Kde vznikl život? Dost možná, že u "černých kuřáků"

Převládající teorií vzniku pozemského života je již po mnoho let teze zahušťování chemikálií v mělčinách prastaré Země. Ve zdejší prebiotické polévce se zřejmě během milionů let nakonec zrodily samoreplikující jednobuněčné organismy. Nyní však tuto hypotézu nahlodává nová studie Düsseldorfské univerzity, podle níž žil nejstarší předchůdce dnešních organismů na dně moře – u geotermálních průduchů.

Život na dně

Možná si ještě pamatujete na Lucy, předka moderního člověka druhu Australopithecus afarensis, jehož ostatky byla objeveny v roce 1974. V Düsseldorfu se jali najít něco podobného, ale pro veškerý moderní život, nikoliv pouze člověka. Vzhledem k podobnosti s Lucy – jejíž jméno pochází z písně Beatles Lucy in the Sky with Diamonds hrající vědcům během vykopávek – pro tuto hypotetickou bytost zvolili jméno LUCA, tedy Last Universal Common Ancestor of Cells, poslední univerzální společný předchůdce buněčného života.

Zatímco Lucy mohla být přímo nalezena v zemi, LUCA by podle všech předpokladů měl být miliardy let starý. Namísto paleontologie se proto v Düsseldorfu dotázali genových inženýrů. Tým pod vedením biologa William F. Martina se zaměřil geny dvou evolučně nejvzdálenějších skupin organismů bakterií a archea. Na šest milionů genů bylo rozděleno dle jejich známé funkce a "rodokmen" jejich šíření napříč organismy – i v našem DNA jsou často neaktivní geny, které stále aktivně využívají mnohem starší organismy, a z toho lze usuzovat, které geny jsou starší a které mladší. Nakonec bylo zjištěno, že hypotetická LUCA si vystačí s 355 nejstaršími genetickými funkcemi.

Protože specifická DNA je odrazem organismu vyvinutého na určité prostředí, jejich přečtení odhalilo, kde LUCA pravděpodobně žila. Organismus byl ideálně vybaven pro podmínky s vysokými teplotami, zdrojem kovů a vodíkem, jež využíval pro stavbu svého těla. To spíše než mělčinám odpovídá hydrotermálním průduchům na mořském dně. Mezi ty patří slavní "černí kuřáci“, významnější jsou však pro Martinovu teorii alkalické průduchy, například podmořské "ztracené město". Toto pole průduchů objevené v roce 2000 na dně Atlantiku totiž oproti "černým kuřákům" vypouští minimum oxidu uhličitého a síry, a naopak přidává na metanu a vodíku. I v jejich okolí existuje autonomní ekosystém získávající z průduchů energii, ač podstatně menší než u kuřáků.

Kuřáků "přibylo"

Již po objevu "ztraceného města" v roce 2000 vznikla teorie, podle níž mohly být právě tyto hydrotermální průduchy rodištěm prvního života. Zatímco na povrchu by byl tento vystaven nepříznivé radiaci a agresivnímu přílivu a odlivu, v mořských hloubkách šlo o podmínky mnohem klidnější. Teorii nahrává skutečnost, že pravěké oceány byly zřejmě velmi kyselé vlivem přemíry oxidu uhličitého, což životu mimo průduchy přespříliš nenapomáhá. Avšak také celá řada chemických reakcí plynoucích z alkalických průduchů působí jako logický předchůdce základních buněčných funkcí včetně teplotního rozdílu u průduchu, jež nahrává spojování molekul do řetězců – jako je i DNA a RNA.

Objev LUCA je proto velmi silným argumentem pro přepisování učebnic. Namísto doposud vágně definované zárodečné polévky, do níž "snad uhodil blesk" a dal tak vzniknout životu, jsou podmínky u alkalických průduchů nejenom optimální pro vznik jednoduchého života, ale s LUCY máme i přímý důkaz vepsaný do našich genů.

Mořské dno je dnes aktivnější, než se na první pohled můře zdát – zřejmě mnohem více než pravěká souš. Na počátku léta například oceánská mapovací výprava pomocí přesnější metody sledování chemického složení indikujícího přítomnost "černých kuřáků" zjistila, že těchto průduchů je až třikrát víc, než jsme předpokládali. Dokládá to, že mořské dno dodnes nebylo detailně zmapováno. Nakonec i "ztracené město" bylo nalezeno jenom před 16 lety. Je tak možné, že skutečný důkaz o vzniku života jsme měli celou dobu takřka na dosah.

Text Ladislav Loukota

Převládající teorií vzniku pozemského života je již po mnoho let teze zahušťování chemikálií v mělčinách prastaré Země. Ve zdejší prebiotické polévce se zřejmě během milionů let nakonec zrodily samoreplikující jednobuněčné organismy. Nyní však tuto hypotézu nahlodává nová studie Düsseldorfské univerzity, podle níž žil nejstarší předchůdce dnešních organismů na dně moře - u geotermálních průduchů.

Život na dně

Možná si ještě pamatujete na Lucy, předka moderního člověka druhu Australopithecus afarensis, jehož ostatky byla objeveny v roce 1974. V Düsseldoru se jali najít něco podobného, ale pro veškerý moderní život, nikoliv pouze člověka. Vzhledem k podobnosti s Lucy - jejíž jméno pochází z písně Beatles Lucy in the Sky with Diamonds hrající vědcům během vykopávek - pro tuto hypotetickou bytost zvolili jméno LUCA, tedy Last Universal Common Ancestor of Cells, poslední univerzální společný předchůdce buněčného života.

Zatímco Lucy mohla být přímo nalezena v Zemi, LUCA by podle všech předpokladů měl být miliardy let starý. Namísto paleontologie se proto v Düsseldorfu dotázali genových inženýrů. Tým pod vedením biologa William F. Martina se zaměřil geny dvou evolučně nejvzdálenějších skupin organismů bakterií a archea. Na šest milionů genů bylo rozděleno dle jejich známé funkce a "rodokmen" jejich šíření napříč organismy - i v našem DNA jsou často neaktivní geny, které stále aktivně využívají mnohem starší organismy, a z toho lze usuzovat, které geny jsou starší a které mladší. Nakonec bylo zjištěno, že hypotetická LUCA si vystačí s 355 nejstaršími genetickými funkcemi.

Protože specifická DNA je odrazem organismu vyvinutého na určité prostředí, jejich přečtení odhalilo, kde LUCA pravděpodobně žila. Organismus byl ideálně vybaven pro podmínky s vysokými teplotami, zdrojem kovů a vodíkem, jež využíval pro stavbu svého těla. To spíše než mělčinám odpovídá hydrotermálním průduchům na mořském dně. Mezi ty patří slavní "černí kuřáci“, významnější jsou však pro Martinovu teorii alkalické průduchy, například podmořské "Ztracené město". Toto pole průduchů objevené v roce 2000 na dně Atlantiku totiž oproti černým kuřákům vypouští minimum oxidu uhličitého a síry, a naopak přidává na metanu a vodíku. I v jejich okolí existuje autonomní ekosystém získávající z průduchů energii, ač podstatně menší než u kuřáků.

Kuřáků "přibylo"

Již po objevu Ztraceného města v roce 2000 vznikla teorie, podle níž mohly být právě tyto hydrotermální průduchy rodištěm prvního života. Zatímco na povrchu by byl tento vystaven nepříznivé radiaci a agresivnímu přílivu a odlivu, v mořských hloubkách šlo o podmínky mnohem klidnější. Teorii nahrává skutečnost, že pravěké oceány byly zřejmě velmi kyselé vlivem přemíry oxidu uhličitého, což životu mimo průduchy přespříliš nenapomáhá. Avšak také celá řada chemických reakcí plynoucích z alkalických průduchů působí jako logický předchůdce základní buněčných funkcí včetně teplotního rozdílu u průduchu, jež nahrává spojování molekul do řetězců - jako je i DNA a RNA.

Objev LUCA je proto velmi silným argumentem pro přepisování učebnic. Namísto doposud vágně definované zárodečné polévky, do níž "snad uhodil blesk" a dal tak vzniknout životu, jsou podmínky u alkalických průduchů nejenom optimální pro vznik jednoduchého života, ale s LUCY máme i přímý důkaz vepsaný do našich genů.

Mořské dno je dnes aktivnější, než se na první pohled můře zdát - zřejmě mnohem více, než pravěká souš. Na počátku léta například oceánská mapovací výprava pomocí přesnější metody sledování chemického složení indikujícího přítomnost černých kuřáků zjistila, že těchto průduchů je až třikrát víc, než jsme předpokládali. Dokládá to, že mořské dno dodnes nebylo detailně zmapováno. Nakonec i Ztracené město bylo nalezeno jenom před 16 lety. Je tak možné, že skutečný důkaz o vzniku života jsme měli celou dobu takřka na dosah

Text Ladislav Loukota

Převládající teorií vzniku pozemského života je již po mnoho let teze zahušťování chemikálií v mělčinách prastaré Země. Ve zdejší prebiotické polévce se zřejmě během milionů let nakonec zrodily samoreplikující jednobuněčné organismy. Nyní však tuto hypotézu nahlodává nová studie Düsseldorfské univerzity, podle níž žil nejstarší předchůdce dnešních organismů na dně moře - u geotermálních průduchů.

