Kako je nastao život?

NAŠA je Zemlja prepuna života. Od snijegom prekrivenog Arktika do amazonske kišne šume, od pustinjske Sahare do močvare Evergladesa, od mračnog dna oceana pa do svijetlih planinskih vrhunaca — sve vrvi životom. I sav potencijal kojim život toliko obiluje u nama izaziva divljenje.

Pojavljuje se u vrstama, dimenzijama i količinama koje nadilaze maštu. Milijun vrsta kukaca zuji i migolji našom planetom. U vodama oko nas pliva preko 20 000 vrsta riba — neke su veličine zrna riže, dok su druge duge poput kamiona. Najmanje 350 000 vrsta biljaka — nekih čudnovatih, no većinom prekrasnih — uljepšava tlo. A povrh nas leti više od 9 000 vrsta ptica. Ta stvorenja, a među njima i čovjek, tvore panoramu i simfoniju koju mi nazivamo životom.

No ono što zapanjuje još i više od divne raznolikosti koja nas okružuje jest izrazita jedinstvenost koja sve to povezuje. Biokemičari, koji ispitujući zadiru pod kožu zemaljskih stvorenja, kažu da sve žive tvari — neovisno o tome jesu li to amebe ili pak ljudi — ovise o začuđujućem međudjelovanju: timskom radu između nukleinskih kiselina (DNA i RNA) i molekula proteina. Zamršeni procesi u koje su te komponente uključene odvijaju se praktički u svim stanicama našeg tijela, i to na isti način kao i u stanicama kolibrićâ, lavova i kitova. Ovakvim uniformnim međudjelovanjem kreira se prekrasan mozaik života. Kako je došlo do takve orkestracije života? Ustvari, kako je nastao život?

Vjerojatno se slažeš s time da svojevremeno na Zemlji nije postojao život. S time se slažu i znanstvena mišljenja, kao i mnoge vjerske knjige. Pa ipak, vjerojatno uviđaš da se ta dva izvora — znanost i religija — razilaze u svojim objašnjenjima o tome kako je započeo život na Zemlji.

Milijuni ljudi iz svih obrazovnih slojeva vjeruju da je inteligentni Stvoritelj, originalni Konstruktor, proizveo život na Zemlji. Nasuprot tome, mnogi znanstvenici kažu da se život pojavio iz nežive tvari slijedom kemijskih faza, pukim slučajem. Što je istina, jedno ili drugo?

Ne trebamo misliti kako je ovo pitanje prilično nevažno za nas i naše pronalaženje smislenog života. Kao što je već rečeno, jedno od najosnovnijih pitanja za čijim odgovorima ljudi tragaju glasi: Odakle mi kao živa ljudska bića potječemo?

U većini znanstvenih nastavnih programa pažnja se usredotočuje na prilagodbu i preživljavanje životnih oblika umjesto na daleko važnije pitanje samog porijekla života. Možda si zapazio da se u pokušajima da se objasni kako je nastao život ta objašnjenja obično iznose u poopćenom obliku, kao što je: ‘Tijekom milijuna godina sudaranjem molekula na neki je način nastao život.’ No, je li to doista zadovoljavajuće objašnjenje? To bi značilo da se uz prisutnost Sunčeve energije, munja ili vulkana neka beživotna tvar pokrenula, razvila organsku strukturu i na koncu počela živjeti — i sve to bez ičije kontrole i pomoći. Kakav bi samo divovski skok to predstavljalo! Iz nežive u živu tvar! Je li moguće da su se stvari odigrale na taj način?

Još u srednjem vijeku prihvaćanje takve zamisli vjerojatno ne bi predstavljalo neki problem budući da je spontana generacija — predodžba da se život mogao spontano pojaviti iz nežive tvari — bila prevladavajuće gledište. Na koncu je, u 17. stoljeću, talijanski liječnik Francesco Redi dokazao da se ličinke pojavljuju na istrunulom mesu tek nakon što muhe na njemu polože jajašca. Na mesu koje muhama nije bilo dostupno nisu se razvile ličinke. Ako se životinje veličine muhe nisu tek tako pojavile same od sebe, no što je onda s daleko manjim mikroorganizmima koji se stalno pojavljuju u hrani — bez obzira na to je li pokrivena ili nije? Iako su kasnije izvršeni eksperimenti pokazali da se mikroorganizmi ne pojavljuju spontano, to je i dalje ostalo polemičko pitanje. A onda je došlo djelo Louisa Pasteura.

Mnogim je ljudima poznato Pasteurovo djelo što se tiče rješavanja pitanja vezanih za fermentaciju i zarazne bolesti. On je ujedno vršio eksperimente kako bi ustanovio mogu li se sićušni životni oblici pojaviti sami od sebe. Kao što si možda imao priliku čitati o tome, Pasteur je pokazao da se čak niti vrlo sitna bakterija nije razvila u vodi koja je bila sterilizirana i zaštićena od kontaminacije. Godine 1864. objavio je sljedeće: “Nikada se doktrina o spontanoj generaciji neće oporaviti od smrtnog udarca zadanog ovim jednostavnim eksperimentom.” Ta se izjava do dan-danas pokazala istinitom. Nikada, niti jednim eksperimentom, nije dobiven život iz nežive tvari.

