Evolucija

Abiogeneza

Često se može među kreacionistima čuti argument da evolucija ne može biti tačna pošto se još uvek ne zna kako je život na Zemlji nastao. Ovaj argument je netačan, iz prostog razloga što se evolucija ne bavi nastankom života. Evolucija je teorija o razvoju života, a da bi bilo razvoja, život mora već postojati. Da li je prvi život nastao hemijskim procesima, da li je pao na zemlju iz svemira, da li ga je stvorio Bog, ili su ga napravili vanzemaljci – za evoluciju je ovo potpuno nebitno.

Radi ilustracije, uporedimo ovo sa jednom drugom teorijom: teorijom gravitacije. Ova teorija objašnjava kako tela koja poseduju masu deluju jedna na druge, i koje zakonitosti vladaju među njima. Međutim, otkud telima masa uopšte? Zašto materija ima težinu? Nijedan naučnik na svetu ne zna odgovor na ovo pitanje, mada postoje razne hipoteze. Šta ovo znači za nauku? Upravo ono što je napisano: mi znamo kako gravitacija deluje i kako nastaje, ali ne znamo odakle ona potiče.

Isto važi i za evoluciju. Iako i dalje ne znamo kako je nastao život na Zemlji, mi znamo da je taj život u početku bio jako primitivan, i da se kroz proces evolucije polako razvijao i postajao sve kompleksniji. O nastanku života, za sada, naučnici ne mogu da tvrde ništa definitivno; evolucija je, međutim, činjenica.

Polje nauke koje istražuje nastanak života se naziva abiogeneza (“nastanak iz neživog”). Mada se ovaj sajt bavi prvenstveno evolucijom, vredi baciti pogled na ono što danas znamo o abiogenezi, načinima na koji se ona mogla odigrati, i razlozima zbog kojih naučnici istražuju ovu oblast.

1. Zašto nauka ne traži Boga?

“Ono što meni nije jasno je sledeće: i sami naučnici kažu da ne znaju odakle život potiče. Zašto onda ne kažu da ga je možda stvorio Bog?”

Ove reči, ili nešto veoma slično njima, se često mogu čuti od strane kreacionista, i predstavljaju jedno od retkih dobrih pitanja. Zaista, zašto naučnici ne zamisle da je Bog stvorio život?

Da bi smo odgovorili na ovo pitanje kako treba, napravimo prvo jednu analogiju. Zamislimo detektiva koji je pozvan da reši zagonetno ubistvo. čovek je ubijen pucnjem iz pištolja, a telo je nađeno u sobi bez prozora, zaključanoj iznutra. Detektiv pogleda sobu, pogleda žrtvu, počeše se po glavi, i kaže “Rešenje je očigledno! Ovog čoveka mora da je ubio neki duh!” I onda se okrene i ode kući.

Verovatno bi se svi složili da ovaj detektiv baš i nije preterano bistar.

Ali zašto detektiv ne treba da uzme ideju o duhu-ubici u obzir? Postoje dva odgovora na ovo pitanje. Prvi je verovatoća: u svoj istoriji, ne postoji nijedan dokumentovan i dokazan slučaj da je neki duh pucnjem iz pištolja ubio čoveka. Sa druge strane, postoji ogroman broj slučajeva u kojima su ljudi uspeli da izvrše krajnje neobična ubistva, i da svoje tragove sakriju sa neverovatnom veštinom. Razuman detektiv će pretpostaviti, na osnovu svog prethodnog iskustva i istorije koja mu je na raspolaganju, da je zločin izvršio neki čovek; i krenuće u potragu za dokazima pomoću kojih može da rekonstruiše način na koga je takvo ubistvo moglo biti izvedeno, i kako je ubica uspeo da izađe iz zaključane sobe.

Drugi razlog je nedostatak dokaza. Sve i da je ubica neko natprirodno stvorenje, otkud detektiv zna da je u pitanju baš duh? Možda je u pitanju neka vila, ili možda Deda Mraz? Osim ako ne nađe nekakve dokaze da duh postoji, i da je baš taj duh izvršio ubistvo – detektiv ne može da tek tako svaljuje krivicu. Njegova izjava je čista izmišljotina: umesto da pokuša da istraži zločin, on je prosto izmislio krivca.

