Vznik života: Porovnání verzí

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Smazaný obsah Přidaný obsah
Verze 7403682 uživatele 82.100.48.5 (diskuse) zrušena vandal
rozšíření o překlad z anglické wiki (snažil jsem se zanechat co nejvíce informací z původní verze)
Řádek 1: Řádek 1:
[[Soubor:Stromatolites.jpg|right|thumbnail|250px|[[Prekambrium|Prekambrijské]] [[stromatolit]]y v [[Národní park Glacier (USA)|národním parku Glacier]]. V roce 2002 William Schopf z [[University of California, Los Angeles|Kalifornské univerzity v Los Angeles]] publikoval článek v časopise ''[[Nature]]'', ve kterém napsal, že takovéto geologické útvary obsahují 3,5 miliard let staré [[fosílie|fosilizované]] [[sinice]]. Jestli je to pravda, jedná se o nejstarší známou ukázku [[organismus|života na Zemi]].]]
'''Vznik života''' ('''biogeneze''') je v současnosti ne zcela vyjasněná událost, během které se z neživé hmoty stala hmota [[život|živá]], jež se začala [[rozmnožování|rozmnožovat]], přeměňovat svoje okolí a [[vývoj|vyvíjela]] se. Jedná se o [[filosofie|filosoficko]]-[[náboženství|nábožensko]]-[[věda|vědecký]] problém, kdy se jednotlivé strany snaží předložit své [[teorie]] či [[důkaz]]y o tom, jak k této události došlo.
'''Vznik života''' ('''biogeneze''') je v současnosti ne zcela vyjasněná událost, během které se z neživé hmoty stala hmota [[život|živá]], jež se začala [[rozmnožování|rozmnožovat]], přeměňovat svoje okolí a [[vývoj|vyvíjela]] se. Jedná se o [[filosofie|filosoficko]]-[[náboženství|nábožensko]]-[[věda|vědecký]] problém, kdy se jednotlivé strany snaží předložit své [[teorie]] či [[důkaz]]y o tom, jak k této události došlo.


== Historické pohledy ==
== Historické pohledy ==
[[Soubor:Miller1999 no frame.jpg|thumb|[[Stanley L. Miller]], na fotografiii v roce 1999, se zapsal do historie [[Millerův-Ureyův experiment|svým experimentem]], jenž prokázal, že aminokyseliny mohou vznikat v poměrně jednoduchých fyzikálních podmínkách z anorganických látek]]
{{viz též|stvoření}}
{{viz též|stvoření}}
Názory na vznik života se v lidské společnosti objevovaly odnepaměti. Ve starověkých dobách bylo stvoření života spojováno obvykle se samotným stvořením [[Země]] nebo [[vesmír]]u. Existovalo nepřeberné množství různých představ, které se například ve starověkém Egyptě lišily škola od školy. Velmi často však byly dávány do souvislosti s neživou přírodou, což koneckonců bylo typické i pro některé [[Starověké Řecko|starořecké]] [[filosofie|filosofy]]. Podle [[Bible]] i (poněkud mladšího) [[Korán]]u byl svět i život stvořen silou slova.<ref name=rauchfuss /> Ve středověku dominoval názor, že život spontánně vzniká z neživé hmoty („[[naivní abiogeneze]]“, teorie samoplození<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.biologie.webz.cz/www/evoluce/evoluce.html| titul = Vznik života| jméno=Richard |příjmení= Adamčík}}</ref>) – mnozí středověcí učenci předpokládali, že se například [[červi]] či [[žáby]] rodí z hnijícího materiálu.<ref name=rauchfuss />
Názory na vznik života se v lidské společnosti objevovaly odnepaměti. Ve starověkých dobách bylo stvoření života spojováno obvykle se samotným stvořením [[Země]] nebo [[vesmír]]u. Existovalo nepřeberné množství různých představ, které se například ve starověkém Egyptě lišily škola od školy. Velmi často však byly dávány do souvislosti s neživou přírodou, což koneckonců bylo typické i pro některé [[Starověké Řecko|starořecké]] [[filosofie|filosofy]]. Podle [[Bible]] i (poněkud mladšího) [[Korán]]u byl svět i život stvořen silou slova.<ref name=rauchfuss />

=== Naivní abiogeneze ===
[[Soubor:Coldecygne.svg|thumb|left|Pasteur vytvářel sterilní prostředí v speciálních nádobách s uzavíratelným ústím: zkoušel, zda za těchto okolností bude docházet ke spontánnímu vzniku mikroorganismů. Tento pokus byl hřebíčkem do rakve teorie samoplození]]
Do začátku 19. století lidé všeobecně věřili na spontánní vznik určitých forem [[život]]a z neživé hmoty. Tato představa se dnes označuje jako [[naivní abiogeneze]] či [[teorie samoplození]].<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.biologie.webz.cz/www/evoluce/evoluce.html| titul=Vznik života| jméno=Richard | příjmení= Adamčík}}</ref> [[Aristotelés]] věřil, že [[mšice]] se rodí z rosy, která padá na květiny, [[dvoukřídlí|mouchy]] ze shnilého materiálu, [[myš]]i ze znečištěného sena, [[krokodýli]] z hnijících polen na dně vodních ploch a podobně.<ref>{{cite book
| last = Lennox
| first = James
| title = Aristotle's Philosophy of Biology: Studies in the Origins of Life Science
| publisher = Cambridge Press
| year = 2001
| location = New York, NY
| pages = 229–258
| isbn = 978-0-521-65976-5}}</ref> V 17. století začaly být takovéto představy napadány; např. v roce 1646 [[Thomas Browne]] vydal dílo ''Pseudodoxia Epidemica'', ve kterém zpochybňoval falešné představy tehdejší doby. Jeho názory ale nebyly všeobecně přijímány. Například jeho současník [[Alexander Ross]] napsal: „Napadat toto (samoplození) znamená napadat rozum a zkušenost. Jestli to zpochybňuje, ať se vydá do [[Egypt]]a, kde uvidí pole plná myší, které se zrodily z bahna [[Nil]]u.“<ref>{{cite journal |last=Balme |first=D. M. |authorlink= |coauthors= |year=1962 |title=Development of Biology in Aristotle and Theophrastus: Theory of Spontaneous Generation |journal=Phronesis: a journal for Ancient Philosophy |volume=7 |issue=1–2 |pages=91–104 |doi=10.1163/156852862X00052 }}</ref> V roce [[1665]] [[Robert Hooke]] publikoval první nákresy mikroorganismů spatřené pod jednoduchým [[mikroskop]]em. Následoval ho v roce 1676 [[Antoni van Leeuwenhoek]].<ref>{{cite book |title=Antony Van Leeuwenhoek and his little animals |author=Dobell, C. |year=1960 |publisher=Dover Publications |location=New York |isbn=0-486-60594-9 }}</ref> Mnohým se zdálo, že objev mikroorganismů podporuje teorii samoplození, protože mikroorganismy se zdály být příliš jednoduché na to, aby se mohly [[pohlavní rozmnožování|rozmnožovat pohlavně]] a [[nepohlavní rozmnožování]] ([[mitóza|mitotické]]) v té době ještě nebylo pozorováno.{{doplnit zdroj}}

