Gdzie powstało życie?

Skąd w ogóle pomysł, że we wszechświecie może – oprócz nas – mieszkać ktoś (coś) jeszcze? Pytanie to stało się w pełni uzasadnione, gdy w 1953 roku prof. Stanley Miller z Uniwersytetu Stanu Kalifornia przeprowadził doświadczenie, w którym w szklanej kolbie wytworzył warunki, najprawdopodobniej istniejące w pierwotnej ziemskiej atmosferze. Napełnił kolbę wodorem, metanem i amoniakiem oraz parą wodną. Następnie spowodował w naczyniu wyładowania elektryczne i… zauważył, że powstało w nim wiele organicznych związków chemicznych. Wśród nich były aminokwasy – części składowe białek, podstawowe cegiełki życia na Ziemi. Doświadczenie było ciekawe, bo do otrzymania aminokwasów Miller użył powszechnie dostępnych w całym wszechświecie składników. Także wyładowania atmosferyczne to w kosmosie zjawisko częste. Występują w atmosferach wielu planet Układu Słonecznego.

Jesteśmy z białek
Aminokwasy to związki organiczne zbudowane z czterech elementów, z atomów węgla (C), tlenu (O), azotu (N) i wodoru (H). W niektórych może być jeszcze atom siarki (S). Ale to wszystko. Podstawa życia to cztery, góra pięć atomów, które we wszechświecie są powszechne. Skąd się wzięły? Lekki wodór powstał zaraz po Wielkim Wybuchu. Atomy cięższe powstają we wnętrzach gwiazd w czasie reakcji fuzji jądrowej z połączenia atomów lekkich. Te najcięższe powstają w momencie wybuchu starej i dużej gwiazdy, w czasie tzw. eksplozji supernowej. W czasie takiej eksplozji gwiazda jest rozrywana na pojedyncze atomy, a te są dosłownie rozrzucane po najbliższym, kosmicznym sąsiedztwie. Wszechświat jest pełen różnych pierwiastków. Gdy tworzy się nowa gwiazda, nowy układ planetarny, powstaje właśnie z tego, co zostało już raz przerobione przez gwiazdę, a w chwili jej śmierci rozsiane wokół miejsca jej „życia”. Słowo „wokół”, albo użyte w poprzednim zdaniu stwierdzenie „najbliższe sąsiedztwo”, nie oznacza obszaru kilku, kilkunastu czy nawet kilkuset kilometrów, tylko raczej dziesiątki czy nawet setki lat świetlnych. Dla nas to wielkości wręcz niewyobrażalne, ale w skali wszechświata to naprawdę sąsiedztwo najbliższe z najbliższych.

Wracając jednak do aminokwasów. W naturze jest ich ponad 300. Ale 21 z nich, połączonych w różnych konfiguracjach, buduje białka. Białka są w komórce rusztowaniem, zaprawą i cegłami. Geny to białka, hormony to białka i receptory to białka. My sami jesteśmy z białek. Głównie. Najmniejsze białka składają się z przynajmniej 100 połączonych ze sobą cząsteczek aminokwasów. Oprócz już wspomnianych (C, O, H, N, S) białka mogą być zbudowane z wielu innych elementów, np. z fosforu, cynku, żelaza, miedzi… długo można by wymieniać. Podstawą są jednak aminokwasy. We wspomnianym doświadczeniu prof. Stanley Miller pokazał, co jest potrzebne do tego, by powstały. Okazało się, że nie trzeba niczego wielkiego. Albo inaczej, że potrzeba tego, co na Ziemi kilka miliardów lat temu było. A więc odpowiednich – i powszechnie dostępnych – elementów składowych oraz energii, która „łączyła” te wszystkie elementy w cząsteczki. W doświadczeniu Millera źródłem energii były iskry, wyładowania elektryczne. Ten wybór był uzasadniony. W atmosferze wczesnej Ziemi dochodziło do bardzo częstych wyładowań. Ale równie dobrze można sobie wyobrazić inne źródło energii, np. rozpady promieniotwórcze, promieniowanie słoneczne (widzialne, ultrafioletowe) czy wybuchy wulkanów. A może kilka źródeł naraz?