Počal život ve slídě?  
Podle Bible i mladšího Koránu, byl život stvořen silou božího slova. Mytologie po celém světě, sahající do minulosti hlouběji, mají za nádobu života hlínu. Právě onu stvořitelé obdařovávali soběstačnou existencí. Podobně vznik života vidí i řada současných vědců, jen pro to volí termín „teorie živých jílů“. Článek v Biophysical Journal nyní uvádí další zajímavé důvody na podporu vzniku života v půdě. Staronovou hypotézu tak činí ještě přitažlivější.

Slída jak jí zná většina z nás. Foto: Kamu Malı, volné dílo.
Slída jak jí zná většina z nás. Foto: Kamu Malı, volné dílo.

Z představ o vzniku života stojí za to jmenovat teorie: „panspermie“, „prebiotické polévky“ a „RNA svět“. Mezi ty uznávanější a hodně diskutované, se řadí i teorie živých jílů. Ta argumentuje faktem, že jílové minerály jsou schopné na sebe vázat organické látky a že tudíž mohly katalyzovat syntézu klíčových organických molekul, včetně RNA. Pokusy činěné v tomto směru potvrdily, že molekuly ribonukleové kyseliny navázané na minerály, jsou stabilnější. Jíl také mohl prvotní biomolekuly chránit před UV zářením (hlavní to problém „RNA světa“).

 

Potvrdí pokusy, že za zrod života na Zemi vděčíme muskovitu? Kredit: Pascal Terjan, Wikimedia, CC BY-SA 2.0
Potvrdí pokusy, že za zrod života na Zemi vděčíme muskovitu? Kredit: Pascal Terjan, Wikimedia, CC BY-SA 2.0

K dalším podpůrným argumentům patří, že křehkým molekulám navázaným na minerál a z té strany chráněným, stále zůstává dost prostoru na reakce s okolím a k nastartování metabolismu. Nejčastěji se v tomto směru vyzdvihuje úloha montmorillonitu. Ten patří mezi hlavní součást jílů a hlín. Chemicky jde o fylosilikát, v jehož mřížce je mezi dvěma vrstvami tetraedrů Si-O vrstva oktaedrů Al-(OH). Do prostoru mezi vrstvami může vnikat voda a spolu s ní další malé molekuly.

Montmorillonitový jíl měl být úspěšným substrátem pro polymerizaci aminokyselin a nukleotidů do peptidů a oligomerů DNA při výzkumu vzniku života. Slída a montmorillonit mají stejnou aniontovou mřížku s hexagonální roztečí 0,5 nm.

 

Helen Greenwood Hansma, autorka článku v Biophysical Journal. Kr,dit: UC Santa Barbara
Helen Greenwood Hansma, autorka článku v Biophysical Journal. Kr,dit: UC Santa Barbara

Helen Hansma ve svém článku v Biophysical Journal úlohu montmorillonitu zpochybňuje. Do hlavní role vzniku života staví slídu. Pod pojmem slída se nám nejspíš vybaví přísada do jiskřivých omítek nebo průhledné lístky využívané jako izolátory, například u vařičů, rychlovarných konvic a všude, kde se uplatní levný nevodivý a nehořlavý materiál snášející vysokou teplotu.

 

Monolit z mrákotínské žuly na III. nádvoří Pražského hradu obsahuje hned dva druhy slídy (tmavou i světlou). Jako „dvojslídná“ je vysoce ceněná. Kredit: Česká geologická služba.
Monolit z mrákotínské žuly na III. nádvoří Pražského hradu obsahuje hned dva druhy slídy (tmavou i světlou). Jako „dvojslídná“ je vysoce ceněná. Kredit: Česká geologická služba.

Pod pojmem slída se ale ukrývá více než třicet minerálů. Chemicky jde o zvláštní skupinu alumosilikátů vytvářejících široké izomorfní směsi, ve kterých se nahrazuje Mg2+ - Fe2+ za Al3+ - Fe3+. Slídy mají typické vrstevnaté krystalové mřížky. Jejich celkové množství v zemské kůře se odhaduje na 3,8 %. K těm nejčastějším patří:

Biotit K(Mg,Fe2+)3[(OH,F)2|(Al,Fe3+)Si3O10] je jedním ze základních horninotvorných minerálů, který se velmi běžně vyskytuje ve většině hornin. Temně hnědá až černá barva biotitu je způsobena vysokým obsahem železa a hořčíku. U nás ho najdeme například v granodioritu v Horním Dvořišti.