První důkazy proti naivní abiogenezi poskytl v roce 1668 [[Francesco Redi]], který dokázal, že v mase se neobjeví larvy much bez toho, aniž by k němu byly mouchy připuštěny. Postupně se ukazovalo, že, alespoň co se týče viditelných organismů, teorie samoplození neplatí. Alternativou k ní se stala teorie [[biogeneze]], která tvrdila, že všechen život vzešel z prapůvodního života (''[[omne vivum ex ovo]]'', [[latina|latinsky]] „vše živé je z vejce“). Spor eskaloval v polovině 18. století a otázka se stala natolik palčivou, že se [[Francouzská akademie věd]] rozhodla udělit cenu tomu, kdo definitivně rozřeší otázku vzniku života. V roce 1768 [[Lazzaro Spallanzani]] ukázal, že ve vzduchu jsou přítomny [[mikroorganismus|mikroorganismy]], které lze zabít vařením. V roce 1861 [[Louis Pasteur]] provedl několik experimentů, které ukázaly, že ve sterilním výživném prostředí se bakterie ani houby samy od sebe neobjevují. Pasteurovi byla následně udělena zmíněná cena Francouzské akademie věd.<ref name=rauchfuss>{{citace monografie| titul = Chemical Evolution and the Origin of Life| jméno = Horst | příjmení = Rauchfuss| vydavatel=Springer | rok=2008 | Počet stran= 339| url =http://books.google.com/books?id=aRkvNoDYtvEC&printsec=frontcover&hl=cs#v=onepage&q&f=false}}</ref>


== Vědecký přístup ==
== Vědecký přístup ==
=== Starší hypotézy ===
=== Starší hypotézy ===
[[Soubor:Darwin restored2.jpg|thumb|150px|right|upright|[[Charles Darwin]] v roce 1879]]
V rámci rozvoje moderní vědy se začaly objevovat pochybnosti o některých starších představách a důkazy proti nim. Spor eskaloval v polovině 18. století a otázka se stala natolik palčivou, že se [[Francouzská akademie věd]] rozhodla udělit cenu tomu, kdo definitivně rozřeší otázku vzniku života. Velmi slavné pokusy v této souvislosti provedl [[Louis Pasteur]]. Ač s ním mnoho vědců ve své době polemizovalo, přesvědčivě dokázal, že život nevzniká ve zkumavce z neživé hmoty, ale může se tam zanést kontaminací vzorku. Pasteurovi byla následně udělena zmíněná cena Francouzské akademie věd.<ref name=rauchfuss />
V polovině 19. století se teorii biogeneze kvůli práci [[Louis Pasteur|Louise Pasteura]] a ostatních dostalo tolik důkazů, že se o teorii samoplození přestalo uvažovat jako o reálné alternativě. Pasteur po svých pokusech v roce 1864 prohlásil: „Teorie samoplození se už nikdy nezotaví ze smrtelného zásahu uštědřeného tímto jednoduchým experimentem.“<ref>
{{cite book
|title=Origin of Life
|last=Oparin
|first=Aleksandr I.
|year=1953
|pages=196
|publisher=Dover Publications, New York
|isbn=0-486-60213-3
}}</ref> Kvůli vyvrácení naivní biogeneze ale věda přišla o odpověď na otázku, jak se zrodil první život.

V dopise [[Joseph Dalton Hooker|Josephovi Daltonu Hookerovi]] z 1. února 1871<ref>[http://www.windmillministries.org/frames/CH5A.htm First life on Earth] windmillministries.org, Retrieved on 2008-01-18</ref> se k otázce vyjádřil [[Charles Darwin]] a nabídl řešení, že první život mohl začít v „malém jezírku, ve kterém byla spousta [[amoniak]]u a [[fosforečnan]]ů, světla, tepla, elektřiny, atd., takže mohly vzniknout [[bílkovina|bílkoviny]], které potom podléhaly dalším změnám.“ Dále vysvětlil, že „v dnešní době by taková hmota byla okamžitě pohlcena nebo vstřebána, což by se nestalo před tím, než život vznikl.“<ref>"It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are now present, which could ever have been present. But if (and oh! what a big if!) we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, electricity, &c., present, that a proteine compound was chemically formed ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter would be instantly devoured or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed." written in 1871, published in [[Francis Darwin|Darwin, Francis]], ed. 1887. ''The life and letters of Charles Darwin, including an autobiographical chapter.'' London: John Murray. Volume 3. p. [http://darwin-online.org.uk/content/frameset?viewtype=text&itemID=F1452.3&pageseq=30 18]</ref> Jinak řečeno, kvůli existenci živých organismů je potřeba zkoumat původ života ve sterilních laboratorních podmínkách.

Zároveň se po celou dobu 19. a 20. století vydělovala skupina vědců, kteří se domnívali (či domnívají), že mikroskopický život mohl na Zemi doputovat vesmírem – tato představa dnes známá jako [[teorie panspermie]] byla obhajována svého času např. [[Hermann von Helmholtz|H. von Helmholtzem]], [[William Thomson|W. Thomsonem]], [[Svante Arrhenius|S. Arrheniem]] a v pozdější době [[Francis Crick|F. Crickem]].

