Gyvybės neišvengiamumas    

Taip pat skaitykite Gyvybės atsiradimas Žemėje  
Gyvybės atsiradimo versijos  

„Pirmumą labiau reikia skirti galimam neįtikėtinumui nei tikėtinam neįmanomumui“,  
Aristotelis  

V. Vernadskis manė: „gyvybė ir gyva materija yra visuotinė apraiška kosmose“. Tuo tarpu akademikas E.M. Galimovas1) teigia: „Gyvybė labai reikli savo kilties sąlygoms. Kur Visatoje beatsirastų gyvybė, molekuliniu požiūri ji privalo būti sudaryta panašiai... Hipotetinė kitais principais sudaryta gyvybė, iš kitų cheminių elementų ir junginių nei baltyminė-nukleininė forma, neįgyvendinama. Materijos organizacijos procesas randasi gana siaurame galimybių diapazone ... kaip didėjančio paveldimo sutvarkymo reiškinys, būdingas tam tikroms cheminės anglies junginių istorijos sąlygoms... su esmine ATF molekulės2) role [tikėtinu materijos transformacijos į gyvastį trigeriu] ... Sutvarkymo vystymasis, skirtingai nuo konkurencinės kovos, nereikalauja pirmtakų sunaikinimo ar išstūmimo“.

Akademikas G.A. Zavarzinas3) įvedė ciano bakterijų bendrijų koncepciją, nurodydamas milijardinę mikrobiotų egzistavimo trukmę: „A. Humboldto paskelbta laiko ir erdvės vienybė – būtinas sąveikų pagrindas dabartyje. Taip sena išsaugojimas yra nauja sąlyga. Todėl visos gyvų būtybių sistemos išsaugojimas (senų net labiau nei naujų) – būtina sąlyga, o ne neįvykusios evoliucijos spraga. Funkcionaliai užsideda antsluoksnis, o ne antraeilis pakeitimas; t.y. evoliucija vyksta adityviai“.

Buvo surasto termofilinės vandenilinės bakterijos Carboxydothermus hydrogenoformans ir apibrėžta „hidrogenotropija kaip pradinių producentų pradinis metabolizmo tipas ... kai biota ekosistemoje gali egzistuoti protakoje ir trofinės grandinės uždarymas į ciklą nėra būtinas. H2 oksidavimasis nesudaro toksiškų produktų“.

Ir tada kyla klausimas: ar evoliucija sudaro biologijos prasmę? Tai persimina su įspėjančia E. Galimovo teze: „Proto kosmose nestebėjimas tikriausiai susijęs su trumpa civilizacijos istorinio egzistavimo trukme. Pasirodydama įvairiuose Visatos taškuose kaip milijardus metų trukusios evoliucijos pasekmė, aukščiausios fazės protinga gyvybė gyvuoja, galbūt, tik tūkstantmečius. Neaprėpiamoje erdvėje ji plyksteli ir gęsta tarsi kibirkštys, tad vienalaikis net kelių kibirkščių buvimas apžvelgiamoje Visatoje mažai tikėtinas“.

Ankstesni tyrinėjimai ir iki-kambrinių4) pirmykščių pikoprokariotų5) Menneria roblotae atradimas leidžia nustatyti gyvybės atsiradimo sąlygas kaip dėsningų fizikinių-cheminių procesų susidarant geografiniam apvalkalui ir vandens telkiniams pasekmė – tame tarpe ir kitose žvaigždžių sistemose. Argumentais panaudota specifinės chondritinės planetų plutos susidarymas, vandens telkinių buvimas ir hidroterminės pikoprokariotų ekosistemos susidarymas. Biologinė meteofosilijų chondrituose prigimtis liudija apie Fajetono planetos, virtusios asteroidų juosta, egzistavimo realumą.