Montmorillonit. Jeho krystalové listy drží pohromadě menší sodíkové ionty. Pro vznik života se jeví vhodnější, když listy udržují pohromadě velké ionty draslíku, jako je tomu u slídy. Kredit: Rob Lavinsky, Wikipedia, CC BY-SA 3.0
Montmorillonit. Jeho krystalové listy drží pohromadě menší sodíkové ionty. Pro vznik života se jeví vhodnější, když listy udržují pohromadě velké ionty draslíku, jako je tomu u slídy. Kredit: Rob Lavinsky, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Muskovit KAl2[(OH,F)2|AlSi3O10] je převážně bezbarvý, čirý. U nás k vidění například v dvojslídné mrákotínské žule na Vysočině.

 

Lepidolit KLi1,5Al1,5[(OH,F)2|AlSi3O10] je různých barevných odstínů - zeleného, růžového či fialového. U nás na vrchu Hradisko v Rožné u Bystřice nad Pernštejnem.

 

Podle Hansma to byly právě povrchy slídových plátků tím skvělým místem se vším potřebným pro vznik a růst organických molekul. Slída zastává jak funkci lešení, tak i „reakční komory“. Jeví se být ideálním místem, kde se mohly mohly vyvíjet a probíhat metabolické procesy. Výhodou slídy oproti montmorillonitu je, že její lístky drží víc pohromadě. Ve vlhku nebobtnají, a proto poskytují stabilnější prostředí. U montmorillonitu jeho pláty drží pohromadě menšími ionty sodíku. To vede k tomu, že při střídání vlhka a sucha dochází k bobtnání a smršťování, což není pro stabilitu prostředí potřebného pro vznikající život, zrovna optimální.


Další předností je přítomnost draselných iontů v jílu se slídou. To rovněž svědčí ve prospěch hypotézy „slídového jílu“ protože i dnes živé organismy mají v cytoplazmě svých buněk vysoké koncentrace draslíku. Slída se po všech stránkách jeví být pravděpodobnějším stanovištěm pro původ života než předpokládaný montmorillonit.


Na otázku, kde prebiotická sestava vzala energii potřebnou k udržení pochodů v době, kdy ještě neexistovala ta biochemická, autorka uvádí světlo a mechanickou energii, kterou zajišťovala voda když svým prouděním dovnitř a ven rozvírala a přivírala plátky minerálu. Otevírání a přivírání funguje jako velmi jemné nasávání uvádějící molekuly do kontaktu. Mechanika opatrného přitlačování struktur k sobě je vodou na mlýn vzájemným interakcím, což vzniku složitějších molekul rovněž prospívá.

Je nepravděpodobné, že bychom se někdy dozvěděli, jak se to se vznikem života před téměř čtyřmi miliardami let přesně událo. Asistence slídy se při tom ale zdá být dost pravděpodobná.

 

Video: Energie - klíč k počátkům života

 

Literatura

Helen Greenwood Hansma, DNA and the origins of life in micaceous clay, Biophysical Journal (2022). DOI: 10.1016/j.bpj.2022.08.032


 


 

Video: Vznik života na Zemi (Tajemstvi genů 1)

1

 

Video: Vznik života na Zemi (Tajemstvi genů 2)

2

Datum: 22.09.2022
Tisk článku

Související články:

Sehrály při vzniku pozemského života roli RNA-DNA chiméry?     Autor: Stanislav Mihulka (04.10.2016)
Odstartoval vznik života na Zemi před miliardami let jaderný gejzír?     Autor: Stanislav Mihulka (13.09.2017)
Život je jen koncept     Autor: Jan Špaček (06.03.2018)
Galaktická panspermie: Mohl by se život samovolně šířit v Mléčné dráze?     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2018)
Špatná zpráva? Život se možná na Zemi objevil díky gigantické srážce     Autor: Stanislav Mihulka (26.01.2019)
Vznik života opět snadnější     Autor: Josef Pazdera (28.11.2020)
Na vznik života stačí jen několik set milionů let     Autor: Josef Pazdera (20.04.2022)



Diskuze:

Z Z,2022-09-26 00:58:28

Že tvrdí Korán to isté čo Biblia, nie je nič prekvapivé,
keďže to je skopírované z Biblie.
Tá je zase v tejto časti rovnaká ako staršie židovské texty.
A Židia to zase značne skopírovali odinakiaľ.
Podľa Biblie bol z hliny stvorený priamo človek
a nie nejaká protobunka,
preto nie je správne nejako podsúvať,
že je v tomto nejako "pravdivá".