Posao naučnika je veoma sličan poslu detektiva: naučnik mora da nađe dokaze o tome kako je život na zemlji nastao, koji procesi su “odgovorni”, i koji je bio redosled događaja. U istoriji nauke, ne postoji nijedan zabeležen slučaj da se bilo šta živo pojavilo odjednom, potpuno stvoreno. Takođe ne postoji nijedan primer Boga koji se pojavljuje na Zemlji i menja stvari. Do sada, u svojih tri stotine godina postojanja, moderna nauka nije pronašla ništa što se kosi sa osnovnim prirodnim zakonima, i što funkcioniše kroz procese koji su drugačiji od tih prirodnih zakona.

Naučnik koji kaže “Bog je stvorio život” pravi istu grešku koju pravi detektiv kada kaže “duh je izvršio ubistvo”. Duh možda jeste izvršio ubistvo, ali detektiv prvo mora da nađe neki dokaz da bi to mogao da kaže. Bog možda jeste stvorio život, ali nijedan naučnik nije našao nikakve dokaze za to.

Prema tome, naučnici nemaju izbora: oni moraju da istražuju na osnovu onoga što nauka poznaje, i moraju da prate dokaze koje do sada imaju. Šta će naći sutra – niko ne zna. Ostaje nam da sačekamo i vidimo...

2. Šta je to organizam?

Da bi smo razumeli šta abiogeneza pokušava da objasni, pogledajmo za trenutak od čega se sastoji život kakav danas poznajemo.

Jedinica života je ćelija. Svi organizmi na svetu počinju svoj život od jedne jedine ćelije, uključujući tu i čoveka (koji počinje život kao oplođena jajna ćelija u materici svoje majke). Najprostiji organizmi na svetu su jednoćelijski, i prema tome, zadatak abiogeneze je da pokuša da nađe način na koji su takvi organizmi mogli nastati. Da bi smo to istražili, moramo prvo pogledati od čega se sastoji jedna standardna prosta bakterijska ćelija.

Ćelija je ograničena membranom, koja se sastoji od dvostrukog zida sačinjenog od masnih kiselina. Unutrašnjost ćelije je ispunjena citoplazmom, rastvorom u kome se nalazi celokupna mašinerija života. Tri osnovna dela čine ovu mašineriju i upravljaju procesima koji omogućavaju život.

Proteini su “radnici” u okviru ćelije. Skoro svi procesi koji se odvijaju unutar ćelije su funkcija proteina. Proteini unose hranu u ćeliju, pretvaraju tu hranu u upotrebljivu energiju, izbacuju otpadne materije, kontrolišu jedni druge, popravljaju oštećenja...

DNK, dezoksiribonukleinska kiselina, predstavlja “kontrolni centar” ćelije. Nizovi baza u okviru DNK sadrže kodove na osnovu kojih se proizvode proteini, kao i sekvence koje određuju koliko čega će se proizvoditi u kojim uslovima, i signale koji kontrolišu glavne događaje u životu ćelije (recimo, kada će ćelija početi da se deli).

RNK, ribonukleinska kiselina, se javlja u nekoliko različitih oblika. Prvi oblik vrši ključnu funkciju u proizvodnji proteina. Naime, proteini se ne proizvode na osnovu DNK kodova: umesto toga, DNK kod biva prvo iskopiran u RNK kod, koji zatim na velikim molekularnim strukturama poznatim kao ribozomi služi kao osnova za proizvodnju proteina. Ovi lanci RNK koji tako prenose poruku od DNK do ribozoma se nazivaju mRNK (‘m’ dolazi od “messenger”, engleske reči za “glasnika”)

Međutim, naučnici su dugo bili iznenađeni činjenicom da su sami ribozomi većim delom sastavljeni od RNK. Ova, ribozomalna RNK (rRNK) igra ključnu ulogu u objašnjenju abiogeneze.

Proteini su lančani molekuli, sastavljeni od manjih delova poznatih kao amino-kiseline. DNK sadrži informacije o tome koje amino-kiseline treba povezati u kakvom redu da bi se proizveo određeni protein. Te informacije bivaju iskopirane na mRNK, koja onda ide do ribozoma, koji onda povezuju jednu po jednu amino-kiselinu u lanac, dok na kraju ne nastane čitav protein. Amino-kiseline, međutim, ne idu same od sebe do ribozoma: tamo ih nose, jednu po jednu, posebni molekuli transportne RNK (tRNK).

