„Sokkal többen gondolják azt magukról, hogy értik az evolúció elméletét, mint amennyien valóban értik is azt.” Jacques Monod, biológus

Egy paleontológus professzor elmélete az élet eredetére – ősleves a meteoritkráterben

Hogyan kezdődött az élet a Föld bolygón? Az emberiség évezredes talánya. A Texas Tech Egyetem őslénykutatóinak új tanulmánya szerint az égből is hullhatott, majd indulhatott a pokol fenekéről. Sankar Chatterjee, a földtudományok professzora, a Texas Tech Egyetemi Múzeum vezetője úgy véli, meglelte a választ, a kémiai evolúció elméleteinek és a Föld jól ismert korai geológiai folyamatainak kombinációjával.

„Ez nagyobb dolog, mint bármilyen dinoszauruszt találni. Ez az, amit már régóta keres mindenki – a tudomány Szent Grálja! – állítja Chatterjee. A gyakori és nagy tömegű üstökösök és meteoritok bombázásának köszönhetően, a 4 milliárd évvel ezelőtt kialakuló Föld felszínén nagy kráterek alakultak ki, amelyek nem csak vizet tartalmaztak, és az élet alapvető kémiai építőelemeit, hanem kiváló olvasztótégelyt is alkottak a kémiai anyagok feldúsulásához és az első,kezdetleges élőlények kialakuláshoz.

Az eredményeket október 30-án, Denverben közölte, az Amerikai Geológiai társaság 125. évfordulós éves találkozóján. Ő fedezte fel egyébként, hogyan repülhettek az őslények, valamint a Shiva meteoritkrátert is ő találta meg, amelyet egy 25 km átmérőjű meteorit hozott létre India tengerpartjára lesújtva. A kutatás eredménye szerint ez az óriásmeteorit - Chicxulub nevű, Mexikó mellett becsapódó társával együtt - okozhatta a dinoszauruszok kihalását 65 millió évvel ezelőtt. Kissé irónikus, hogy Chatterjee legutóbbi kutatása szerint éppen a becsapódó meteoritok hozták létre magát az életet is. A három legrégebbi fosszília lelőhelyét tanulmányozva, úgy véli a professzor, rájött, hogyan alakultak ki az első egysejtű élőlények a melegvizes krátertavakban.

„Amikor a Föld létrejött mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt, steril bolygó volt, az élet számára teljesen alkalmatlan. Tomboló vulkánok forrongó katlana, meteoritzáporos éggel és forró, mérgező gázokkal. Egy milliárd évvel később kellemes, vizes planétává vált, nyüzsgő mikrobiális élőlényekkel tele – amelyek minden élőlény ősei voltak.”

Az élet receptje

Az élet eredetével kapcsolatban évtizedek óta folyó vita mindig arra volt kihegyezve, hogy az élő sejtek kémiai evolúciója hogy jött létre a természetes folyamatok során, a szerves molekulákból. Chatterjee szerint az élet az emelkedő komplexitás négy lépésével kezdődött: kozmikus, geológiai, kémiai és biológia fázisok követték egymást. A sziklás meteoritok és jeges üstökösök a 4,1 és 3,8 milliárd év közötti időszakban érkeztek. A lemeztektonika, a szél és a víz elrejtették ezen korai csapások jeleit és jelentőségét, ám az ősi kráterek a Mars, Vénusz, Merkúr és Holdunk felszínén jól érzékeltetik, mekkora meteoritzáporok lehettek egykoron.

„A nagyobb darabok, melyek körülbelül 350 mérföld átmérőjű becsapódási krátereket okoztak, lehettek a tökéletes olvasztótégelyek” – folytatja a tudós. Ezek ugyanis átütötték a Föld kérgét, és vulkanikus eredetű geotermikus kürtőket hoztak létre. Valamint, magukkal hozták az élet építőköveit, amelyek itt koncentrálódhattak és polimerizálódhattak a krátertavakban. A legkorábbi fosszíliák kőzeteinek (Grönland, Ausztrália, Dél-Afrika) környezetét tanulmányozva, Chatterjee arra jutott, hogy ezek a régi kráterek maradványai, ahol az élet kialakult a sötét, forró mélyben. A Föld pontosan annyira van közel van a Naphoz, hogy a becsapódott üstökösök jege felolvadt, a víz kitöltötte a krátert, és ott voltak a kémiai anyagok is benne. A geotermikus hő melegítette a vizet, folyamatos áramlásokat okozott, és egy híg őslevest hozott létre!