=== Teorie chemické polévky ===
[[Soubor:Aleksandr Oparin and Andrei Kursanov in enzymology laboratory 1938.jpg|thumb|160px|right|[[Alexandr Ivanovič Oparin]] (vpravo) v laboratoři]]
{{viz též|Millerův-Ureyův experiment}}
Další významný výzkum na téma původu života provedl až v roce 1924 [[Alexandr Ivanovič Oparin]], který prohlásil, že atmosférický kyslík zabraňuje syntéze určitých organických molekul, které jsou stavebními bloky života. V jeho knize ''Původ života'' (''Происхождение жизни'')<ref>Oparin, A. I. (1924) Proiskhozhozhdenie zhizny, Moscow (Translated by Ann Synge in Bernal (1967)), The Origin of Life, Weidenfeld and Nicolson, London, pages 199–234.</ref><ref>{{cite book |title=The Origin of Life |author=Oparin, A. I. |year=1952 |publisher=Dover |location=New York |isbn=0-486-49522-1 }}</ref> prohlásil, že „spontánní biogeneze“, kterou zpochybnil Louis Pasteur, se jednou v historii Země zřejmě opravdu odehrála, ale dnes by to nebylo možné, protože podmínky se od té doby změnily a přítomnost žijících organismů by okamžitě zničila jakýkoliv spontánně vzniklý život. Tvrdil, že v podmínkách mladé Země mohla v bezkyslíkaté atmosféře za pomoci slunečního svitu vzniknout „[[chemická polévka]]“ organických molekul. Ty by spolu reagovaly, až by nakonec vznikly kapičky [[koacervát]]u. Ty by pak „[[buněčný růst|rostly]]“ splynutím s ostatními kapičkami a „[[rozmnožování|rozmnožovaly se]]“ štěpením se na menší kapičky, přičemž faktory zajišťující „buněčnou celistvost“ by přežívaly a ostatní vymíraly. Několik moderních teorií o původu života stále považuje Oparinovy myšlenky za svůj výchozí bod. Někdy v té době [[J. B. S. Haldane]] navrhl teorii biopoézy, která tvrdí, že život vznikl z rozmnožujících se, ale přitom neživých molekul.<ref>{{cite book |title=Origins of Life |author=Bernal, J.D. |year=1969 |publisher=Wiedenfeld and Nicholson |location=London }}</ref><ref>{{cite book |author=Bryson, Bill |title=A short history of nearly everything |publisher=Black Swan |location=London |year=2004 |pages=300–2 |isbn=0-552-99704-8 }}</ref>

[[Soubor:Miller1999 no frame.jpg|thumb|left|[[Stanley L. Miller]], na fotografiii v roce 1999, se zapsal do historie [[Millerův-Ureyův experiment|svým experimentem]], jenž prokázal, že aminokyseliny mohou vznikat v poměrně jednoduchých fyzikálních podmínkách z anorganických látek]]
Základní myšlenka Oparina a Haldaneho byla, že podmínky mladé Země upřednostňovaly chemické reakce, které vytvářely organické molekuly z anorganických předchůdců. V roce 1952 byl proveden [[Millerův-Ureyův experiment]], který se snažil navodit podmínky, které měla Země zhruba před 3,5 miliardami let, a zkoumat tak tuto hypotézu. Analýza ampulek z původního experimentu pomocí moderních technologií ukázala více než 20 [[aminokyseliny|aminokyselin]] vytvořených z [[voda|vody]] (H<sub>2</sub>O), [[methan]]u (CH<sub>4</sub>), [[amoniak]]u (NH<sub>3</sub>) a [[vodík]]u (H<sub>2</sub>).<ref name="BBC">BBC: ''[http://www.bbc.co.uk/programmes/b00mbvfh The Spark of Life]''. TV Documentary, BBC 4, 26 August 2009.</ref>


Ve stejné době se začaly objevovat myšlenky [[Charles Darwin|Charlese Darwina]], ačkoliv ten se k otázce vzniku života stavěl velice opatrně. Nicméně brzy následovaly práce, které popisovaly vznik života z neživé hmoty, i když vědečtějším a reálnějším způsobem, než si to představovali lidé ve středověku. Zároveň se po celou dobu 19. a 20. století vydělovala skupina vědců, kteří se domnívali (či domnívají), že mikroskopický život mohl na Zem doputovat vesmírem – tato představa dnes známá jako [[teorie panspermie]] byla obhajována svého času např. [[Hermann von Helmholtz|H. von Helmholtzem]], [[William Thomson|W. Thomsonem]], [[Svante Arrhenius|S. Arrheniem]] a v pozdější době [[Francis Crick|F. Crickem]]. Materialistický pohled na vznik života na Zemi se zrodil v roce [[1924]] v [[Sovětský svaz|SSSR]], kdy [[Alexandr Ivanovič Oparin|A. I. Oparin]] využil poznatků o pravěké atmosféře a podmínkách na tehdejší Zemi a formuloval představu, že v takovém prostředí vznikla na organické látky bohatá „polévka“, z níž se vyvinul život. Podobnou představu předložil o několik let později [[J. B. S. Haldane]]. V padesátých letech provedl [[Stanley L. Miller]] pod dohledem [[Harold Urey|H. Ureyho]] experiment, který prokázal, že v redukční atmosféře (podobné té v prvotním období Země) je možné z jednoduchých látek uměle vytvořit [[aminokyseliny]], stavební bloky bílkovin (tzv. [[Millerův-Ureyův experiment]]).<ref name=rauchfuss>{{citace monografie| titul = Chemical Evolution and the Origin of Life| jméno = Horst | příjmení = Rauchfuss| vydavatel=Springer | rok=2008 | Počet stran= 339| url =http://books.google.com/books?id=aRkvNoDYtvEC&printsec=frontcover&hl=cs#v=onepage&q&f=false}}</ref> Paralelně s biochemickým přístupem a abiogenezí byla v 20. i 21. století určitá skupina lidí přesvědčena, že některé okolnosti vzniku života se dají nejlépe vysvětlit existencí inteligentního principu – pro tyto názory se ujal termín [[inteligentní design]], aby byla [[kreacionismus|kreacionistická]] představa oproštěna od náboženství.<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.discovery.org/csc/topQuestions.php#questionsAboutIntelligentDesign| titul = Top Questions - 1.What is the theory of intelligent design? | vydavatel=Discovery Institute| }}</ref>
Paralelně s biochemickým přístupem a abiogenezí byla v 20. i 21. století určitá skupina lidí přesvědčena, že některé okolnosti vzniku života se dají nejlépe vysvětlit existencí inteligentního principu – pro tyto názory se ujal termín [[inteligentní design]], aby byla [[kreacionismus|kreacionistická]] představa oproštěna od náboženství.<ref>{{citace elektronické monografie| url = http://www.discovery.org/csc/topQuestions.php#questionsAboutIntelligentDesign| titul = Top Questions - 1.What is the theory of intelligent design? | vydavatel=Discovery Institute| }}</ref>