Konačno, tu su razni oblici malih RNK molekula koji kontrolišu koji geni će biti kopirani sa DNK, menjaju druge RNK molekule, i ponekad učestvuju u reakcijama zajedno sa proteinima. RNK, otud, obavlja veliki broj funkcija u ćeliji – još jedna činjenica koja će biti veoma važna za abiogenezu.

Vratimo se sada našem osnovnom pitanju: kako je ovakav sistem mogao nastati spontano, dejstvom prirodnih zakona? Naučnici su ubrzo otkrili da je ovo pitanje previše kompleksno, i da je potrebno podeliti ga u dva potpitanja:
- kako su nastali osnovni molekuli koji čine žive organizme danas?
- kako su se ti molekuli organizovali u prvo živo biće?

3. Sastavni Delovi

Uri i Miler su još 1953. godine izveli svoj čuveni eksperiment kojim su pokazali da amino-kiseline mogu nastati kroz spontane hemijske reakcije u atmosferi za koju se tada smatralo da je postojala na ranoj zemlji. Praktično svi kreacionistički tekstovi o nastanku života pominju ovaj eksperiment, i ukazuju na probleme sa njime: atmosfera verovatno nije bila onakva kao što su Uri i Miler mislili, u njihovim eksperimentima ne nastaju sve amino-kiseline koje se nalaze u današnjim živim organizmima, itd.

To je sve tačno. Ali Miler-Uri eksperiment je izveden pre više od pedeset godina, i jedini značaj njihovih rezultata je to što su prvi pokazali da je takva “slučajna sinteza” moguća. Od njihovog eksperimenta do danas, naučnici su našli da razne amino-kiseline (preko sedamdeset različitih vrsta, daleko više nego dvadeset amino-kiselina koje se pojavljuju u modernim organizmima) nastaju raznim mehanizmima, na najrazličitijim mestima. Pokazano je da uslovi slični onima u blizini podvodnih vulkanskih izvora, na primer, generišu ne samo masivne količine amino-kiselina, već i osnovnih masti. Još značajnije, iz razloga koje ćemo obraditi malo niže, nađeno je preko dvadeset načina pomoću kojih mogu spontano nastati značajne količine purinskih i pirimidinskih baza, osnovnih sastojaka u sklopu RNK i DNK.

Možda najzanimljiviji nalazi su oni koji pokazuju nastanak osnovnih blokova života u svemiru. Mnogi kreacionisti misinterpretiraju (namerno ili iz neznanja) ove nalaze, i pitaju “ako je život došao na zemlju iz svemira, kako je onda nastao u svemiru?”. Mada su se neki poigravali ovom idejom sredinom šezdesetih godina prošlog veka, nijedan ozbiljan naučnik ne tvrdi da je život došao iz svemira. Ono što jeste došlo iz svemira su pojedinačne amino-kiseline, nukleinske baze, i drugi molekuli koji čine današnja živa bića.

Kako ovo znamo? Ostaci više različitih meteorita sadrže značajne količine amino-kiselina i drugih organskih supstanci (najznačajniji od ovih je Murčison meteor, nađen u Australiji, u kome je nađena mešavina više desetina različitih amino-kiselina). Astronomi su ustanovili da komete sadrže velike količine istih ovih supstanci, i da su organski molekuli sveprisutni na mnogim neočekivanim mestima u svemiru. Veoma kompleksni policiklični organski molekuli su čak nađeni u ogromnim količinama kako plutaju kroz svemir u okviru nebula! Otud, mi znamo da je velika količina takvih materijala došla na zemlju u ranom periodu njenog razvitka. Ono što ne znamo je da li su ti materijali bili važni za nastanak života na zemlji, ili je život nastao nekim drugim putem... Za sada, svemir kao izvor materijala je samo jedna od mogućih hipoteza.

U svakom slučaju, danas više nije pitanje da li osnovne supstance koje čine život mogu nastati nezavisno, same od sebe – znamo da mogu, i stotine eksperimenata izvršene u zadnjih pedeset godina to potvrđuju. Pitanje je kako su se one povezale u prvu živu ćeliju?