M.-M. Roblo, tirdama Normandijos brioverio (vėlyvojo iki-kambro, 0,55 Ga) organines medžiagas, kartu atrado daugybę biologinės prigimties lęšio formos mikrostruktūrų ir jas priskyrė Hymenophacoides akritarchams6). Netrukus panašios mikrofosilijos aptiktos kambro, venso ir rifėjo nuosėdose Tian-šanio ir kt. vietose. Kadangi nebuvo įžvelgiama giminiškumo su augalų sporomis, kaip manė Roblo, jos buvo pavadintos Menneria roblotae (1971 m. Lopuchino V. Menero ir M. Roblo garbei), mat Lopuchinas M.-M. Roblo darbą gavo tik po savo publikacijos, tad Hymenophacoides pavadinimas neprigijo. 7-9 dešimtm. pasaulyje joms buvo skirta per 30 publikacijų. Kaip ir šiuolaikinės ciano bakterijos, Menneria buvo pikoprokariotų (0,2-2,0 nm) be gaubiančio apvalkalo sankaupos bendroje gličioje aplinkoje. Jos išliko kaip savitos būdingo grūdėto pavidalo anglingos matricos. Kolonijų apimtis – 10-700 mkm. Archėjų7) pikoprokariotų iš PAR struktūrą elektroniniu mikroskopu nustatė prof. H. Pflugas8).

Menneria grūdėtumas nepaprastai panašus į jų reliktus, Microcystis aeruginosa. Iš čia seka 4-milijardinė jų trukmė ir įgimtumas: „kartu su detalių įvairove ciano bakterijų bendrijos išsaugo savo architektūrą ir sudėtį viso geologinio metraščio tėkmėje ... parodydamos funkcionalų įvairovę“ (G. Zavarzinas). Anot M.G. Šidlovskio9) , iki-kambro periodu ciano bakterijos sukūrė „1,2x1022 g eilės keorgeninės [atkurtos] anglies – labiausiai Žemėje paplitusios organikos“.

Patikimai žinoma, kad planetų akreciją sekė jų sutankėjimas ir tolimesnis radiologinis įšilimas iki 1000C. Sąveikoje su kosmosu vykstant smūginei skraidančių medžiagų degazacijai (įskaitant H2O) išsilydė specifinė chondritinė pluta. Vandens garų kondensacija ant kosminių dulkių neišvengiamai sukeldavo karštus, o vėliau ir ledo kritulius, kas sukėlė planetoje protohidrosferos su ledo danga susidarymą. Atvėsus žemiau 100oC, chondritinė pluta drėko ir prisisotino cheminių element (C, O, H, N, S ir P). Taip planetų plutoje vykstant šiluminei emisijai iš gelmių ir skraidančių medžiagų degazacijai susidarė iki-biologinė hidroterminė angliavandenių junginių substancija. Tolimesnis vystymasis ir paveldima tvarka vedė prie katalitinių lipidinių plokštelių susidarymo ir jų absorbcijos ant miriadų chondritinės plutos mikroerdvių sienelių – nulemiant perėjimą prie gyvybės (tikėtina, Carboxydothermus hydrogenoformans). Mikroturbulencija plutoje skatino prokariotų įvairovės susidarymą.

M. Rutenas mano, kad pradžioje gyvybė egzistavo greta iki-gyvybės formų. A.I. Oparinas kadaise irgi samprotavo apie probiontus.

Tad specifinėje chondritinėje naujai susidariusių planetų plutoje susidarė hidroterminė ekosistema, kurią nuo kosmoso poveikių saugojo gėlo vandens sluoksnis dengiamas ledo. Planetų apledėjimo galimybę patvirtina „Messenger“, Merkurijaus polyje aptikęs ledo. Anot NASA, ledo danga dengia Jupiterio palydovą Europą (tai vienas kandidatų gyvybės paieškai, žr. >>>>>).

Ekstremalios jaunų planetų sąlygos stiprino ciano bakterijų gyvybingumą. E. Galimovas aptaria savotišką paradoksą: „Gyvybė, kartą atsiradusi ir praėjusi genetinio kodo stadiją, įgauna neįtikėtiną sugebėjimą adaptacijai ir gali išlikti sąlygose, kurioms esant negalėtų atsirasti“.