=== Aktuální představa ===
=== Aktuální představa ===
Řádek 52: Řádek 88:
{{podrobně|Teorie panspermie}}
{{podrobně|Teorie panspermie}}
Podle této teorie život vznikl jinde ve [[vesmír]]u a byl posléze přenesen na planetu [[Země|Zemi]], což ale pouze odkládá obecně problém vzniku života na jiné místo.
Podle této teorie život vznikl jinde ve [[vesmír]]u a byl posléze přenesen na planetu [[Země|Zemi]], což ale pouze odkládá obecně problém vzniku života na jiné místo.

== Podmínky na mladé Zemi ==
John W. Morse a Fred T. MacKenzie tvrdí, že [[oceán]]y se na Zemi poprvé mohly objevit v [[hadaikum|hadaiku]] už 200&nbsp;milionů let po vzniku Země. Voda vznikla v teplém prostředí (100&nbsp;°[[Stupeň Celsia|C]]), zpočátku měla [[kyselost|pH]] asi 5,8 a poté se začala rychle neutralizovat.<ref>{{cite journal |last=Morse |first=J. W. |authorlink= |coauthors=MacKenzie, F. T. |year=1998 |title=Hadean Ocean Carbonate chemistry |journal=Aquatic Geochemistry |volume=4 |pages=301–19 |doi=10.1023/A:1009632230875 }}</ref> Tuto teorii podpořil Simon A. Wilde s tím, že oceány dokonce existovaly již před 4,4&nbsp;miliardami let, tedy pouhých 150&nbsp;milionů let po vzniku Země.<ref name="Wilde2001">{{cite journal |author=Wilde SA, Valley JW, Peck WH, Graham CM |title=Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago |journal=Nature |volume=409 |issue=6817 |pages=175–8 |year=2001 |month=January |pmid=11196637 |doi=10.1038/35051550 |url=}}</ref>

Prostředí v hadaiku nicméně nebylo pro život vhodné. Časté impakty velkých těles, která mohla dosahovat až 500&nbsp;kilometrů v průměru, způsobovaly vypařování oceánů během několika málo měsíců po dopadu. Horká pára s částicemi hornin vystoupala do vysokých výšek a vytvořila mraky pokrývající celou oblohu. Po několika měsících mraky začaly klesat, ale na obloze se udržely ještě asi tisíc let. Poté začal déšť, který po dvou tisících letech navrátil hladiny oceánů do jejich původní hodnoty. Celý proces tak mohl trvat 3000 let.<ref>{{cite journal |last=Sleep |first=Norman H. |authorlink= |coauthors=''et al.'' |year=1989 |title=Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth |journal=Nature |volume=342 |issue= 6246|pages=139–142 |doi=10.1038/342139a0 |pmid=11536616 }}</ref> Před 4,1 až 3,8 miliardami let nastalo tzv. období [[pozdní velké bombardování|pozdního velkého bombardování]], které mohly zapříčinit změny oběhů [[plynný obr|plynných obrů]]. V tomto období na vnitřní planety (Merkur, Venuši, Mars, Zemi) a Měsíc dopadalo mnoho asteroidů. Ty by pravděpodobně vymýtily život na Zemi, kdyby snad již předtím existoval.

