Mitől lesz egy maroknyi kémiai anyagból élet?
A földi élet keletkezésének megfigyelésével a csillagászok megtudhatják, milyen jelekre figyeljenek, ha életre vadásznak más bolygókon.
A hozzávalók:
- Folyékony víz
- Kémiai építőkockák, mint szén, oxigén, hidrogén és nitrogén
- Energiaforrás
A naprendszer egyik szegletében virágzik az élet. Az Antarktika befagyott tavaitól az óceánfenéki forrásokig, a föld hemzseg az élettől. De ezeknek a különböző helyeknek mégis több közös tulajdonságuk is van. Mindegyik tartalmazza az élet kialakulásához szükséges összetevőket.
1) Folyékony víz
Egyszerű organizmusokat tanulmányozó biológusok mind egyetértenek abban, hogy a folyékony víz mindenképpen szükséges az élet kifejlődéséhez és túléléséhez. Élet keresése más bolygókon olyan helyek keresése ahol lehet víz folyékony formában. De ez miért olyan fontos?
- Az élet kifejlődéséhez egyszerű kémiai anyagoknak komplexebb anyagokká kell összekapcsolódniuk. A legtöbb ilyen anyag vízben feloldódik, így könnyebben összekeveredhetnek és reakcióba léphetnek.
- A folyékony víz megfelelő hőfokú a kémia reakciókhoz.
- Sok kémiai anyagnak van vízkedvelő és víztaszító része is. Ezek az erők segítik a reakciók végbemenését.
2) Kémiai építőkockák
Szén: A szén azon képessége miatt fontos, hogy hosszú láncmolekulák formálására képes. A szénláncok alkotják a szerves anyagok gerincét.
Hidrogén és oxigén: A hidrogén és az oxigén is többféleképpen kacsolódhat a szénhez. Ez a két elem alkotja a vizet, tehát ha a víz jelen van, akkor már van hidrogén és oxigén.
Nitrogén: Mint a hidrogén és az oxigén, a nitrogén is kapcsolódhat a szénhez. Szénből, hidrogénből, oxigénből és nitrogénből álló nagy molekulák nagyon stabilak.
Más elemek: Kén, foszfor, nátrium, kálium, magnézium, kalcium, mangán, vas, kobalt, réz, és cink mind szükséges az élethez, legalábbis a földi ismereteink szerint.
3)Energiaforrás
Minden kémiai reakció végbemenéséhez szükséges energia.
A földön a legprimitívebb állatok és növények a Nap ultraibolya sugárzásnak elnyeléséből szerzik az energiájukat. Ezt nevezik fotoszintézisnek.
Az emberek és a többi állat növények vagy más állatok elfogyasztásából szerzik az energiát. Tehát minden élőlény élete végsősoron a Napon múlik.
A recept:
- Vegyük a hozzávalókat és keverjük össze őket, így megkapjuk az őslevest
- Adjunk hozzá energiát
- Az összetevők reakcióba lépnek, és többfajta összetett molekulát alkotnak
- Várjuk meg amíg ezek a molekulák reprodukálják önmagukat, és megkezdődött az élet.
Ahhoz hogy megtudjuk van-e élet az Univerzumban érdemes megnézni hogyan keletkezett a Földön.
1) A hozzávalók összekeverése
Az élet kifejlődéséhez az egyszerű molekuláknak össze kell állniuk komplexebb molekulákká. Ez történhetett a korai föld óceánjaiban, az úgynevezett őslevesben
2) Energia hozzáadása
Következőnek szükségünk van energiára. Ez jöhetett a villámokból, vagy tengeralatti hőforrásokból. Energia közvetítése beindította a kémiai reakciókat. Az egyszerű molekulák összekapcsolódtak, nagyobb és bonyolultabb ’aminosavakká’ álltak össze.
Egy 1953-as klasszikus kísérletben Stanley Miller és Harold Urey elkészítette az ősleves modelljét laboratóriumban. A keveréken keresztül elektromosságot vezetett, és a benne lévő egyszerű molekulák aminosavakat alkottak.
3) Összetett molekulák kialakulása
Az aminosavak összekapcsolódtak és hosszú láncokat alkottak, ezeket nevezzük proteineknek. A proteinek elengedhetetlenek az élőlények
felépítésében. A proteinek minden részünk felépítésben részt vesznek, a bőrszíntől kezdve a neuronok kinézetéig.
4) A reprodukció
Egy másik összetett molekula, ami kialakult a DNS. A DNS-nek csodálatos tulajdonságai vannak, amik nélkülözhetetlenné teszik az élet számára – képes önmagát lemásolni. Ráadásul tárol minden olyan kódot, ami az élőlény felépítéséhez szükséges.
A legkorábbi maradványok
Több millió éven keresztül ez a molekulakeverék baktériummá fejlődött. A legkorábbi lenyomat, amit a Földön találtunk egy egyszerű baktérium, ami körülbelül 3,8 milliárd éves. Ezek az elődjei minden mai életnek a Földön.
Az élet az űrből érkezett?
Nem minden tudós ért egyet abba,n hogy az élet az őslevesben fejlődött ki. Vannak, akik úgy gondolják, hogy az élet magvai egy meteor segítségével az űrből érkeztek.
Az élet utat tör magának
Mostanáig úgy gondoltuk, hogy nem lehet élet ott, ahol teljesen el van zárva a napfénytől. Azonban a tudósok olyan organizmusokat fedeztek fel, amik mélyen élnek az óceán fenekén. Ezek az élőlények a vízben lévő kémiai anyagokból közvetlenül szertik az energiát.