Versija apie hidroterminės ekosistemos susidarymą pirmaisiais 100-150 mln. planetos metais taip pat kyla iš 20 a. kosmogonijos teorijų bei Fajetono planetos, iš kurios per katastrofą, įvykusią ties 4,0 Ga riba [Ga – 109 m.], susidarė meteoritai ir asteroidai, egzistavimo. Susidarę meteoritai ėmė bombarduoti Žemę, Mėnulį ir Marsą. Izotopinė meteoritų analizė rodo jų kristalizacijos laiką – maždaug prieš 4,56-4,50 Ga. Taigi, Žemės tipo planetose chondritinės plutos lydymasis truko apie 60 mln. Susidariusi ekosistema egzistavo apie 400 mln. m., ką liudija anglingų Orgeilo ir Murčisono, o taip pat Saratovo achondrito bioformos. Lengvojo 12C izotopo nebuvimą gali paaiškinti ledinės dangos Fajetone buvimas – saugant nuo Saulės spindulių ir trukdant fotosintezei.

Bioformos meteorituose galėjo atsidurti tik atsiradusios savo gimtojoje planetoje, išlikdamos jos nuolaužose, kas liudija Fajetono realumo naudai. Tad gyvybė Saulės sistemoje atsirado maždaug prieš 4,4 Ga, tad ir Žemėje chadėjo eros pradžioje (prieš 4,56-3,85 Ga). Per 400 mln. m. biocenozė Fajetone pateikiama per 20 morfologiškai skirtingų biomorfų, tarp jų ir Phaetonia saratovi Lapuchin. Fajetono meteoformų panašumas į iki-kambrines mikrofosilijas rodo esant bendrą biologinę prigimtį ir atstato geologinių duomenų apie chadėjo erą trūkumą, kai dėl atsitiktinumo mikrobiologinę evoliuciją sutrikdė meteoritų bombardavimai. Papildydami šiltnamio efektą ir geologines perturbacijas, meteoritų smūgiai pagreitino ledo dangos tirpimą ir apnuogino sritis, skatinant trapios chondritinės plutos eroziją ir kartu gėlo vandenyno susidarymą. Taip ekosistemos biocenozė „suėjo į vandenyną“. Pasikeitusioje terpėje ciano bakterijos prisitaikė prie insoliacijos ir, be įprastinio bentosinio, įsisavino planktoninį gyvenimo būdą, fotosintezę ir anglies izotopų frakcionavimą. Archeozojuje nuo 3,5 Ga mikrobiologinė ekspansija apėmė visą planetą, kas rodo pasaulinio vandenyno susidarymą.

Pirmosios žemėje nuosėdinės uolienos (3,8-3,85 Ga) - Akilėjaus svita ir Isua kvarcitai - iki mūsų dienų išliko tik Grenlandijoje. Jose rastos Isuasphaera isua Pflug ir Isuasphaera minima Lopuchin mikrofosilijos. Jų išvaizda rodo jau nusistovėjusių pirmapradžių pikoprokariotų evoliuciją chondritinėje Žemės plutoje. Išlikusi chadėjo mikrobiota persikėlė į Isua nuosėdines sankaupas. Tą prielaidą sustiprina H. Pfliuto atrastos nanofosilijos, tapatintos su Murčisono chondrito vezikulais. Ir Isua uolienos pasižymi rekordiniu pagal senumą 13C /12C izotopiniu parašu, kurią galėjo užtikrinti tik ciano bakterijų buvimas. O Ganflinto10) (2,9 Ga) bioįvairovės, panašios į Fajetono planetos, pasiekimui prireikė 1,5 mlrd. m. Tad jei nebūtų įvykusi Fajetono katastrofa, evoliucija, greičiausia, nebūtų viršijusi 1 mlrd. m., o žemiečiai galėjo turėti kaimynus kitoje planetoje.

Tad gyvybė neišvengiamas „naujų žvaigždžių“ palydovas, o jos evoliucija neišvengiamai atvestų prie protingų būtybių. Tik štai toji evoliucija nenuspėjama ir priklauso nuo planetos atstumo iki jos žvaigždės, nuo masės, dujų apvalkalo, branduolio radiacinių resursų ir daugelio kitų veiksnių. Taigi gali būti, kad ne visada gyvybė pasiekia proto lygmenį.

Vis tik tai nepaaiškina, kodėl kosmose nematome protingų civilizacijų veiklos požymių.

A.S. Lopuchinas,      
2015, RAH vestnik, t.85, n.10      


Pastabos

1) Erikas Galimovas (g. 1936 m.) – rusų geochemikas, akademikas (nuo 1994 m.), V.I. Vernadskio vardo geochemijos ir analitinės chemijos inst- to direktorius (1993-2015). Buvo MA meteoritų komiteto pirmininku; tarptautinės geochemijos ir kosmochemijos asiciacijos pirmininku (2000-2004) ir kt.
Pagrindiniai darbai iš organinės medžiagos izotopinių-geocheminių tyrimų srities, o taip pat nuosėdų baseinų matematinio modeliavimo, deimantų kilmės, Žemės ir Mėnulio kilmės ir cheminės evoliucijos. Buvo pavyzdžių iš Foboso atgabenimo iniciatoriumi. Taro kitų, parengė ir monografiją: „Užmačios ir apsiskaičiavimai. Paskutinių č0 m. kosminiai tyrimai Rusijoje. 20 m. bevaisių pastangų“ (2010).

2) Adenozino 5' trifosfatas (ATF, C10H16N5O13P3) - vienas svarbiausių ląstelės makroenerginių junginių. ATF daugiausiai susidaro elektronų pernašos metu. Esama mokslinės hipotezės, jog ATP yra iki vieno nukleotido redukuota kažkokio senovinio ribozimo liekana, menanti laikus, kai baltymų išvis nebuvo, o pirmykštei gyvybės formai reikalingas reakcijas katalizuodavo tiesiogiai RNR.

3) Georgijus Zavarzinas (1933-2011) – rusų mikrobiologas, akademikas (nuo 1997 m.), MA Mikrobiologijos inst-to direktoriaus pavaduotojas (1960-90), Mikrobų bendrijų skyriaus vedėjas (nuo 1991 m.). Bakterijų ir įvairovės ir jų geofizinio vaidmens ekspertas. 2007 m., kartu su kitais, kritikavo 10-ties akademikų laišką Putinui pasisakantį prieš šalies klerikalizaciją.
2003 m. straipsnyje „Noosferos antipodas“ pasiūlė kakosferos sąvoką (žmogaus veiklos tiek pakeista terpė, kad joje pažeisti gamtiniai sąryšiai ir apribota galimybė atsikurti). Ypatingą svarbą turi ciano- bakterijų bendruomenių tyrimai. Jo vardu yra pavadintos bakterijos Zavarzinia (1994) ir Zavarzinella (2006).

4) Kambras - geologinis Žemės vystymosi periodas, paleozojaus pradžia (apie 542 mln. - 488,3 mln. m.). Šio laikotarpio uolienos ima pasižymėti fosilijų gausa (vadinamasis „kambro sprogimas“).
Pavadinimas kilo iš lotyniško šiaurės Velso Cambria pavadinimo; ten uolienas 1830 m. tyrinėjo A. Sedvikas.
Lietuvos teritorijoje kambro amžiaus nuosėdinės uolienos slūgso ant proterozojaus uolienų, o kai kur tiesiog ant kristalinio pamato: gylis nuo 300 m rytinėje Lietuvos dalyje iki 2200 m – vakarinėje dalyje. Lietuvoje kambro uolienos pirmą kartą buvo pragręžtos 1948 m. Vilniuje.