Doba, kdy se život na Zemi mohl poprvé objevit, záleží na prostředí, kde vznikl. Kevin A. Maher a David J. Stevenson zjistili, že kdyby se měl poprvé objevit hluboko v oceánu, mohlo to být již před 4,2 až 4,0&nbsp;miliardami let. Na povrchu mohla abiogeneze poprvé proběhnout před 4,0 až 3,7&nbsp;miliardami let.<ref>{{cite journal |last=Maher |first=Kevin A. |authorlink= |coauthors=Stevenson, David J. |year=1988 |title=Impact frustration of the origin of life |journal=Nature |volume=331 |issue=6157 |pages=612–4 |doi=10.1038/331612a0 |pmid=11536595 }}</ref> Jiné výzkumy naznačují, že život spíše vznikl později a za chladnějších podmínek. [[Leslie Orgel]] s kolegy se zabýval syntézou [[purin]]ů a zjistil, že chladnější teploty jsou výhodnější, protože se při nich koncentrují klíčové molekuly, jako je např. [[kyselina kyanovodíková]].<ref>{{cite journal |last=Orgel |first=Leslie E. |year=2004 |title=Prebiotic adenine revisited: Eutectics and photochemistry|journal=Origins of Life and Evolution of Biospheres |volume=34 |pages=361–9| doi=10.1023/B:ORIG.0000029882.52156.c2 }}</ref> Výzkum [[Stanley Miller|Stanleyho Millera]] a jeho kolegů naznačil, že i když [[adenin]] a [[guanin]] potřebují k syntéze chlad, [[cytosin]] a [[uracil]] zase potřebují vysoké teploty.<ref>{{cite journal |last=Robertson |first=Michael P. |authorlink= |coauthors=Miller, Stanley L. |year=1995 |title=An efficient prebiotic synthesis of cytosine and uracil |journal=Nature |volume=375 |issue=6534 |pages=772–774 |doi=10.1038/375772a0 |pmid=7596408 }}</ref> Na základě tohoto výzkumu Miller navrhl hypotézu, že život začal v prostředí, které kombinovalo nízké teploty s výbuchy meteoritů.<ref>{{cite journal |last=Bada |first=J. L. |authorlink= |coauthors=Bigham, C.; Miller, S. L. |year=1994 |title=Impact Melting of Frozen Oceans on the Early Earth: Implications for the Origin of Life |journal=[[Proceedings of the National Academy of Sciences|Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.]] |volume=91 |issue=4 |pages=1248–50 |url=http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/91/4/1248 |doi=10.1073/pnas.91.4.1248|format=abstract|pmid=11539550 |pmc=43134 }}</ref> Jeden z experimentů Millerovy skupiny ukázal, že z [[amoniak]]u a [[kyanid]]u ponechaném v mrazícím boxu mezi lety 1972–1997 vzniklo sedm různých [[aminokyseliny|aminokyselin]] a jedenáct typů [[nukleové báze|nukleových bází]].<ref>{{cite web |url=http://discovermagazine.com/2008/feb/did-life-evolve-in-ice/article_view?b_start:int=0&-C= |title=Did Life Evolve in Ice? - Arctic & Antarctic | publisher=DISCOVER Magazine |format= |work= |accessdate=2008-07-03}}</ref><ref>{{cite journal |last=Levy |first=M. |coauthors=Miller, S. L.; Brinton, K.; Bada, J. L. |year=2000 |month=June |title=Prebiotic synthesis of adenine and amino acids under Europa-like conditions |journal=Icarus |volume=145 |issue=2 |pages=609–13 |pmid=11543508 |accessdate= 2008-02-11 |doi=10.1006/icar.2000.6365 |bibcode=2000Icar..145..609L}}</ref> Christof Biebricher byl zase schopen v mrazivých podmínkách vytvořit molekuly RNA dlouhé 400 nukleových bází tak, že do směsi vložil malé množství nukleových bází&nbsp;– [[adenin]]u, [[cytosin]]u a [[guanin]]u&nbsp;– a jednoduchou „šablonu“ RNA, podle které se nové molekuly tvořily.<ref>{{cite journal |last=Trinks |first=Hauke |coauthors=Schröder, Wolfgang; Biebricher, Christof |year=2005 |month=October |title=Ice And The Origin Of Life |journal=Origins of Life and Evolution of the Biosphere |volume=35 |issue=5 |pages=429–45 |doi=10.1007/s11084-005-5009-1 |url=http://www.ingentaconnect.com/content/klu/orig/2005/00000035/00000005/00005009#aff_1 |accessdate= 2008-02-11 |pmid=16231207 }}</ref> Důvodem, proč tyto reakce probíhaly tak rychle při nízkých teplotách, je [[eutektikum|eutektické mrznutí]]. Když se vytvoří ledový krystal, zůstane čistý: připojují se k němu pouze molekuly vody. Nečistoty, jako např. sůl nebo kyanid, jsou vyloučeny a shlukují se dohromady, čímž spolu reagují častěji, než kdyby byly smíchány s vodou.


== Filosofické, mytologické a náboženské pohledy ==
== Filosofické, mytologické a náboženské pohledy ==
Řádek 63: Řádek 106:


=== Reference ===
=== Reference ===
* {{překlad|en|Abiogenesis|430069138}}
<references />
<references />



Verze z 19. 11. 2011, 22:15

Prekambrijské stromatolity v národním parku Glacier. V roce 2002 William Schopf z Kalifornské univerzity v Los Angeles publikoval článek v časopise Nature, ve kterém napsal, že takovéto geologické útvary obsahují 3,5 miliard let staré fosilizované sinice. Jestli je to pravda, jedná se o nejstarší známou ukázku života na Zemi.

Vznik života (biogeneze) je v současnosti ne zcela vyjasněná událost, během které se z neživé hmoty stala hmota živá, jež se začala rozmnožovat, přeměňovat svoje okolí a vyvíjela se. Jedná se o filosoficko-nábožensko-vědecký problém, kdy se jednotlivé strany snaží předložit své teorie či důkazy o tom, jak k této události došlo.

Historické pohledy

Související informace naleznete také v článku stvoření.

Názory na vznik života se v lidské společnosti objevovaly odnepaměti. Ve starověkých dobách bylo stvoření života spojováno obvykle se samotným stvořením Země nebo vesmíru. Existovalo nepřeberné množství různých představ, které se například ve starověkém Egyptě lišily škola od školy. Velmi často však byly dávány do souvislosti s neživou přírodou, což koneckonců bylo typické i pro některé starořecké filosofy. Podle Bible i (poněkud mladšího) Koránu byl svět i život stvořen silou slova.[1]

Naivní abiogeneze

Pasteur vytvářel sterilní prostředí v speciálních nádobách s uzavíratelným ústím: zkoušel, zda za těchto okolností bude docházet ke spontánnímu vzniku mikroorganismů. Tento pokus byl hřebíčkem do rakve teorie samoplození

Do začátku 19. století lidé všeobecně věřili na spontánní vznik určitých forem života z neživé hmoty. Tato představa se dnes označuje jako naivní abiogeneze či teorie samoplození.[2] Aristotelés věřil, že mšice se rodí z rosy, která padá na květiny, mouchy ze shnilého materiálu, myši ze znečištěného sena, krokodýli z hnijících polen na dně vodních ploch a podobně.[3] V 17. století začaly být takovéto představy napadány; např. v roce 1646 Thomas Browne vydal dílo Pseudodoxia Epidemica, ve kterém zpochybňoval falešné představy tehdejší doby. Jeho názory ale nebyly všeobecně přijímány. Například jeho současník Alexander Ross napsal: „Napadat toto (samoplození) znamená napadat rozum a zkušenost. Jestli to zpochybňuje, ať se vydá do Egypta, kde uvidí pole plná myší, které se zrodily z bahna Nilu.“[4] V roce 1665 Robert Hooke publikoval první nákresy mikroorganismů spatřené pod jednoduchým mikroskopem. Následoval ho v roce 1676 Antoni van Leeuwenhoek.[5] Mnohým se zdálo, že objev mikroorganismů podporuje teorii samoplození, protože mikroorganismy se zdály být příliš jednoduché na to, aby se mohly rozmnožovat pohlavně a nepohlavní rozmnožování (mitotické) v té době ještě nebylo pozorováno.[zdroj?]

