Кредитна слика: Воодс Холе Оцеанограпхиц
Много ствари је морало ићи добро како би живот настао. Ако се вратите натраг, све започиње свемиром Великог праска који рађа простор и време. У том раном свемиру одзвањало је око, успоравало је живост, примордијални елементи су се стапали и кондензовали у прву генерацију масивних узгајивачких звезда. Након загревања појму (гравитационом компресијом), примордијална материја је почела да се стапа у звјездане језгре, а мањи облик свјетлости одмакао је према ван да би угријао и освијетлио млад и потенцијално растући Универзум.
Све више времена и простора видели су да се многе од тих раних плавих звезда слијевају (пошто живе врло кратко). Накнадне експлозије увукле су у свемир велике количине тежих - непримарних - атома. Из ове богате космичке задужбине формирале су се нове звезде - многе са планетарним пратиоцима. Будући да су сунце друге и треће генерације мање масовно од својих потомника, они сагоревају спорије, хладније и много, много дуже - нешто што је битно за врсту доброћудних конзистентних нивоа енергије потребних за омогућавање органског живота.
Иако су се звијезде узгајивача формирале у року од неколико стотина милиона година Великог праска, живот овдје на Земљи одузео је своје вријеме. Наше Сунце - звезда треће генерације скромне масе - формирало се неких девет милијарди година касније. Облици живота развили су се нешто више од милијарду година након тога. Како се то догодило, молекули су комбиновани да би формирали органска једињења која су се - под погодним условима - спојила као аминокиселине, протеини и ћелије. Током свега тога један слој сложености је додат другом и створења су постајала све перцепнија за свет око себе. На крају се - након више милијарди година - развила визија. А визија - додата субјективном осећају свести - омогућила је Универзуму да се осврне на себе.
Емпиријско истраживање основа живота показује да спој добро одабраних елемената (водоник, угљеник, кисеоник и азот) изложен нејонизујућем ултраљубичастом зрачењу формира аминокиселине. Амино киселине саме имају изванредан капацитет да се споје у протеине. А протеини имају прилично "протеанску" способност да дају облик и понашање ћелијама. Сада се сматра да је потпуно могуће да су се прве аминокиселине формирале у свемиру1 - заштићени од тврђих облика зрачења унутар огромних облака који се састоје од праисконског материјала и материјала који се налази у звезди. Из овог разлога, живот може бити свеприсутна појава која једноставно чека само на одређене повољне услове да се уведе у коријен и прерасте у најразличитије облике.
Тренутно егзобиолози верују да је течна вода од суштинског значаја за формирање и умножавање органског живота. Вода је изванредна супстанца. Као благо растварач, вода омогућава осталим молекулама да одвоје и мешају се. У међувремену је веома стабилна и прозирна за видљиву светлост - нешто корисно ако биотичари добијају енергију директно из сунчеве светлости. Коначно вода добро држи температуру, одваја вишак топлоте испаравањем и лебди када се охлади да се очврсне као лед.
Према НАСА-ином егзобиологу Андрев Похорилле-у, "вода спаја органске молекуле и омогућава организацију у структуре које су на крају постале ћелије." При томе вода делује у неуспоредивој матрици омогућавајући органским молекулима да формирају само-организујуће се структуре. Андрев наводи једно својство јединствено повезано са водом која омогућава самоорганизацију и раст: „Хидрофобни ефекат је одговоран за чињеницу да се вода и уље не мешају, сапуни и детерџенти„ заробљавају “масну прљавштину током прања у води и огроман број других појава. Генерално, хидрофобни ефекат је одговоран за сегрегацију неполарних (масних) молекула или делова молекула из воде, тако да се могу лепити заједно иако нису везани. У биологији су управо то интеракције одговорне за стварање мембранских ћелијских зидова и за преклапање протеина у функционалне структуре. "
Да би вода преузела течно стање, она мора да остане у релативно уском распону температура и притиска. Због тога је само неколико добро смештених планета - а вероватно и неколицина великих месеци, погодовани условима за живот. У многим случајевима све се своди на облик небеске некретнине - локацију, локацију, локацију ...
Рани живот на Земљи био је врло једноставан облик и понашање. Иако ћелијски, њима није недостајало централно језгро (прокариотске) и друге под-структуре (органеле). Недостаје језгро које се такве ћелије репродуцирају асексуално. Ови анаероби су постојали превасходно стварајући (анаболизујући) гас метана из водоника и угљен-диоксида. Волели су топлину - и било је доста тога за око!