Odpovědět

pokusy

Martin Smatana,2022-09-22 22:02:47

Je niečo, čo bráni vykonať v laboratóriu pokusy so sľudou a skúmať, k čomu môžu biochemické reakcie na jej povrchu viesť? Podľa mňa nie.

Odpovědět


Re: pokusy

Štefan Ürge,2022-09-23 12:20:08

Pokusy sa samozrejme robia, problém je v tom že doba je príliš krátka, treba si uvedomiť že v prírode to trvalo aj miliardu rokov kým vznikla samoreproduktívna chemikália - , niečo ako RNA, jej predchodca či predchodcovia. Pekne to popisuje Richard Davkins v Slepom hodinárovi, kde ako príklad si z mnohých teórií vybral práve túto, navrhnutú Cairns-Smithom.

Odpovědět


Re: Re: pokusy

D@1imi1 Hrušk@,2022-09-23 21:41:00

Nejsou miliony a miliardy let spíše psychologickým faktorem, který pomáhá lidem uvěřit nějaké nepravděpodobné verzi evoluce? Dejme tomu, že abiogenetická fáze trvala 1E+9 let, to je horní udávaná hranice. To odpovídá 5,2E+10 týdnů. Obrovské číslo? Ani bych neřekl. Pouhých 18 gramů vody obsahuje 6E+23 molekul. To je obrovské číslo! Příroda má "příležitostí k pokusům" dost, ale kde podmínky nepřejí, tam ani miliardy let nepomůžou.

Jsem přesvědčený, že pokud se někde na Zemi vyskytly podmínky pro vznik replikujících se molekul, byl jejich vznik záležitostí vteřin, maximálně dnů. Dlouho podle mého názoru trvalo jen to, než se podmínky změnily tak, aby donutily ty molekuly posunout se zase na sofistikovanější úroveň. A pokud mezi tím došlo k nějaké změně, která tu oblast sterilizovala, muselo se začít znova.

Podle mého názoru, pokud bychom znali přesný tehdejší průběh abiogenetických podmínek, nebyl by problém abiogenezi v rozumném čase nasimulovat v laboratoři.

Odpovědět


Re: Re: Re: pokusy

Florian Stanislav,2022-09-23 22:20:21

Kromě počtu molekul v 1 molu vody, jste ještě zapomněl do svých úvah uvést, že vody máme na Zemi celkové zásoby asi 1 385 989 610 km³ =(1,386 E+9) *(1E+9)*(1E+6) gramů.
Komentář : z obrovského počtu molekul (vody) neplyne pro vznik života mnoho. Podstatné je , jestli reakce je chemicky možná, zda dochází ke kontaktu molekul a je k dispozici potřebná ( aktivační) energie pro zahájení reakce.
Ve 1 cm3 vzduchu je asi 1E+19 molekul, míchají se a lítají šílenou rychlostí 500 m/s a neděje se vůbec nic, kyslík a dusík spolu prakticky nereagují.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: pokusy

D@1imi1 Hrušk@,2022-09-24 00:27:21

Ano. Předpokládal jsem, že v laboratoři by použili řádově 1 mol substrátu (voda byla jen pro ilustraci) a chtěli by, aby jim reakce (nebo spíše sekvence reakcí) proběhla v řádu týdnů, maximálně let.
Pokud nějaká chemická reakce za daných podmínek proběhnout může, probíhá alespoň v malém množství prakticky neustále. Něco jiného je vznik potřebných podmínek, ten už tak samozřejmý není.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: pokusy