První důkazy proti naivní abiogenezi poskytl v roce 1668 Francesco Redi, který dokázal, že v mase se neobjeví larvy much bez toho, aniž by k němu byly mouchy připuštěny. Postupně se ukazovalo, že, alespoň co se týče viditelných organismů, teorie samoplození neplatí. Alternativou k ní se stala teorie biogeneze, která tvrdila, že všechen život vzešel z prapůvodního života (omne vivum ex ovo, latinsky „vše živé je z vejce“). Spor eskaloval v polovině 18. století a otázka se stala natolik palčivou, že se Francouzská akademie věd rozhodla udělit cenu tomu, kdo definitivně rozřeší otázku vzniku života. V roce 1768 Lazzaro Spallanzani ukázal, že ve vzduchu jsou přítomny mikroorganismy, které lze zabít vařením. V roce 1861 Louis Pasteur provedl několik experimentů, které ukázaly, že ve sterilním výživném prostředí se bakterie ani houby samy od sebe neobjevují. Pasteurovi byla následně udělena zmíněná cena Francouzské akademie věd.[1]

Vědecký přístup

Starší hypotézy

Charles Darwin v roce 1879

V polovině 19. století se teorii biogeneze kvůli práci Louise Pasteura a ostatních dostalo tolik důkazů, že se o teorii samoplození přestalo uvažovat jako o reálné alternativě. Pasteur po svých pokusech v roce 1864 prohlásil: „Teorie samoplození se už nikdy nezotaví ze smrtelného zásahu uštědřeného tímto jednoduchým experimentem.“[6] Kvůli vyvrácení naivní biogeneze ale věda přišla o odpověď na otázku, jak se zrodil první život.

V dopise Josephovi Daltonu Hookerovi z 1. února 1871[7] se k otázce vyjádřil Charles Darwin a nabídl řešení, že první život mohl začít v „malém jezírku, ve kterém byla spousta amoniaku a fosforečnanů, světla, tepla, elektřiny, atd., takže mohly vzniknout bílkoviny, které potom podléhaly dalším změnám.“ Dále vysvětlil, že „v dnešní době by taková hmota byla okamžitě pohlcena nebo vstřebána, což by se nestalo před tím, než život vznikl.“[8] Jinak řečeno, kvůli existenci živých organismů je potřeba zkoumat původ života ve sterilních laboratorních podmínkách.

Zároveň se po celou dobu 19. a 20. století vydělovala skupina vědců, kteří se domnívali (či domnívají), že mikroskopický život mohl na Zemi doputovat vesmírem – tato představa dnes známá jako teorie panspermie byla obhajována svého času např. H. von Helmholtzem, W. Thomsonem, S. Arrheniem a v pozdější době F. Crickem.

Teorie chemické polévky

Soubor:Aleksandr Oparin and Andrei Kursanov in enzymology laboratory 1938.jpg
Alexandr Ivanovič Oparin (vpravo) v laboratoři
Související informace naleznete také v článku Millerův-Ureyův experiment.

Další významný výzkum na téma původu života provedl až v roce 1924 Alexandr Ivanovič Oparin, který prohlásil, že atmosférický kyslík zabraňuje syntéze určitých organických molekul, které jsou stavebními bloky života. V jeho knize Původ života (Происхождение жизни)[9][10] prohlásil, že „spontánní biogeneze“, kterou zpochybnil Louis Pasteur, se jednou v historii Země zřejmě opravdu odehrála, ale dnes by to nebylo možné, protože podmínky se od té doby změnily a přítomnost žijících organismů by okamžitě zničila jakýkoliv spontánně vzniklý život. Tvrdil, že v podmínkách mladé Země mohla v bezkyslíkaté atmosféře za pomoci slunečního svitu vzniknout „chemická polévka“ organických molekul. Ty by spolu reagovaly, až by nakonec vznikly kapičky koacervátu. Ty by pak „rostly“ splynutím s ostatními kapičkami a „rozmnožovaly se“ štěpením se na menší kapičky, přičemž faktory zajišťující „buněčnou celistvost“ by přežívaly a ostatní vymíraly. Několik moderních teorií o původu života stále považuje Oparinovy myšlenky za svůj výchozí bod. Někdy v té době J. B. S. Haldane navrhl teorii biopoézy, která tvrdí, že život vznikl z rozmnožujících se, ale přitom neživých molekul.[11][12]

Stanley L. Miller, na fotografiii v roce 1999, se zapsal do historie svým experimentem, jenž prokázal, že aminokyseliny mohou vznikat v poměrně jednoduchých fyzikálních podmínkách z anorganických látek

Základní myšlenka Oparina a Haldaneho byla, že podmínky mladé Země upřednostňovaly chemické reakce, které vytvářely organické molekuly z anorganických předchůdců. V roce 1952 byl proveden Millerův-Ureyův experiment, který se snažil navodit podmínky, které měla Země zhruba před 3,5 miliardami let, a zkoumat tak tuto hypotézu. Analýza ampulek z původního experimentu pomocí moderních technologií ukázala více než 20 aminokyselin vytvořených z vody (H2O), methanu (CH4), amoniaku (NH3) a vodíku (H2).[13]

Paralelně s biochemickým přístupem a abiogenezí byla v 20. i 21. století určitá skupina lidí přesvědčena, že některé okolnosti vzniku života se dají nejlépe vysvětlit existencí inteligentního principu – pro tyto názory se ujal termín inteligentní design, aby byla kreacionistická představa oproštěna od náboženství.[14]

Aktuální představa

Podle většinově uznávaných teorií vznikl život cca před 3,5[15] či před 3,8 miliardami let.[16] Způsob jeho vzniku je však dosud předmětem sporů.

Zásadních okamžiků při vzniku života je mnoho. Patří mezi ně například: přítomnost biogeních prvků - tzv. prvků života, vznik složitých organických látek a zejména aminokyselin - stavebních jednotek bílkovin, vznik selektivní ("polopropustné") membrány, vznik molekuly dědičnosti DNA - deoxyribonukleové kyseliny - reprodukční molekuly schopné přenosu genetické informace z mateřské buňky na dceřinou (replikace, transkripce, translace).

