα. Σε λίγο υψηλότερη θερμοκρασία, περίπου 177 °C, μύριζε ακριβώς σαν ουίσκυ Τζακ Ντάνιελς. Άνθρωποι έμπαιναν στο εργαστήριο λέγοντας “καλά περνάτε εδώ, τί κάνετε;” Κι εμείς φιάχναμε ζωή».
Αυτή η περίεργη οσμή έπεισε τον Χέιζεν, ότι είχε δημιουργήσει οργανικά μόρια. Γιά άλλη μία φορά, αυτά τα μόρια συνενώθηκαν σε μικρές μεμβρανώδεις κυψελίδες. Συμπεριφέρονται, όπως τα μόρια τού μετεωρίτη στο Μέρτσινσον. Ο Χέιζεν ανακάλυψε, ότι τα μεμβρανώδη κύτταρα σχηματίζονται στους αεραγωγούς στα βάθη τής θάλασσας. Άλλοι ερευνητές πιστεύουν, ότι ο υποθαλάσσιος κόσμος μπορεί να παράγει περισσότερα από μία κυτταρική μεμβράνη. Πιστεύουν, ότι οι καυτοί αεραγωγοί ήταν ενωμένα συστατικά ζωής. Ισχυρίζονται, ότι η «Μεγάλη Γέννα» συντελέστηκε εδώ στα βάθη τού πρωτόγονου ωκεανού.
Μεταβολισμός και DNA
Προκειμένου να συντελεστεί η «Μεγάλη Γέννα», οι επιστήμονες πιστεύουν, ότι κάποια στοιχεία έπρεπε να ενωθούν. Γιά παράδειγμα, η ζωή χρειαζόταν έναν κλωβό, που είχε την μορφή μεμβράνης. Χρειαζόταν έναν τρόπο αναπαραγωγής. Σήμερα, αυτή η διαδικασία επιτυγχάνεται μέσω μιάς αλυσίδας οργανικών μορίων, τού DNA. Η ζωή χρειαζόταν και μία μηχανή, μία χημική διαδικασία, που ονομάζεται μεταβολισμός, και μετατρέπει καύσιμα σε χρήσιμη ενέργεια.
Σύμφωνα με τον δρ. Μάικλ Ράσελ στο Εργαστήριο Προώθησης NASA, πρώτος εμφανίστηκε ο μεταβολισμός: «Η ζωή έχει μία βασική δουλειά να κάνει. Θα το θέσω ως εξής. Έχετε ένα σύγχρονο αυτοκίνητο με μηχανή και υπολογιστή. Αν βγάλετε τον υπολογιστή, θα συνεχίσει να λειτουργεί. Αν βγάλετε τη μηχανή και αφήσετε τον υπολογιστή, όχι. Ο υπολογιστής είναι ένα είδος ρυθμιστή. Αλλά το σημαντικό είναι η μηχανή. Γι’ αυτό πιστεύουμε, πως πρέπει να προϋπήρξε. Αυτή η μηχανή είναι ο μεταβολισμός».
Σήμερα, η μηχανή τού μεταβολισμού, που δίνει ενέργεια σε όλα τα έμβια όντα, είναι μία σύνθετη χημική αντίδραση. Αλλά το ενδιαφέρον είναι, ότι ο δρ. Ράσελ υποστηρίζει, ότι όλοι φέρουμε ίχνη τής πρώτης, απλής μεταβολικής αντίδρασης, που «θάφτηκε» στα κύτταρά μας σαν ένα ζωντανό απολίθωμα, που υποδεικνύει από πού ξεκίνησε η ζωή: «Μπορούμε να εντοπίσουμε τα χημικά μιάς πρώιμης Γης, τα οποία είναι ορατά μέχρι σήμερα. Για παράδειγμα, τα σουλφίδια σιδήρου στο δέρμα μας είναι ένα λιθαράκι, που μας θυμίζει από πού προερχόμαστε».
Και σύμφωνα με τον Ράσελ, να από πού καταγόμαστε. Οι αεραγωγοί τού βυθού παράγουν σουλφίδια σιδήρου. Πιστεύει, ότι αυτά τα συστατικά μαζί με άλλα εκκίνησαν τον μεταβολισμό λειτουργώντας ως καταλύτης, γιά να επιτρέψουν την αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και διοξειδίου τού άνθρακα, που ήταν διαλυμένο στο νερό. Αλλά σύντομα, αυτή η σύνθετη αντίδραση εξελίχθηκε και έγινε ο πολυσύνθετος μηχανισμός τού μεταβολισμού: «Σταδιακά, ο μεταβολισμός χρειάστηκε το DNA, γιατί χρειάστηκε έναν ρυθμιστή, χρειάστηκε τον υπολογιστή. Αλλά γιά να ξεκινήσουμε χρειαζόμασταν μόνο την μηχανή».