Чињеница да се живот развио на Земљи не би требала бити изненађујућа као што се може помислити. Живот се данас сматра далеко робуснијим него што се некада замислило. Чак и сада хидротермални отвори дубоко у океану избацују воду која скоро кључа. У близини таквих отвора живот цвета - у облику џиновских глиста и шкољки. Дубоко под земљом налазе се анаеробне бактерије које метаболизују минерале. Такви услови су се сматрали немогућим током већег дела 20. века. Чини се да живот извире чак и у најтежим условима.
Како се живот развија у нашем свету, ћелије су развиле органеле - неке укључивањем мањих, специјализованијих ћелија у своје структуре. Планета се охладила, атмосфера се разјаснила и сунчана светлост се играла на океанима. Настале су примитивне бактерије које су енергију фиксирале из сунчеве светлости као храну. Неки су остали прокариотски, док су други развили језгро (еукариотско). Те примитивне бактерије су повећале садржај кисеоника у Земљиној атмосфери. Све се то одиграло пре отприлике две милијарде година и било је од суштинске важности да се подржи квалитета и количина живота који тренутно насељава „Плава планета“.
Атмосфера се у почетку састојала од мање од 1% кисеоника - али како се нивои повећавају, животни облици који једу бактерије прилагођени су за синтезу воде из кисеоника и водоника. Ово ослобађа далеко више енергије него што је метаболизам метана способан. Контролисана синтеза воде била је велико достигнуће за живот. Размотримо експерименте у хемијским лабораторијама у средњој школи где се гаси водоника и кисеоника комбинују, загреју и експлодирају. Примитивни животни облици морали су научити да се баве овим веома испарљивим стварима на далеко сигурнији начин - стављајући фосфор у задатак претварања АДП у АТП и назад.
Касније - пре отприлике милијарду година - формирала су се најједноставнија вишећелијска бића. До тога је дошло кад су се ћелије спојиле за опште добро. Али таква бића су била једноставне колоније. Свака ћелија била је потпуно самостална и бринула се о својим потребама. Све што им је било потребно је константно излагање топлом јуху раних океана како би стекли хранљиве материје и елиминирали отпад.
Следећи велики корак у еволуцији живота2
настале као развијени специјализовани типови ћелијског ткива. Мишић, живац, епидерма и хрскавица су унапредили развој многих сложених животних облика који сада насељавају нашу планету - од цветајуће биљке до млађег астронома! Али то прво организовано створење је можда црв (аннелид) који се пробија кроз морску шљаму пре око 700 милиона година. Недостајале су му очи и централни нервни систем који је имао само способност додиривања и укуса. Али сада је живот имао способност да се диференцира и специјализује. Само створење постало је океан ...
Са појавом добро организованих бића убрзао се животни темпо:
До 500 МИА развили су се први краљежњаци. То су вероватно била бића налик јегуљама без вида, али осетљива на хемијске - а вероватно и електричне - промене у свом окружењу.
Већ 450 МИА прве животиње (инсекти) придружиле су се биљкама укорјењивању на копну.
Око 400 МИА први краљешњаци су се испливали из мора. Ово је можда била амфибијска риба која живи на инсектима и биљном свету уз обалу.
Већ 350 МИА - појавили су се први гмазови слични игуану. Имале су снажне, тврде, чељусти у једноделној лобањи. Како су постајали већи, такви гмизавци су осветљавали лобање додавањем отвора (изван једноставних утичница). Пре него што су диносауруси доминирали земљом, крокодили, корњаче и птерасаури (летећи гмизавци) су им претходили.
Примитивни сисари сежу готово 220 милиона. Већина тих створења била су мала и глодара. Касније верзије развиле су плаценту - али су раније врсте изнутра избациле јаја. Сви сисари су, наравно, топлокрвни и због тога морају јести гласно да би одржали телесну температуру - посебно у хладним ветровитим ноћима пратећи слабе галаксије дуж реке Ериданус…
Попут сисара, топлокрвним птицама је потребно више хране него гмизавци - али попут гмизаваца - положена јаја. Није лоша идеја за створење лета! Данас небеске птице лете (попут Цигнуса Лабуда и Орао Аквилеје), јер су птице криле око 150 МИА.
Најранији примати постојали су још у време изумирања диносаура. Чврсти докази потврђују идеју да су и сами диносауруси прошли као група после астероида - или комете - погодили полуострво Јукатан у Мексичким Сједињеним Државама. Након овог катастрофалног догађаја температуре су се спустиле као "нуклеарна" зима. У таквим условима храна је била резервна, али топлокрвност је дошла на своје. Ипак, дуго није било пре него што је једна врста „гигантизма“ убрзо заменила другу - сисари су нарасли до изванредних величина и највећи су се развијали у матерници мора и данас попримају облик великих китова.