Teorie abiogeneze

Předpokládá se, že život vznikl na základě chemického procesu, při němž se jednodušší látky začaly spojovat do složitějších. Vzniklé primitivní biomolekuly se dále spojovaly a dávaly vzniknout složitějším formám. Věda zabývající se vznikem živých systémů z neživých se nazývá protobiologie. Hypotézy o vzniku života se dají rozdělit do čtyř kategorií. Podle první představy na počátku byly proteiny. Druhá hypotéza je založena na představě, že nejprve byly nukleové kyseliny. Podle třetí skupiny hypotéz si od začátku dělily role oba typy biomolekul. Konečně čtvrtá představa abiogenetických teorií tvrdí, že byly původní organismy založeny na úplně jiném principu.[17]

  • Vznik ze systému proteinů
    • Oparinova hypotéza koacervátů - předpokládá vznik útvaru ohraničeného membránou, uvnitř kterého je zvýšená koncentrace látek, což umožňuje průběh reakcí, které by se jinak nemohly uskutečnit.
    • Hypotéza mikrosfér - vznik polymeru kondenzací aminokyselin, po rozpuštění může vytvářet duté částice s enzymatickou aktivitou.
    • Hypotéza hypercyklů - série cyklických chemických reakcí, výsledek jedné reakce je reaktant následující.
  • Vznik ze systému nukleových kyselin
    • Hypotéza RNA-světa - na počátku života mohly být sekvence ribonukleových kyselin s enzymatickou aktivitou.
  • Vznik koevolucí systému proteinů a nukleových kyselin - přikládá zásadní důležitost vzniku genetického kódu
  • Jiné způsoby vzniku
    • Teorie živých jílů - Cairns-Smithova hypotéza založená na koexistenci nukleových kyselin a anorganické látky jílového typu.

Teorie panspermie

Podrobnější informace naleznete v článku Teorie panspermie.

Podle této teorie život vznikl jinde ve vesmíru a byl posléze přenesen na planetu Zemi, což ale pouze odkládá obecně problém vzniku života na jiné místo.

Podmínky na mladé Zemi

John W. Morse a Fred T. MacKenzie tvrdí, že oceány se na Zemi poprvé mohly objevit v hadaiku už 200 milionů let po vzniku Země. Voda vznikla v teplém prostředí (100 °C), zpočátku měla pH asi 5,8 a poté se začala rychle neutralizovat.[18] Tuto teorii podpořil Simon A. Wilde s tím, že oceány dokonce existovaly již před 4,4 miliardami let, tedy pouhých 150 milionů let po vzniku Země.[19]

Prostředí v hadaiku nicméně nebylo pro život vhodné. Časté impakty velkých těles, která mohla dosahovat až 500 kilometrů v průměru, způsobovaly vypařování oceánů během několika málo měsíců po dopadu. Horká pára s částicemi hornin vystoupala do vysokých výšek a vytvořila mraky pokrývající celou oblohu. Po několika měsících mraky začaly klesat, ale na obloze se udržely ještě asi tisíc let. Poté začal déšť, který po dvou tisících letech navrátil hladiny oceánů do jejich původní hodnoty. Celý proces tak mohl trvat 3000 let.[20] Před 4,1 až 3,8 miliardami let nastalo tzv. období pozdního velkého bombardování, které mohly zapříčinit změny oběhů plynných obrů. V tomto období na vnitřní planety (Merkur, Venuši, Mars, Zemi) a Měsíc dopadalo mnoho asteroidů. Ty by pravděpodobně vymýtily život na Zemi, kdyby snad již předtím existoval.

Doba, kdy se život na Zemi mohl poprvé objevit, záleží na prostředí, kde vznikl. Kevin A. Maher a David J. Stevenson zjistili, že kdyby se měl poprvé objevit hluboko v oceánu, mohlo to být již před 4,2 až 4,0 miliardami let. Na povrchu mohla abiogeneze poprvé proběhnout před 4,0 až 3,7 miliardami let.[21] Jiné výzkumy naznačují, že život spíše vznikl později a za chladnějších podmínek. Leslie Orgel s kolegy se zabýval syntézou purinů a zjistil, že chladnější teploty jsou výhodnější, protože se při nich koncentrují klíčové molekuly, jako je např. kyselina kyanovodíková.[22] Výzkum Stanleyho Millera a jeho kolegů naznačil, že i když adenin a guanin potřebují k syntéze chlad, cytosin a uracil zase potřebují vysoké teploty.[23] Na základě tohoto výzkumu Miller navrhl hypotézu, že život začal v prostředí, které kombinovalo nízké teploty s výbuchy meteoritů.[24] Jeden z experimentů Millerovy skupiny ukázal, že z amoniaku a kyanidu ponechaném v mrazícím boxu mezi lety 1972–1997 vzniklo sedm různých aminokyselin a jedenáct typů nukleových bází.[25][26] Christof Biebricher byl zase schopen v mrazivých podmínkách vytvořit molekuly RNA dlouhé 400 nukleových bází tak, že do směsi vložil malé množství nukleových bází – adeninu, cytosinu a guaninu – a jednoduchou „šablonu“ RNA, podle které se nové molekuly tvořily.[27] Důvodem, proč tyto reakce probíhaly tak rychle při nízkých teplotách, je eutektické mrznutí. Když se vytvoří ledový krystal, zůstane čistý: připojují se k němu pouze molekuly vody. Nečistoty, jako např. sůl nebo kyanid, jsou vyloučeny a shlukují se dohromady, čímž spolu reagují častěji, než kdyby byly smíchány s vodou.

Filosofické, mytologické a náboženské pohledy

Ve velkých tradičních náboženstvích se vyskytují jak proudy, které se doslova drží starých mytologických výkladů, tak moderní myšlenkové proudy, které přiznávají přirodovědeckým teoriím plnou relevanci a snaží se historické texty vykládat historicko-kritickou metodou jako dobové představy, jejichž výpověď má být primárně teologická či filosofická, jejímž smyslem není konkurovat moderní vědě. Některé směry se snaží historické představy obhajovat a interpretovat v diskursu moderní přírodovědy (např. vědecký kreacionismus) a vědeckými metodami vyhledávat slabá místa přírodovědeckých teorií, které původním náboženským představám odporují, nebo naopak klást důraz na takové interpretace historických textů i moderní vědy, které konstatují soulad (například spontánní evoluci života chápou jako formu aktu stvoření, který byl v historických textech popsán jen symbolicky či v kontextu dobového stavu poznání). Jednou z výrazných křesťanských osobností snažících se plně integrovat vědecké a náboženské pohledy byl francouzský geolog, paleontolog a teolog jezuita Pierre Teilhard de Chardin, který svou syntézu biblických představ s vědeckými předložil ve svém hlavním díle Le Phénomène humain (česky Vesmír a lidstvo), které vyšlo až po jeho smrti (1955); již od roku 1923 ale měl kvůli svým názorům problémy s řádovými představenými i Vatikánem.[zdroj?] Na druhém vatikánském koncilu mělo Chardinovo pojetí mnoho příznivců, kteří prosadili do koncilních dokumentů vstřícnější přístup, nicméně římské Officium se ještě v roce 1981 pokoušelo svým prohlášením tento vývoj zvrátit.[zdroj?] (Podrobněji v článku Pierre Teilhard de Chardin). Popularizace souladu mezi vědou a vírou není mezi vědci ani mezi věřícími nijak výjimečná[zdroj?] (viz např. článek o situaci v Česku a na Slovensku).

