Najnovija teorija kaže: život je nastao u pukotinama vrućih stijena
Voda puna aminokiselina cirkulirala je kroz pukotine u vrućim stijenama. I dogodilo se: aminokiseline ne samo da su se odvojile i koncentrirale, nego su se i polimerizirale.
Život je selektivna pojava. Pa ako je život, kao što rekoh, selektivna pojava (evolucija i prirodna selekcija, izbor hrane i spolnog partnera itd.) onda bi i prvi život na Zemlji morao nastati selektivnim procesom. Drugačije ne može biti, jer se ni zamisliti ne može da bi nasumičnim povezivanjem aminokiselina nastao bilo koji i bilo kakav funkcionalni protein, a kamoli da bi nasumičnim procesom nastala živa stanica. U početku su, smatraju znanstvenici, morali postojati katalitički sustavi koji su usmjeravali kemijske reakcije u željenom smjeru, prema izgradnji sve složenijih molekula, da bi na kraju nove molekule i same postale katalizatori koji na izravan ili neizravan način proizvode sami sebe. Prvi se katalizatori traže u mineralnom carstvu, ponajviše među sulfidima teških metala i mineralima gline.
I dok većina znanstvenika traži izvor života u mineralima, koji bi katalitičkim djelovanjem bili odlučni selektivni faktor za postanak života, evo nove teorije: selektivni faktor nisu bili katalitički minerali nego voda što je cirkulirala pukotinama vrućih stijena. Ili, određenije, život je stvorila razlika u temperaturi, toplinski gradijent.
Ta teorija, koju su obrazložili i, štoviše, eksperimentom potvrdili njemački znanstvenici (te objavili u časopisu Nature pod naslovom „Heat flows enrich prebiotic building blocks and enhance their reactivity“) djeluje pomalo nestvarno. Njihov uređaj za „postanak života“ sastoji se od dvije vertikalno postavljene safirne pločice razmaknute 0,17 milimetara, između kojih se stavlja otopina. Potom se jedna pločica drži na nižoj, a druga na višoj temperaturi. Nevelika razlika u temperaturi uzrokuje očekivano strujanje tekućine (toplom stranom prema gore, a hladnom prema dolje), no pri strujanju dolazi do odvajanja sastojaka otopine: jedni se koncentriraju na vrhu, a drugi na dnu reakcijske posudice.
Izraz „prebiotic building blocks“ u naslovu spomenutog rada odnosi se prije svega na aminokiseline, jer su od njih 20 izgrađeni svi proteini u svih živim bićima koja postoje na ovom planetu. Nakon 18 sati stajanja otopine aminokiselina između dvije safirne pločice ugrijane na 25 i 40 oC, znanstvenici su analizirali što se nalazi u gornjem, a što u donjem dijelu uređaja. Najjednostavnija aminokiselina, glicin (G) koncentrirala se pri vrhu reakcijske posudice, dok su se aminokiseline većih molekula – poput leucina (L), izoleucina (I) i valina (V) – koncentrirale pri njezinom dnu. Koncentracija glicina na vrhu reakcijske posudice bila je primjerice tri puta (315 %) veća od koncentracije izoleucina, iako je početna koncentracija svih aminokiselina bila jednaka. Kada se k tome uzme u obzir da su se neke aminokiseline, posebice glicin, lakše sintetizirale od drugih, nije teško zaključiti da su prvi protoproteini bile posve jednostavne molekule, najvjerojatnije poliglicini sa tu i tamo kojom monomernom jedinicom neke druge aminokiseline.
Ali to nije sve! Razlika u temperaturi, tvrde autori rečenog rada, mogla je pripomoći i polimerizaciji aminokiselina.
O tome govori pokus u kojem su dimerizirali glicin (Gly) trimetafosfornom kiselinom (TMP). Ovaj put su eksperiment proveli malo drugačije, naime sa 400 uzajamno povezanih reakcijskih posudica. Pokus je trajao punih 120 sati. I evo rezultata.
Ako su obje strane reakcijske posudice bile na jednakoj temperaturi (85 oC), koncentracija diglicina (GlyGly) na kraju eksperimenta bila je neznatna, tek oko 10 fM (10-14 mol/L), no uspostavljanjem gradijenta topline sve se promijenilo. Što je razlika temperature bila veća, nastajalo je više diglicina da bi se pri razlici temperature od 10 oC oko 10 % glicina prešlo je u diglicin. Prve molekule od kojih je ponikao život nastale su u pukotinama vrućih stijena.
Vrućih pukotina kroz koje struji voda (dakako vruća) ima danas na Zemlji mnogo, a prije četiri milijarde godina – kada je nastajao prvi život – bilo ih je još više. One se nalaze u blizini vulkana, kojih je onda bilo više nego danas, a mogle su nastati i padom većih nebeskih tijela (impaktora) – kojih također nije nedostajalo. Krateri koji su pri tome nastajali bili su puni vrućih razmrvljenih stijena kroz koje je strujala voda – sve dok se nakon desetak tisuća godina nisu ohladile.
Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 15 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i "The Cookbook of Life - New Theories on the Origin of Life".