Σε κάποιο σημείο, η μηχανή τού μεταβολισμού χρειάστηκε ένα σώμα εργασίας, την μεμβράνη. Η θεωρία τού Ράσελ εξηγεί πώς μία απλή χημική αντίδραση οδήγησε στη δημιουργία όλο και πιο σύνθετων οργανικών μορίων. Και τελικά, δημιούργησε το πρώτο ζωντανό κύτταρο και τη ζωή στον πλανήτη.
Ζωή 2.0
Υπάρχουν ακόμη πολλά κενά, αλλά σιγά-σιγά, τα στοιχεία τής προέλευσης τής ζωής αποκαλύπτονται. Ένας επιστήμονας υποστηρίζει, ότι μπορεί να ενώσει όλα τα στοιχεία με τη χρήση τής τελευταίας εργαστηριακής τεχνολογίας. Ελπίζει να φτιάξει ζωή από το μηδέν. Κάτι, που δέν έχει συμβεί στον πλανήτη εδώ και τέσσερα δις χρόνια.
Το DNA αποτελείται από τέσσερα απλά μόρια, την Αδενίνη, την Γουανίνη, την Κυτοσίνη και την Θυμίνη. Η διάταξη των τεσσάρων μορίων αποθηκεύει τις πληροφορίες, που απαιτούνται γιά τη δημιουργία ζωής. Αυτή η τεχνολογική καινοτομία βρίσκεται στην καρδιά κάθε μορφής ζωής στον πλανήτη. Ο δρ. Τομ Νάιτ, ειδικός υπολογιστών στο ΜΙΤ, θέλει να αναπρογραμματίσει το DNA, γιά να σχηματίσει καινούριες μορφές ζωής: «Βασικά, υπάρχει η τεχνολογία τής ζωής αυτή τη στιγμή, η οποία μπορεί να εφευρέθηκε πριν από δισεκατομμύρια χρόνια και αυτό που κάνουμε εμείς, είναι να αλλάζουμε τα κομματάκια της».
Για αιώνες, η ανθρωπότητα δαμάζει τη φύση εκτρέφοντας ζώα και καλλιεργώντας την γη. Η επιλεκτική αναπαραγωγή βελτίωσε τις σοδιές και την ποιότητα των προϊόντων. Αλλά τώρα, οι βιοτεχνολόγοι θέλουν να πάνε παρακάτω. Αντί να βελτιώσουν τον αρχικό σχεδιασμό τής φύσης θέλουν να ανασχεδιάσουν ζωή. Να δημιουργήσουν την λεγόμενη Ζωή 2.0.
Ανασχεδιαστική Βιολογία
«Σκεπτόμαστε την παραγωγή όχι μόνο φαγώσιμων, αλλά λ.χ. υποστρώματα νανοτεχνολογίας γιά ηλεκτρονικά κυκλώματα. Έχω έναν φοιτητή, που προσπαθεί να τοποθετήσει άτομα σε προσχεδιασμένες δομές επιφανειών σιλικόνης». Χάρη στις καινούριες πηγές ζωής μπορεί να καταφέρουμε να σχεδιάσουμε προϊόντα φθηνότερα και ευκολότερα. «Είναι σα να αγοράζεις ένα κινητό. Πακέτο μαζί με το κινητό παίρνεις και το εργοστάσιο, που φτιάχνει κι άλλα κινητά».
Η Ανασχεδιαστική Βιολογία θα φέρει μία νέα εποχή εκπληκτικών δυνατοτήτων, αλλά και κινδύνων και ευθυνών. Κάθε βιολογικός παράγοντας, που απελευθερώνεται στο περιβάλλον, μπορεί να έχει ανυπολόγιστες συνέπειες. Ένας ζωντανός παράγοντας με δυνατότητα αυτοαναπαραγωγής θα μπορούσε να είναι ασταμάτητος. Αλλά προς το παρόν τουλάχιστον, αυτό το σενάριο είναι μακρινό, γιατί αυτοί οι οργανισμοί απέχουν από το να εξέλθουν τού εργαστηρίου.
Εκτός από τις ελπίδες για νέες μορφές ζωής, η Βιοτεχνολογία δίνει την ευκαιρία να εξηγηθεί το μυστήριο τής «Μεγάλης Γέννας». Αντί να εξηγηθεί το πρόβλημα από τη βάση με χρήση τής βασικής χημείας ή από την κορυφή με την διαλεύκανση τής εξέλιξης οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία, γιά να συνενώσουν από μόνοι τους τα δομικά υλικά και να δημιουργήσουν ένα ζωντανό κύτταρο.
Ο δρ. Τζακ Σόζτακ, τής Ιατρικής Σχολής τού Χάρβαρντ είναι ο επικεφαλής: «Κάνουμε την υπόθεση, ότι κάποτε θα γίνει κατανοητό πώς δημιουργούνται τα δομικά υλικά. Τί συμβαίνει, όταν έχεις τα δομικά υλικά, πώς τα συνενώνεις, πώς τα οργανώνεις, ώστε να αρχίσουν να φέρονται σαν κύτταρο;».