Odkazy

Související články

Reference

  1. a b RAUCHFUSS, Horst. Chemical Evolution and the Origin of Life. [s.l.]: Springer, 2008. Dostupné online. 
  2. ADAMČÍK, Richard. Vznik života [online]. Dostupné online. 
  3. LENNOX, James. Aristotle's Philosophy of Biology: Studies in the Origins of Life Science. New York, NY: Cambridge Press, 2001. ISBN 978-0-521-65976-5. S. 229–258. 
  4. BALME, D. M. Development of Biology in Aristotle and Theophrastus: Theory of Spontaneous Generation. Phronesis: a journal for Ancient Philosophy. 1962, s. 91–104. DOI 10.1163/156852862X00052. 
  5. Dobell, C. Antony Van Leeuwenhoek and his little animals. New York: Dover Publications, 1960. ISBN 0-486-60594-9. 
  6. OPARIN, Aleksandr I. Origin of Life. [s.l.]: Dover Publications, New York, 1953. ISBN 0-486-60213-3. S. 196. 
  7. First life on Earth windmillministries.org, Retrieved on 2008-01-18
  8. "It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are now present, which could ever have been present. But if (and oh! what a big if!) we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, electricity, &c., present, that a proteine compound was chemically formed ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter would be instantly devoured or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed." written in 1871, published in Darwin, Francis, ed. 1887. The life and letters of Charles Darwin, including an autobiographical chapter. London: John Murray. Volume 3. p. 18
  9. Oparin, A. I. (1924) Proiskhozhozhdenie zhizny, Moscow (Translated by Ann Synge in Bernal (1967)), The Origin of Life, Weidenfeld and Nicolson, London, pages 199–234.
  10. Oparin, A. I. The Origin of Life. New York: Dover, 1952. ISBN 0-486-49522-1. 
  11. Bernal, J.D. Origins of Life. London: Wiedenfeld and Nicholson, 1969. 
  12. Bryson, Bill. A short history of nearly everything. London: Black Swan, 2004. ISBN 0-552-99704-8. S. 300–2. 
  13. BBC: The Spark of Life. TV Documentary, BBC 4, 26 August 2009.
  14. Top Questions - 1.What is the theory of intelligent design? [online]. Discovery Institute. Dostupné online. 
  15. ALBERTS, Bruce , et al. The Molecular Biology of the Cell. [s.l.]: Garland Science, 2002. (4th. ed). ISBN 0-8153-3218-1. 
  16. Monitor [online]. Český rozhlas Leonardo, 2009-05-22 [cit. 2009-05-26]. Kapitola Život mohl vzniknout už před 4 miliardami let. Čas 16:30 od začátku stopáže. Dostupné online. 
  17. FLEGR, Jaroslav. Evoluční biologie. 1. vyd. Praha: Academia, 2005. ISBN 80-200-1270-2. 
  18. MORSE, J. W., MacKenzie, F. T. Hadean Ocean Carbonate chemistry. Aquatic Geochemistry. 1998, s. 301–19. DOI 10.1023/A:1009632230875. 
  19. Wilde SA, Valley JW, Peck WH, Graham CM. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago. Nature. 2001, s. 175–8. DOI 10.1038/35051550. PMID 11196637. 
  20. SLEEP, Norman H., et al.. Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth. Nature. 1989, s. 139–142. DOI 10.1038/342139a0. PMID 11536616. 
  21. MAHER, Kevin A., Stevenson, David J. Impact frustration of the origin of life. Nature. 1988, s. 612–4. DOI 10.1038/331612a0. PMID 11536595. 
  22. ORGEL, Leslie E. Prebiotic adenine revisited: Eutectics and photochemistry. Origins of Life and Evolution of Biospheres. 2004, s. 361–9. DOI 10.1023/B:ORIG.0000029882.52156.c2. 
  23. ROBERTSON, Michael P., Miller, Stanley L. An efficient prebiotic synthesis of cytosine and uracil. Nature. 1995, s. 772–774. DOI 10.1038/375772a0. PMID 7596408. 
  24. BADA, J. L., Bigham, C.; Miller, S. L. Impact Melting of Frozen Oceans on the Early Earth: Implications for the Origin of Life. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 1994, s. 1248–50. Dostupné online. DOI 10.1073/pnas.91.4.1248. PMID 11539550. 
  25. Did Life Evolve in Ice? - Arctic & Antarctic [online]. DISCOVER Magazine [cit. 2008-07-03]. Dostupné online. 
  26. LEVY, M., Miller, S. L.; Brinton, K.; Bada, J. L. Prebiotic synthesis of adenine and amino acids under Europa-like conditions. Icarus. 2000, s. 609–13. DOI 10.1006/icar.2000.6365. PMID 11543508. Bibcode 2000Icar..145..609L. 
  27. TRINKS, Hauke, Schröder, Wolfgang; Biebricher, Christof. Ice And The Origin Of Life. Origins of Life and Evolution of the Biosphere. 2005, s. 429–45. Dostupné online [cit. 2008-02-11]. DOI 10.1007/s11084-005-5009-1. PMID 16231207. 

Literatura

  • Diamanty možna odstartovaly život na Zemi. ideje.cz [online]. Prague Media Group s.r.o. [cit. 2008-8-21]. Dostupné online. 
  • Jaroslav Flegr: Evoluční biologie ISBN 80-200-1270-2 (kap. 10 - Vznik života)

Šablona:Link FA Šablona:Link FA