Martin Smatana,2022-09-24 09:29:19

Na to, aby som zistil, že drevo horí, nepotrebujem zapáliť celý les, stačí malý kúsok.
Základom života na Zemi je bunka ohraničená fosfolipidovou membránou. Vírusy teraz úmyselne ignorujem, nemajú vlastný metabolizmus. Dokáže teória vzniku života na sľude vysvetliť vznik fosfolipidovej membrány?
Je možné, že pri vzniku života sa uplatnilo všetko, o čom vedci uvažujú - od sľudy, cez "živé íly" a RNA-svet, až po Oparinove koacerváty. A v Darwinovom teplom jazierku bohatom na živiny sa to všetko spojilo :)

Odpovědět

Rád bych vrátil diskusi k tomu podstatnému

Ilja Faulkner,2022-09-22 19:48:13

Slída je moooc zajímavý materiál. Kromě zde zmiňované studie také v Laboratři amerického Ministerstva energetiky (DOE) si chemici nedávno posvítili na rozhraní mezi vodou a muskovitovou slídou. V experimentu například lili roztok obsahující rubidium přes slídu. Atomy rubidia nahradily draslík, který se přirozeně vyskytuje v blízkosti povrchu slídy. Potom ještě roztok rubidia nahrazen roztokem obsahujícím sodík, který zase nahradil atomy rubidia. Slída zkrátka umožňuje s transportem iontů dělat divy. Je to dáno elektrostatickými vlastnostmi na rozhraní mezi slídou a vodou. Pro vznik živých struktur musel být takový iontový chemismus doslova požehnáním.

Odpovědět


Re: Rád bych vrátil diskusi k tomu podstatnému

Florian Stanislav,2022-09-24 15:02:23

Kaolinit stechiometrický vzorec. [Al2O3.2SiO2.2H2O] obsahuje 13,95% krystalicky vázané vody. Při výrobě keramiky (i porcelánu) se musí tvarovaný výrobek sušit na řekněme 120°C.
Voda je tedy vázaná pevně, ale je tam, ve slídě ji nevidím. Kaolinit je v podstatě křída, kterou známe ze školních tabulí, velmi snadno se po vrstvách otírá, dává šanci případným zárodkům života se nějak šířit.
Slída je tepelně a chemicky velmi odolná. I kdyby se voda jako základ života dostala mezi vrstevnatou slídu, který jak píše článek, je jako pevné lešení pro rekce organických látek,
tak jaké živiny a energii z této slídy získá? Nukleové kyseliny potřebují nějak získat dusík, fosfor, síru a ve slídě nic z toho není. Jak to, že se slídou obklopenou dnešním životem se miliony let nic neděje, když je tak dobrá pro vznik života?
Slída může být průhledná, takže buďme optimisti, pronikne tam sluneční záření.
Znakem života je rozmnožování, což mezi pevnými vrstvičkami slídy nebude nic moc.
Montmorillonit je spojován s termálními prameny, které jsou tradičně považovány za možné místo vzniku života. A termálních podmořských pramenech život dodnes je.

Odpovědět

Mně se naopak zdá

Vulvur Niral,2022-09-22 18:56:06

Že autor je hluboce věřícím člověkem. Proto také to přirovnání k moderním objevům.

Odpovědět

Povod zivota

Ralen Tilvur,2022-09-22 17:24:30

Biblia podla mna ukazuje prave na povod zivota zo zeme a/alebo vody, clovek dokonca priamo z hliny, ano uvadza, ze za to moze bozsky zakon a nie fyzikalny. Mytologia po celom svete... tiez nehovoria o pricine vo fyzikalnych zakonoch. V podstate v com sa lisia? Rad by som videl ten mainstream mytologii, ktore to vlastne su a co tvrdia. Pride mi ten uvod trochu zavadzajuci, ako keby autor poukazoval na to, ze biblicke vysvetlenie je to klamstvo, ze vznikol zo slova ale tie stare, prave mytologie, hovoria viacej pravdy, lebo pisu o hline. Nespominam si mytologiu, ktora hovori, ze zivot vznikol samovolne z hliny. Vzdy za tym niekto/nieco bolo.

Ako to vlastne je so vznikom zivota? Podla tolkych moznosti, kde vsade mohol vzniknut, tak ho na Zemi malo navznikat viac ako dost. Mohol sa krizit? Alebo slabe vetvy vymreli a mame iba jednu, ktora brani novym vznikat?

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace