Čtvrtek 5. srpna 2021, svátek má Kristián
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet

Lidovky.cz

Život se mohl zrodit i v ledu

Věda

  12:54
PRAHA - Záběry sondy Cassini odhalily gejzíry tryskající z povrchu Saturnova měsíce Enceladu. Vědce přítomnost kapalné vody na periferii sluneční soustavy šokovala.

„Nikdo z nás si neuměl nic tak vzrušujícího vůbec představit,“ prohlásila v rozhovoru pro populárně vědecký časopis New Scientist Carolyn Porcová, která vede tým zpracovávající záběry kamer ze sondy Cassini.

Důvod vzrušení je jasný. Voda je základním předpokladem pro vznik života. Na Enceladu se skrývá pod desítkami metrů ledu. Na jiném „vodním světě“ - Jupiterově měsíci Europa - kryje oceán vrstva ledu o mocnosti mnoha kilometrů. Oba měsíce se rázem staly žhavými kandidáty na domov mimozemského života.

Nejsou však tyto „ledové koule“ až příliš studené? Vědci obvykle spojují vznik života s mnohem teplejším prostředím, například s prohřátými mořskými zátokami, vodou z gejzírů, nebo dokonce s podmořskými horkými prameny, v nichž se dere z mořského dna solanka ohřátá na teploty vysoko nad 100 stupňů Celsia.

Mrazivé pustiny Enceladu nebo Europy nevypadají jako místa, kde by mohl vzklíčit život. Mnozí vědci jsou zcela opačného názoru a vidí v mořském ledu ideální líheň pro základní komponenty živých buněk.

Trinksova ledová odysea
K průkopníkům teorií o ledové kolébce života patří německý vědec Hauke Trinks. Jen málokdo zná mořský led lépe než tento třiašedesátiletý fyzik. Trinks začal své výzkumy v roce 1999 tam, kde není o mořský led nouze - ve fjordech souostroví Špicberky.

Rok žil na palubě člunu, který proměnil v plovoucí laboratoř. Neodradily ho ani obtíže jako vystřižené z dobrodružných románů Jacka Londona. Nafukovací gumový člun pro krátké vyjížďky mu roztrhal na kousky lední medvěd. Když mu došly potraviny, jedl granule pro psy a lovil tuleně. Se zaníceným zubem si poradil po svém. Vytrhl si jej kombinačkami a bolest zahnal bohatýrskou porcí rumu.

O dva roky později chtěl pokračovat ve své ledové výzkumné odyseji, ale správce souostroví jej tentokrát odmítl pustit na moře samotného. Trinks se proto nalodil s bývalou knihovnicí Marií Tiécheovou, kterou poznal v jedné špicberské hospůdce. Společně trávili dlouhé měsíce polární noci výzkumem ledu a bojem o holé přežití.

Život z mrazáku

Trinks zjistil, že polární mořský led je zcela jedinečný. Když mořská voda ztuhne, promění se v mikroskopické bludiště, v němž krystaly čistého vodního ledu obaluje povlak z vysoce koncentrované solanky, bublinek oxidu uhličitého a solných krystalů. Mořský led je plný skulin, kanálků a komůrek a ty vytvářejí jedinečné podmínky pro biochemické reakce.

Podle Trinkse se právě v tomto mikroskopickém labyrintu zrodila základní molekula pozemského života - jednoduchá šroubovice ribonukleové kyseliny (RNA). Na ni spoléhaly první pozemské jednobuněčné organismy, které ještě neukládaly dědičnou informaci do kyseliny deoxyribonukleové (DNA). RNA má ve srovnání s DNA mnohem všestrannější použití. Uchovávala geny a zároveň řídila biochemické reakce, pro které buňky současných forem pozemského života využívají bílkovinné enzymy.

RNA trpí jednou velkou nectností: je nestabilní.

Při vyšších teplotách se rychle rozpadá a ani vodní prostředí jí dvakrát nesvědčí. Její vznik v horké vodě považují mnozí odborníci za krajně nepravděpodobný. Ve složitém mikroskopickém labyrintu mořského ledu jí však nic takového nehrozí. V chladu se základní stavební kameny RNA řetězí snadno a rychle. Navíc by její syntéze napomáhaly i minerální částice zachycené v ledu.

Trinks odhalil, že mnohé složité organické molekuly pronikají do nitra mořského ledu a hromadí se v jeho „komůrkách“. Mohla by přitom vznikat RNA?

Na tuto otázku odpověděl experiment, který Trinks provedl spolu s biochemikem Christofem Biebricherem z Ústavu Maxe Plancka v Götingenu. Vytvořili umělý mořský led a uložili jej do mrazicího boxu, který běžel vždy jen několik hodin a pak se na několik hodin vypnul. Led střídavě mrzl a tál, čímž vědci navodili podmínky, jaké vládnou v arktické přírodě. Zároveň přidali do „laboratorního ledovce“ i základní stavební kameny pro syntézu RNA.

Po roce a půl Biebricher podrobil led detailní analýze a byl zaskočen množstvím RNA, které našel. Bylo jí mnohonásobně více, než kolik se jí podařilo vyrobit při všech ostatních experimentech simulujících počátky pozemského života.

Z výsledků výzkumu dědičné informace současných primitivních forem pozemského života mnozí badatelé usuzují, že první organismy žily na Zemi před 3,5 miliardy let v prostředí, v němž vládnou hodně vysoké teploty. Mohlo jít o jezírka napájená horkou vodou z gejzírů nebo i o podmořská vroucí zřídla. To však vznik života na mořském ledu nevylučuje. Choulostivé molekuly RNA se mohly vytvořit v chladu a teprve později se s nimi mikroorganismy uchýlily do mnohem teplejšího prostředí. Uvnitř buněk už RNA rozklad nehrozil.

Pozemské bakterie na Titanu?
Pokud existuje na dalších tělesech Sluneční soustavy život, pak jedině v primitivní formě. Nelze dokonce vyloučit, že pochází ze Země. Naznačil to výzkum, s jehož výsledky nedávno seznámil účastníky konference o planetárních vědách v Texasu kanadský planetolog Brett Gladman z university ve Vancouveru.

Gladman modeloval podmínky, za jakých byly před 65 miliony roků vymrštěny do vesmíru pozemské horniny při srážce Země s asteroidem. Katastrofa, která vyhubila dinosaury, mohla zasít život až na Saturnův měsíc Titan. Po kolizi vznikl v oblasti dnešního Yucatanu gigantický kráter a do ovzduší se dostala obrovská masa horniny.

Část hornin, které zřejmě obsahovaly i nejrůznější mikroorganismy, se přitom dokonce vymanila ze zemské přitažlivosti. Drtivou většinu jich zachytilo silnou gravitací Slunce. Gladman však spočítal, že poměrně velké množství různě velkých úlomků zamířilo na periferii sluneční soustavy.

Tam se jim připletla do cesty tělesa schopná hostit život. Gladmana přednostně zajímal Saturnův měsíc Titan a Jupiterův měsíc Europa. Podle počítačových modelů dopadlo během pěti milionů let po srážce na Europu asi sto kusů a na Titan asi 20 kusů pozemského „kamení“. Mohly by bakterie na těchto horninách přežít nejprve peklo srážky Země s asteroidem, následně pak vesmírnou pouť a přistání v cizím světě? Mikrobiolog Wayne Nicholson z University of Florida v Gainesville ověřoval podmínky srážky experimentem.

Vystřelil do vody se sporami bakterií mramorový projektil rychlostí pět km za sekundu a jeho rozprsklou drť pak podrobil mikrobiologickým analýzám. Zjistil, že na každých 10 tisíc bakterií zahubených simulovanou kosmickou srážkou připadla jedna bakterie, která kolizi přežila.

Pouť vesmírem nepředstavuje podle mikrobiologů pro bakterie velké riziko. Mnohé jsou vůči kosmické radiaci odolné, a navíc je chránila okolní hornina jako štít. Mnohem kritičtější fázi představuje přistání na cizím tělese.

Europa přichystá pozemskému meteoritu tvrdé přistání, jaké bakterie nepřežijí. Mnohem pohostinněji je uvítá Titan. Jeho atmosféra pád meteoritu zbrzdí. „Je to jako záchranná síť,“ tvrdí Gladman.

Teplo vzniklé dopadem meteoritu roztaví led a připraví bakteriálním sporám z meteoritu regenerační lázeň. Mohli by potomci těchto bakterií přežít na Titanu v teplotách -170 stupňů Celsia až do dneška? „Tak to si už musíte vyřešit sami,“ odpověděl účastníkům konference Gladman. „Já jsem se zabýval jen otázku dopravy.“

Autor:

LETNÍ SOUTĚŽ: Sdílejte svoje tipy na výlety i ve 4. týdnu a hrajte o krásné ceny
LETNÍ SOUTĚŽ: Sdílejte svoje tipy na výlety i ve 4. týdnu a hrajte o krásné ceny

Vítejte ve 4. týdnu letní soutěže. I v tomto týdnu vkládejte svoje tipy na výlety s dětmi, hodnoťte výlety ostatním a vyhrajte jednu z 10 týdenních...

Mohlo by vás zajímat