Ο δρ. Σόζτακ και η ομάδα του στην Ιατρική Σχολή τού Χάρβαρντ ανέλαβαν την αποστολή να συνθέσουν ένα ζωντανό σύστημα στο εργαστήριο: «Θέλαμε να κατανοήσουμε την μετάβαση από την χημεία δημιουργίας μορίων στον τρόπο, που αυτά συνεργάζονται και δημιουργούν ζωή. Για αυτό, θα συνθέσουμε ένα απλό ζωντανό σύστημα, γιά να κατανοήσουμε την μετάβαση».
Οι επιστήμονες πιστεύουν, ότι η ζωή εξελίχθηκε πριν από εκατομμύρια χρόνια. Ο Σόζτακ ελπίζει με την βοήθεια τής Βιοτεχνολογίας να τα καταφέρει σε πολύ λιγότερο χρόνο: «Θέλουμε να γίνουν όλα όσο το δυνατόν γρηγορότερα, γι’ αυτό φιάχνουμε τα δομικά υλικά μόνοι μας και τα συνενώνουμε στο σωστό περιβάλλον. Θα θέλαμε να τα καταφέρουμε μέσα σε λίγα χρόνια, δηλαδή επιταχύνουμε κατά μερικές εκατοντάδες χιλιάδες έτη».
Ο Σόζτακ ελπίζει να παράγει ένα αρτιμελές κύτταρο από απλά δομικά υλικά. Ο μόνος τρόπος να το καταφέρει είναι να αποσυνθέσει ένα κύτταρο στα βασικά του συστατικά μέσω τού βρασμού. «Ένα από τα πράγματα, που έκανε δύσκολη την αναζήτηση τής προέλευσης τής ζωής γιά δεκαετίες, ήταν το γεγονός, ότι η ζωή, που βλέπουμε, είναι τόσο σύνθετη».
RNAΜία μεγάλη πρόκληση είναι να δημιουργηθεί μία πιό απλή εκδοχή τού σύνθετου μορίου τού DNA. Ο Σόζτακ πιστεύει, ότι η λύση είναι τοRNA. Το RNA αποτελείται επίσης από τέσσερα μόρια, αλλά αντί για ελικοειδή δομή το RNA δομείται από ένα μακρομόριο: «Αν σκεφθείτε πολύ απλά κύτταρα, πληροφορίες αποθηκεύονται και στο RNA. Δέν είναι απαραίτητο το DNA».
Ο στόχος του Σόζτακ είναι να δημιουργήσει ένα απλό αυτοαντιγραφόμενο μόριο RNA. Αυτό θεωρητικά θα μπορούσε να σχηματίσει ένα απλό κύτταρο ικανό να αυτοδιπλασιαστεί. Αν το κάνει επιτυχώς ίσως σηματοδοτήσει κάποια εξέλιξη: «Ενδιαφερόμαστε γιά την απαρχή τής ζωής, γιά την μετάβαση από τη χημεία, στην βιολογική συμπεριφορά. Για εμένα, το πιό σημαντικό είναι η εκκίνηση τής εξέλιξης».
Άπαξ και ξεκινήσει η εξέλιξη, όλο και πιο απλά κύτταρα θα δημιουργηθούν μέσω τής φυσικής επιλογής. Τελικά, ο Σόζτακ ελπίζει να καταφέρει να εξελίξει ένα αυτόνομο, αυτοαντιγραφόμενο βιολογικό σύστημα. Πολλοί μπορεί να κάνουν λόγο γιά ζωή.
Το έργο τού Σόζτακ μπορεί κάποια ημέρα να ενώσει τις κουκίδες, που ενώνουν τα δομικά υλικά και τον τελευταίο κοινό πρόγονο. Και να μας αποδείξει, πως αδρανή χημικά μπορούν να συνδυαστούν και να παράγουν ζωή. Αν τα καταφέρει, θα είναι μία ένδοξη στιγμή γιά μερικά από τα μεγαλύτερα ερευνητικά μυαλά τού αιώνα.
Ίσως τελικά, λύσουμε τον γρίφο τού πώς ξεκίνησε η ζωή στον πλανήτη μας.
Ελεύθερη Έρευνα
Σημείωση:
Το παραπάνω κείμενο αποτελείται
από εκτεταμένα απομαγνητοφωνημένα αποσπάσματα
από την ταινία «Βirth οf life»
τής σειράς «Ρlanet science» τού Νatiοnal Geοgraphic
Το παραπάνω κείμενο αποτελείται
από εκτεταμένα απομαγνητοφωνημένα αποσπάσματα
από την ταινία «Βirth οf life»
τής σειράς «Ρlanet science» τού Νatiοnal Geοgraphic
COMMENTS