„A geológiai körülmények ott speciális, sötét, forró és izolált környezetet nyújtottak, az élet inkubátorait hozva létre” – összegzi a professzor. „A víz áramlása következtében a szerves molekulák elkülönülése és koncentrálódása ment végbe, olyasféle folyamat, mint ma az óceánok fenekén, ám mégis egészen más. A pokol víziójához hasonlíthatott: záptojásszagú hidrogén-szulfid, metán, nitrogén-monoxid és gőz biztosította az élet fennmaradásának energiáját.” „A kémiai fázis következett: a vizet fortyogtató hő keverte össze az anyagokat, és okozhatta az egyszerű alkotóelemek nagyobbá, komplexebbé válását.”

A fontos információ megőrzése

„Nagy valószínűséggel, a kráter fenekének pórusai és hasadékai működtek állványként az egyszerű RNS- és fehérjemolekulák kialakulásához. A népszerű elmélettel ellentétben, miszerint az RNS-ek előbb voltak, mint a fehérjék, Chatterjee úgy véli, hogy egyidőben jelentek meg, és összekapcsolódva, a fenti környezet védelmének következtében. Ez a kettős eredet elmélet sokkal kézenfekvőbb. Ugyanis az RNS-molekulák meglehetősen instabilak, ebben a forró környezetben hamar szétesnének, stabilizáló fehérjékre volt szükségük. Emellett, egyes katalizátorok, mint egyszerű fehérjék, szükségesek voltak a primitív RNS-ek replikációjához és metabolíziséhez is. Ráadásul, az aminosavakból sokkal könnyebben alakulhatnak ki RNS-alkotórészek.”

Egy kérdés marad nyitva: a szabad RNS- és fehérjetartalmú anyaghalmaz, sodródva ebben a levesben, hogyan csomagolódik be elhatároló és védelmező membránba? Chatterjee hisz David Deamer, a California Egyetem professzorának hipotézisében, amely azt feltételezi, hogy az őslevesben már megvoltak a membránhoz szükséges anyagok. Deamer zsírsav-hólyagocskákat izolált az 1969-ben, Ausztráliában lezuhant Murchison-meteoritból. „Ezek a kozmikus zsírbuborékok a sejtmembrán megfelelői lehettek, és a meteoritokkal érkeztek a Földre. Ez a lipidréteg a vízfelszínen úszott, ám az áramlásokkal eljutott a kráter fenekére is. Ott magába zárhatta az RNS- és fehérjemolekulákat, mint egy szappanbuborék. Évmilliók alatt aztán, a molekulák interakcióba léphettek, többek között kialakult az RNS-nél jóval stabilabb DNS, s a genetikai kód kifejlődésével megszületett az első sejt.

Az utolsó „mozzanat”, a biológiai fázis, a replikálódó sejtek eredetét mutatja meg: amint elkezdték tárolni, feldolgozni és átadni genetikai információjukat a leánysejtjeiknek. Végtelen sok kombinációban alakultak ki a membrános molekulacsoportok, és számtalan variációjuk bizonyára működésképtelen volt, míg a replikáció titka „fel nem derült”, és a megfelelő szelekció fel nem lépett. Ezek az önfenntartó első sejtek így alkalmasak voltak a darwini evolúcióra.” Chatterjee abban is hisz, hogy a modern RNS-vírusok és fehérjegazdag prionok melyek halálos betegségeket okoznak, feltehetően a primitív RNS- és proteinmolekulák evolúciós örökségét reprezentálják. Ezek lehetnek a legrégebbi eredetű sejtrészek, melyek az első sejtes életformák ragadozói voltak. Miután már a sejtes élet kialakult, ezek feleslegesek lettek, de máig fennmaradtak mint az élő sejtek parazitái. A probléma az élet-keletkezési elméletekkel mindig az, hogy nem javasolnak kísérleteket amelyek a sejtek kialakulásához vezetnének.

Chatterjee azonban ezt is megteszi, hogy elméletét alátámasztani avagy cáfolni lehessen: Ha a jövőbeni kísérletek membránkötött RNS-vírusokkal és prionokkal szintetikus elősejtek keletkezését eredményezik, az tükrözni fogja a kézenfekvő ösvényt a földi élet kialakulásának múzeumához!