5) Prokariotai - vienaląsčiai organizmai neturintys membranos gaubiamo branduolio (karyon), mitochondrijų ar kitų membranos gaubiamų organelių. Prokariotai skaidomi į du plačius domenus: archėjus ir bakterijas (tarp jų ir cianobakterijos – žaliai melsvi dumbliai). Jų maitinimosi būdas asmotrofinis ir autotrofinis (fotosintezė ir chemisintezė).

6) Akritarchai (gr. akritos - miglotas, neaiškus) – vienaląstės (arba panašios) mikrofosilijos, iš laikotarpio nuo 1400-3200 mln. (proterozojaus) iki šių dienų. Jų įvairovė atskleidžia pagrindinius ekologinius įvykius, tokius kaip „kambro sprogimo“ priešistorė.

7) Archėjos - mikroorganizmų, neturinčių branduolio ir kitokių membranų dengiamų organelių, dažnai sutinkamų ekstremaliose sąlygose, grupė. Skirtingai nei bakterijos, archėjos gali gaminti metaną, nevykdo fotosintezės chlorofilo pagrindu, ląstelės sienelėje nebūna peptidoglikano ir jos turi ne vieną, o kelias RNR polimerazes. Toliau archėjos skirstomos į 5 tipus.

8) Hansas Pfliugas (Hans D. Pflug, g. 1935 m.) – vokiečių chemikas, rašytojas (John D. Wolfringer pseudonimu). Frankfurte įkūrė Filosofinį saloną. Pasižymėjo elektrinių chemijos modernizavimu. Rašyti pradėjo 20 a. paskutinį dešimtmetį.

9) Manfredas Šidlovskis (Manfred Schidlowski, 1933-2012) – vokiečių geochemikas. Dirbo M. Planko chemijos inst-te. Jo tyrinėjimai susiję su ankstyvosios Žemės biogeochemija. Jis atrado, kad biocheminiai procesai (pvz., fotosintezė) keičia anglies izotopų skilimo spartą (šis principas pavadintas jo vardu).

10) Ganflinto (Gunflint) geležies formacija yra geležingas uolų masyvas Kanados vakarų Ontario rajone. Jose rasta mikroskopinių fosilijų, primemančių melsvai žalius dumblius. Tyrimai leidžia spėti, kad kai kurios jų yra vieni ankstyviausių fotosintezę turėję mikroorganizmai. 1953 m. S.A. Tyler’is pirmąkart pastebėjo raudonus stromatolitus rutuliukų, klazdelių ir pan. pavidalu. 1965 m. jis kartu su E. Barghoom’u juos pavadino „Ganflinto flora“.
Prieš 1,9 mln. m. Ganflinto formacijoje atsiranda žvaigždės formos dariniai, visiški identiški sudaromiems bakterijai Metallogeniwn. Kai nėra deguonies, tad šios bakterijos sudaromi metaliniai kristalai būdingų „voriukų“ pavidalu atsiranda tik stipriai rūgščioje terpėje.

Literatūros sąrašas:
Literatūra
Literatūra

Milžinai Žemėje
Gyvybės paieškos
Kadaise nebuvome vieni
Prasiplečia gyvybės ribos
Išnykęs dinozaurų pasaulis
Nežemiška gyvybė – Antarktidoje
Gyvybės atsiradimas Žemėje
Prieštaringi ankstyvieji žmonės
Lynn Margulis ir Gajos koncepcija
Kuo skiriasi žmogus ir gyvūnas?
Sibiras ir pirmieji amerikiečiai
Kitokia žmogaus tvėrimo interpretacija
Th. Huxley – išgarsėjęs anglų savamokslis
Žvaigždžių sporos, Žvaigždžių vaikai
Alternatyvios žmogaus kilties teorijos
Panspermia: kosmoso užkratas
Naujausias kreacionizmo veidas
Ar kažkur Visatoje yra gyvybė?
4-ojo etapo evoliucija
Senasis mano kūnas
Jie tebegyvena!?
Didžioji pėda
Mąstymo aušra
Vartiklis