Крај „страшних гуштера“ није прво масовно изумирање живота - пре њега су претходила четири умирања. Данас, свесни потенцијала за друге такве катаклизмичне утицаје, неки светски астрономи држе на оку око земаљске комаде крхотина преосталих од формирања Сунчевог система. Најмање врсте - на пример, метеори - постављају безопасне небеске светлосне емисије. Већи метеори (болиди) повремено шире „пламен“ и прате „дим“ док се сруше на Земљу. Већа тела оставила су будне природне пустошења километрима шума - а да нису оставили ни трага сопственом „страначком паду“ иза себе. Али већи уљези имају мало такве скромности. Астероид или комета у пречнику од једног километра створио би апсолутну несрећу за становнички центар. Тијела десет пута већа од ове величине могу се појавити у масовним одмрзавањима те врсте која је означавала крај диносаурије.
Људска бића су прво усправила неких 6 миља. То се вероватно десило док се стаза разливала између прото-шимпанза и раних хоминида. Та дивергенција је уследила након периода брзог еволуције примата од десет милиона година и уклопила се у шестомилионски циклус људске еволуције. Прве камене алате људске су руке направиле пре отприлике 2 милиона година. Милион година касније пожар је упалио неки предузетни члан људске врсте. Технологија је добијала на значају врло споро - стотине хиљада година су прошле без икаквих значајнијих побољшања алата који су користила племенска друштва давне прошлости.
Савремени људи потичу пре више од 200.000 година. Неких 125 хиљада година касније догодио се догађај који је можда смањио целу људску популацију планете Земље на мање од 10 000 појединаца. Тај догађај није био ванземаљске природе - сама Земља је вероватно исцурила „ватра и снег“ током ерупције коморе магме напуњене гасом (слично ономе испод Националног парка Иелловстоне у западној Америци). Прошло је још 65.000 година, а камено доба је уступило место пољопривреди. Пре 5000 година, прве државе-државе спојиле су се у плодне долине окружене далеко мање гостољубивим климама. Цијеле цивилизације су долазиле и нестајале. Свака прође бакља културе и технологија која се полако развија до друге. Данас је прошло само неколико кратких векова од првог стакла људског стакла у облику руке и окренуло је људско око на ствари Ноћног неба.
Данас огромна огледала и свемирске сонде омогућавају нам да размотримо огромне домете универзума. Видимо космос динамичан и вероватно узбудљив уз живот обилнији него што итко може замислити. Попут светлости и материје, живот може бити темељни квалитет просторно-временског континуума. Живот може бити универзалан као гравитација - и личан попут вечери сам са телескопом испод ноћног неба ...
1 У ствари, радиофреквенцијски спектрографски отисак најмање једне аминокиселине (глицин) пронађен је у огромним облацима прашине и гаса у међузвездном медијуму (ИСМ). (Погледајте аминокиселину која се налази у дубоком свемиру).
2 Да се живот развија од мање софистицираних до софистициранијих облика је питање ван научног спора. Управо како се овај процес одвија је питање дубоке поделе у људском друштву. Астрономи - за разлику од биолога - нису дужни да се држе било које теорије о овом питању. Да ли мутација случајности и природна селекција покрећу процес или нека невиђена „рука“ да донесе такве ствари, ван је подручја астрономског истраживања. Астрономи су заинтересовани за структуре, услове и процесе у универзуму уопште. Како живот постаје све видљивији у тој расправи, астрономија - посебно егзобиологија - ће имати још пуно тога рећи о том питању. Али сама чињеница да астрономи могу дозволити природи да говори о таквим питањима као изненадно и моментално „стварање ек нихило“ у облику Великог праска, показује колико је флексибилно астрономско размишљање с обзиром на крајње порекло.
Признање: Захваљујем се егзобиологу
Андрев Похорилле из НАСА-е, који ме је просветио у погледу великог значаја хидрофобног ефекта на формирање самоорганизовајућих структура. Више информација о егзобиологији потражите на НАСА званичној веб страници Екобиологи Лифе Тхроугх Спаце анд Тиме преко које сам имао срећу да контактирам Андрева.
О аутору:
Инспириран ремек-делом из раних 1900-их: "Небо кроз телескопе три, четири и пет инча", Јефф Барбоур добио је почетак астрономије и свемирске науке у доби од седам година. Тренутно Јефф посвећује већину свог времена посматрајући небеса и одржавајући веб страницу
Астро.Геекјои.