4. Moderna teorija abiogeneze: RNA svet

U potrazi za izvorom života, naučnici su veoma brzo ustanovili da dve neizostavne osobine današnjih ćelija ne predstavljaju ozbiljnu prepreku abiogenezi. Prva od ovih je ćelijska membrana. Naime, membrane većine modernih ćelija se sastoje od masnih kiselina, dugačkih molekula čija jedna strana privlači molekule vode, dok ih druga strana odbija. Ovakve masne kiseline, ubačene u vodu, same od sebe formiraju takozvane lipozome, dvostruke zidove identične membranama modernih ćelija.

Takođe, otkriveno je da neki od najprimitivnijih oblika jednoćelijskih organizama, takozvane arheje, imaju ćelijske membrane napravljene od kompleksnih šećera, a da virusi koriste kapsule sastavljene u potpunosti od proteina. Otud, prvi oblici života su mogli da koriste više različitih materijala za proizvodnju prvog ćelijskog zida, i takav zid bi se formirao sam od sebe.

Druga stvar koja ne predstavlja problem će mnogima koji su čitali kreacionističku literaturu doći kao veliko iznenađenje: radi se o samoj DNK. Kao što smo već videli ranije u ovom tekstu, informacije sadržane u DNK prvo moraju da se iskopiraju u RNK da bi mogle da se koriste. Takođe, ako pogledamo hemijsku strukturu DNK i RNK, možemo da zapazimo da su one praktično identične. Razlike (označene plavom bojom na slici) su minimalne: jedan jedini atom kiseonika je uklonjen, i to ne sa baza koje sadrže informacije, već sa šećera riboze, koji služi samo da drži baze povezane u nizu. Jedna od DNK baza, timin, je u RNK zamenjena veoma sličnom bazom uracilom (razlika je opet minimalna, čini je samo jedna dodata metil grupa). Takođe, mnogi veoma kompleksni virusi nose sve svoje informacije isključivo u RNK obliku, što pokazuje da ne postoji razlog zašto organizam ne bi mogao da živi i da se razmnožava bez korišćenja DNK.

čemu DNK onda uopšte služi, zašto postoji? Razlog je stabilnost. DNK je mnogo stabilnija od RNK, što omogućava organizmima da budu veći i kompleksniji. Organizam koji svoje informacije čuva na RNK može da preživi i da se razmnožava, ali ima granicu koju ne može da pređe: ako njegovi geni postanu preveliki, i ako evoluira previše novih gena, statistička verovatnoća da će se njegova RNK raspasti na nekom važnom mestu postaje prevelika.

Prvobitni organizmi su, po pretpostavci, bili primitivni. Prema gornjem, možemo da pretpostavimo da bi oni svoje gene držali na RNK nizovima, i da je DNK nastala tek kasnije – evolutivni korak koji je omogućio nastanak prvih kompleksnih organizama, i koji je druge organizme zasnovane na RNK brzo potisnuo van slike.

Ostaju nam, dakle, proteini i RNK – odake su oni došli. Ovo je dugo vremena bila najveća misterija abiogeneze.

Proteini su centar današnjeg života. Njihova glavna funkcija je kataliza, ubrzavanje hemijskih reakcija koje bi inače bile previše spore da omoguće upotrebu energije u procesima neophodnim da bi život opstao. Ribozomi, koji proizvode proteine, su kompleksne strukture koje se i same sastoje od nekoliko proteina, okupljenih oko dugačkog lanca rRNK. Krajnje je neverovatno da bi takva struktura mogla nastati sama od sebe. A ako nije, kako onda objasniti paradoks – ako su proteini potrebni za proizvodnju proteina, kako je nastao prvi protein?

Odgovor na ovo pitanje je počeo da se javlja tek početkom osamdesetih godina prošlog veka, kada su otkrivene dve krajnje iznenađujuće stvari. Prvo je otkriveno da u ribozomima, katalizu reakcije koja od pojedinačnih amino-kiselina proizvodi protein ne vrše drugi proteini, već molekuli rRNK i tRNK. Proteini služe samo da stabilizuju i optimizuju proces!

Istovremeno, usledila je čitava bujica otkrića novih katalitičkih RNK molekula, sa specifičnim funkcijama katalize identičnim onima koje obavljaju proteini. Otkriveni su RNK molekuli koji povezuju amino-kiseline jedne sa drugima (primitivni ribozomi), koji seku, vezuju ili kopiraju druge RNK molekule ili delove samih sebe, koji povezuju pojedinačne amino-kiseline sa specifičnim RNK molekulima (formirajući tako primitivnu tRNK), itd.