Život na dně

Možná si ještě pamatujete na Lucy, předka moderního člověka druhu Australopithecus afarensis, jehož ostatky byla objeveny v roce 1974. V Düsseldoru se jali najít něco podobného, ale pro veškerý moderní život, nikoliv pouze člověka. Vzhledem k podobnosti s Lucy - jejíž jméno pochází z písně Beatles Lucy in the Sky with Diamonds hrající vědcům během vykopávek - pro tuto hypotetickou bytost zvolili jméno LUCA, tedy Last Universal Common Ancestor of Cells, poslední univerzální společný předchůdce buněčného života.

Zatímco Lucy mohla být přímo nalezena v Zemi, LUCA by podle všech předpokladů měl být miliardy let starý. Namísto paleontologie se proto v Düsseldorfu dotázali genových inženýrů. Tým pod vedením biologa William F. Martina se zaměřil geny dvou evolučně nejvzdálenějších skupin organismů bakterií a archea. Na šest milionů genů bylo rozděleno dle jejich známé funkce a "rodokmen" jejich šíření napříč organismy - i v našem DNA jsou často neaktivní geny, které stále aktivně využívají mnohem starší organismy, a z toho lze usuzovat, které geny jsou starší a které mladší. Nakonec bylo zjištěno, že hypotetická LUCA si vystačí s 355 nejstaršími genetickými funkcemi.

Protože specifická DNA je odrazem organismu vyvinutého na určité prostředí, jejich přečtení odhalilo, kde LUCA pravděpodobně žila. Organismus byl ideálně vybaven pro podmínky s vysokými teplotami, zdrojem kovů a vodíkem, jež využíval pro stavbu svého těla. To spíše než mělčinám odpovídá hydrotermálním průduchům na mořském dně. Mezi ty patří slavní "černí kuřáci“, významnější jsou však pro Martinovu teorii alkalické průduchy, například podmořské "Ztracené město". Toto pole průduchů objevené v roce 2000 na dně Atlantiku totiž oproti černým kuřákům vypouští minimum oxidu uhličitého a síry, a naopak přidává na metanu a vodíku. I v jejich okolí existuje autonomní ekosystém získávající z průduchů energii, ač podstatně menší než u kuřáků.

Kuřáků "přibylo"

Již po objevu Ztraceného města v roce 2000 vznikla teorie, podle níž mohly být právě tyto hydrotermální průduchy rodištěm prvního života. Zatímco na povrchu by byl tento vystaven nepříznivé radiaci a agresivnímu přílivu a odlivu, v mořských hloubkách šlo o podmínky mnohem klidnější. Teorii nahrává skutečnost, že pravěké oceány byly zřejmě velmi kyselé vlivem přemíry oxidu uhličitého, což životu mimo průduchy přespříliš nenapomáhá. Avšak také celá řada chemických reakcí plynoucích z alkalických průduchů působí jako logický předchůdce základní buněčných funkcí včetně teplotního rozdílu u průduchu, jež nahrává spojování molekul do řetězců - jako je i DNA a RNA.

Objev LUCA je proto velmi silným argumentem pro přepisování učebnic. Namísto doposud vágně definované zárodečné polévky, do níž "snad uhodil blesk" a dal tak vzniknout životu, jsou podmínky u alkalických průduchů nejenom optimální pro vznik jednoduchého života, ale s LUCY máme i přímý důkaz vepsaný do našich genů.

Mořské dno je dnes aktivnější, než se na první pohled můře zdát - zřejmě mnohem více, než pravěká souš. Na počátku léta například oceánská mapovací výprava pomocí přesnější metody sledování chemického složení indikujícího přítomnost černých kuřáků zjistila, že těchto průduchů je až třikrát víc, než jsme předpokládali. Dokládá to, že mořské dno dodnes nebylo detailně zmapováno. Nakonec i Ztracené město bylo nalezeno jenom před 16 lety. Je tak možné, že skutečný důkaz o vzniku života jsme měli celou dobu takřka na dosah

Text Ladislav Loukota