Scienco

EVOLUO

Lastaj opinioj pri la origino de vivo

La origino de vivo sur la tero ĝis nun estas malmulte komprenebla. Tial, antaŭe kaj nun, estas multe da adeptoj de „hipotezo de panspermio” (pri ebla enportado de primitivaj vivaj estaĵoj sur nian planedon el la kosmo) kaj eĉ de eterneco de vivo en la universo. Tamen, la lasta vidpunkto kontraŭdiras al la nuntempaj sciencaj informoj pri fizikaj kondiĉoj dum la komenca etapo de la ekzistado de la universo (superalta temperaturo ktp), kiuj tute ne taŭgis por aperigo de iuj vivaj estaĵoj. Krome, tre gravas, ke la ĥemia elemento karbono, sen kiu ne estas ebla kreado de vivaj substancoj, aperis nur tiam, kiam la aĝo de la universo atingis kelkcent milionojn da jaroj (nia tuta universo fondiĝis proksimume antaŭ 13 miliardoj da jaroj rezulte de Granda Eksplodo). Koncerne la „hipotezon de panspermio”, tutegale ĝi ne povas klarigi, en kiu maniero estis kreitaj el neviva substanco la unuaj primitivaj vivaj estaĵoj, antaŭ ol ili estis enportitaj al la tero. Ĝis nun, malgraŭ persista serĉado, nenie en la universo estas trovita vivo, krom sur la tero, kvankam, laŭ informo de iuj astrofizikistoj, nun nur en nia galaksio probable ekzistas ĉirkaŭ dek miliardoj da planedaj sistemoj. Verŝajne plejparte ili ne estas taŭgaj por kreado de vivo.

„Malvirta cirklo”

La teorioj pri la origino de vivo stumblis sur grava genetika problemo. La bazo de la gena kodo en ĉiuj vivaj estaĵoj estas molekuloj de DNA (desoksiribonukleata acido) aŭ, ĉe iuj virusoj, molekuloj de RNA (ribonukleata acido). Sed por ilia reproduktado necesas fermentoj, kiuj precipe estas proteinoj. Tamen, por la sintezo de proteinoj el aminoacidoj necesas transdono de gena informado, kodita en molekuloj de DNA kaj RNA. Aperis la tiel nomata „malvirta cirklo”, el kiu en antikveco tradicie ne estis eliro!

Ebla eliro el la „malvirta cirklo”

Jam delonge estis konate, ke RNA plenumas en ĉeloj precipe la rolon de peranto en transdono de informo, kodita en DNA, al ribosomoj, kie produktiĝas proteinoj el aminoacidoj. Tamen antaŭ dudek jaroj du sciencistoj, Sidney Altman kaj Thomas Cech [ĉeĥ], nobelpremiitaj pri ĥemio en 1989, konstatis, ke iuj molekuloj de RNA estas kapablaj formi la tridimensiajn strukturojn kaj mem fariĝi la fontoj de gena informado. Plej gravas, ke tiuj molekuloj de RNA, diference de molekuloj de DNA, posedas memstaran fermentan aktivecon kaj povas reproduktiĝi sen helpo de aliaj fermentoj. Ili ricevis la nomon „ribozimoj”. Laŭ la opinio de iuj sciencistoj, tiuj aŭ similaj procedoj povis okazi dum komenciĝo de vivo, kiam RNA ludis la ĉefan rolon en kreado kaj evoluo de elementaj formoj de vivo. Lastatempe estis ricevitaj novaj faktoj pri la funkcio de molekuloj de RNA. Estis malkovrita la tiel nomata RNA-interfero, rezulte de kiu, helpe de duĉena RNA, povas okazi ĉeso de transdono de genaj informoj. La aŭtoroj de tiu eltrovo Andrew Fire kaj Craig Mello estis nobelpremiitaj en 2006. Antaŭ nelonge estis malkovritaj molekuloj de RNA, kiuj estas kapablaj ŝalti kaj malŝalti la transdonon de genaj informoj en ĉeloj, tio estas ankaŭ plenumi la proteinan funkcion. Tiuj molekuloj de RNA estis nomitaj „ribokomutiloj”. La usonaj sciencistoj Jeffrey Barrick kaj Ronald Breaker (2007), kiuj esploras similajn molekulojn de RNA, nomis ilin la antikvaj genaj komutiloj, aŭ fragmentoj de iam perdita mondo, direktita per molekuloj de RNA (V mire nauki, n-ro 6, 2007, p. 65-71) ...

Malgrandaj molekuloj

Iuj sciencistoj opinias, ke la apero de tiel malsimpla molekulo, kiel RNA, en komenca etapo de la apero de vivo, estas tre nekredebla proceso. Tiel, la usona sciencisto Robert Shapiro en la artikolo Ĉe elfluejo de vivo (V mire nauki, n-ro 10, 2007, p. 22-29) argumentas, ke la iniciatantoj de vivo pli probable estis iuj malgrandaj molekuloj. Sed, laŭ opinio de la aŭtoro, por ke la metabolo de la malgrandaj ĥemiaj molekuloj alkonduku al la apero de vivaj sistemoj, estas necesaj difinitaj kondiĉoj: devas esti limo inter la loko de la reto de malgrandaj molekuloj kaj la ĉirkaŭanta medio, necesas konstanta alfluo de energio, kiu devas esti direktita al la subtenado de la plurŝtupa ĥemia proceso, kaj la alfluo de la substanco kaj energio devas superi la elfluon, t.e. la sistemo devas konstante reproduktiĝi. Tiuj kondiĉoj, laŭ R. Shapiro, povis realiĝi en multaj objektoj de la universo, kie la vivo povis naskiĝi kaj evolui surbaze de la malgrandaj molekuloj sen partopreno de RNA aŭ DNA. Tamen, necesas eksperimenta konfirmo de la realeco de tiuj procesoj. Almenaŭ sur la tero, la ĉefa rolo de la malgrandaj molekuloj en kreado de vivaj estaĵoj verŝajne povis efektiviĝi nur en la komenca etapo. Siatempe, en la procezo de evoluo, rezulte de natura selektado, aperis pli perfekta gena kodo, DNA, komence, verŝajne, surbaze de RNA. Tre gravas, ke nuntempe gena kodo estas simila en ĉiuj vivaj estaĵoj. Oni ne povas escepti en antikveco ankaŭ la transdonon de biologia informo per la proteina konformeco, kiel nun tio okazas inter prionoj.

Vivo sur la tero verŝajne aperis jam proksimtempe (certe, en geologiaj skaloj) post la formado de nia planedo. Foresto de la tera atmosfero en tiu tempo kontribuis al intensa alfluo de la suna energio. Estas eltrovitaj bluverdaj algoj, la aĝo de kiuj estas preskaŭ kvar miliardoj da jaroj. Kaj tiuj antikvaj vivaj estaĵoj jam havis ĉelan strukturon! Komence la tera atmosfero konsistis precipe el karbona dioksido, kaj natura selektado okazis en senoksigenaj kondiĉoj. Nur rezulte de la apero kaj evoluo de fotosintezaj organismoj komencis akumuliĝi oksigeno en la tera atmosfero.

Do, la rimarkindaj malkovroj de antaŭe nekonataj funkcioj de molekuloj de RNA, hipotezoj pri la rolo de malgrandaj molekuloj nur iomete antaŭenmovis la problemon de la origino de vivo sur la tero. Ekzistas ĉi tie ankoraŭ tro multe da demandoj, respondojn al kiuj devas doni la estonta scienco.