U roku od par godina, moderna ideja abiogeneze se kristalizovala, i u zadnjih petnaest godina većina istraživanja je usmerena u ovom novom pravcu, i svaka godina donosi nove napretke. Recimo, jedno od većih pitanja je bilo kako se pojedinačni sastavni delovi RNK povezuju u lance koji mogu da vrše katalizu; sredinom devedesetih, otkriveno je da obična glina vrši potrebnu hemijsku rekaciju kojom se stvaraju takvi lanci.

Šta mi onda, na kraju, znamo o abiogenezi, šta pretpostavljamo, a šta još uvek nije jasno? Počnimo od početka, i pogledajmo jedan mogući put nastanka kojim se ovo moglo desiti...

Znamo mnogo načina na koje osnovni molekuli koji čine život mogu nastati spontano. Baze koje čine DNK i RNK, amino-kiseline, osnovni šećeri... Nismo sigurni koji od tih procesa je bio važan za život, a i dalje je moguće i da su prvi molekuli potrebni za život nastali nekim procesom za koga još uvek uopšte ne znamo.

Ne znamo kako je došlo do nastanka prvih nukleosida i nukleotida. Nukleosidi su pojedinačni delovi RNK lanca, sastavljeni od dva dela, riboze i baze. Nukleotidi su nukleosidi kojima je dodatna fosfatna grupa, što je neophodno za povezivanje u lanac.

Međutim, znamo da nukleotidi, kada se jednom stvore, mogu biti lako povezani u dugačke lance pod vrlo jednostavnim uslovima (glina je veoma česta stvar u prirodi). Ovakvi procesi bi proizveli ogroman broj RNK molekula, od kojih bi mnogi imali različite katalitičke funkcije. Radi ilustracije, ako bi ovim procesom bio stvoren samo jedan gram RNK ukupno, taj gram bi mogao da se sastoji od 3.6x10¹⁸ (3.6 milijardi milijardi!) različitih molekula prosečne dužine od 250 nukleotida.

Znamo da određena grupa takvih molekula može da sadrži sve funkcije potrebne za njen opstanak: kopiranje i umnožavanje, uništavanje nepogodnih molekula, rekombinacija postojećih u nove forme, itd. Nismo sigurni kako je ova grupa tačno izgledala, koliko bi morala da bude velika, i kako i gde bi se ona održavala.

Znamo dda amino-kiseline lako nastaju spontano u prirodi (zapravo, njih je najlakše proizvesti). Znamo da razni RNK molekuli imaju funkcije specifične prema proteinima: da povezuju pojedinačne amino-kiseline u duže lance, da ih vezuju same za sebe ili za druge molekule RNK, da ih seku na komade i koriste kao izvore energije za druge reakcije... Takođe, znamo da masne kiseline mogu spontano nastati u prirodi, i da se one takođe spontano organizuju u membrane.

Ne znamo kako su se svi ovi delovi povezali u prvu ćeliju, kako su te prve ćelije tačno izgledale, i kako su tačno funkcionisale (recimo, kako su funkcionisali prvi sistemi deljenja, koji je bio protok energije, itsl.).

5. Zaključak

Mnogo toga je još uvek nepoznanica na polju abiogeneze, i malo je verovatno da ćemo naći odgovore u neposrednoj budućnosti. Nauci je potrebno vreme da proizvede rešenje za bilo kakav problem, a ovo je jedan od najvećih problema koji danas postoje. Međutim, pažljiv čitalac ovog teksta može da primeti da je broj nepoznanica mnogo manji nego što je bio pre samo par decenija, i da su mnoga otkrića pronađena u ovoj potrazi za načinom nastanka života.
Ostaje nam da vidimo šta će biti otkriveno u sledećim godinama i decenijama.  

[nazad na vrh strane]

• Šta evolucija jeste a šta nije?


• Teorija Evolucije
  • Uvod u Evoluciju
  • Evolucija Čoveka
  • Prelazni Fosili
  • Radiometrijsko Datiranje
  • Abiogeneza
  • Evolucija i Religija
  • Dodatni Tekstovi
• Kreacionizam
  • Pseudonauka
  • Starost Zemlje
  • Mit o Potopu
• Forum


• Linkovi