Kako se onda mogao pojaviti život na Zemlji? Suvremenija nastojanja da se pruži odgovor na to pitanje započela su tijekom 1920-ih, djelom ruskog biokemičara Aleksandra I. Oparina. Otada su on i drugi znanstvenici ponudili nešto nalik scenariju za dramu u tri čina koja prikazuje ono što se navodno odigralo na pozornici planete Zemlje. Prvi čin prikazuje kako se Zemljini elementi, ili sirovine, transformiraju u grupe molekula. Zatim dolazi nagli prijelaz na velike molekule. A posljednji čin ove drame prikazuje skok do prve žive stanice. No je li se to uistinu tako odigralo?

Osnovna stvar koju treba objasniti u toj drami jest to da se prvobitna atmosfera na Zemlji uvelike razlikovala od današnje. Prema jednoj teoriji, pretpostavlja se da u atmosferi praktički nije bilo slobodnog kisika te su od dušika, vodika i ugljika nastali amonijak i metan. Zamisao je da su prilikom snažnog sudara munja i ultraljubičaste svjetlosti s atmosferom sačinjenom od tih plinova i vodene pare nastali šećeri i aminokiseline. No, zadrži na umu da se radi samo o teoriji.

Prema ovoj teoretskoj drami, ti su molekulski spojevi dospjeli u oceane ili neke druge vodene površine. S vremenom su se šećeri, kiseline i drugi spojevi zgusnuli u “prebiotičku juhu”, gdje su se, recimo, aminokiseline povezale da bi nastali proteini. U nastavku ovog slijeda teoretskih događaja drugi spojevi, koji se nazivaju nukleotidima, formirali su se u lance i nastala je nukleinska kiselina, kao što je DNA. Sve je to, navodno, pripremilo pozornicu za odigravanje završnog čina ove molekulske drame.

Ovaj posljednji čin, koji nije potkrijepljen dokazima, mogao bi se opisati kao ljubavna priča. Molekule proteina i molekule DNA slučajno se sretnu, prepoznaju jedne druge i zavole se. Zatim, neposredno prije nego što se spusti zavjesa, rođena je prva živa stanica. Ako si slijedio tok ove drame, mogao bi se pitati: ‘Je li to stvarnost ili mašta? Je li doista život na Zemlji mogao započeti na takav način?’

Postanak u laboratoriju?

Početkom 1950-ih znanstvenici su krenuli u akciju kako bi ispitali teoriju Aleksandra Oparina. Iako je bila utvrđena činjenica da život nastaje isključivo iz života, znanstvenici su ipak teoretizirali da je, ukoliko su se uvjeti u prošlosti razlikovali od sadašnjih, život mogao polaganim tokom nastati iz nežive materije. Je li bilo moguće to demonstrirati? Znanstvenik Stanley L. Miller, radeći u laboratoriju Harolda Ureya, uzeo je vodik, amonijak, metan i vodenu paru (pod pretpostavkom da se od toga sastojala prvobitna atmosfera), sve to hermetički zatvorio u tikvicu u kojoj se na dnu nalazila kipuća voda (koja je predstavljala ocean) i izložio djelovanju električnih iskri (poput munja). Za tjedan dana pojavili su se tragovi crvenkaste ljepljive tvari, koju je Miller analizirao i ustanovio da je bogata aminokiselinama — koje su glavni sastojak proteina. Vrlo vjerojatno si čuo za taj eksperiment budući da se već godinama u znanstvenim udžbenicima i na školskoj nastavi navodi kao eksperiment koji objašnjava kako je započeo život na Zemlji. No, je li to doista tako?

Ustvari, valjanost Millerovog eksperimenta u ozbiljnoj se mjeri danas dovodi u pitanje. (Vidi “Standardan, ali i dvojben eksperiment”, na stranicama 36-7.) Međutim, njegov prividan uspjeh vodio je do daljnjih ispitivanja kojima su čak dobiveni sastojci koji se nalaze u nukleinskim kiselinama (DNA ili RNA). Među stručnjacima na tom polju (odnosno znanstvenicima koji se bave porijeklom života) zavladao je osjećaj optimizma budući da je izgledalo kao da su uspjeli ponoviti prvi čin molekulske drame. I djelovalo je kao da će uslijediti laboratorijske verzije preostala dva čina. Jedan je profesor kemije tvrdio: “Na pomolu je objašnjenje o nastanku prvobitnog životnog sistema putem evolucijskih procesa.” A jedan je znanstveni pisac primijetio: “Kritičari su nagađali kako će znanstvenici poput dr. Frankensteina, lika iz knjige Mary Shelley, ubrzo u svojim laboratorijima izumiti žive organizme i na taj način detaljno razjasniti kako se odvijao postanak.” Tajna spontanog nastanka života, prema mišljenjima mnogih, bila je otkrivena. (Vidi “Desne molekule, lijeve molekule”, na stranici 38.)

Gledišta se mijenjaju — zagonetke ostaju

Međutim, kroz godine koje su uslijedile taj se optimizam izgubio. Prošla su desetljeća, a tajne o porijeklu života ostaju nedokučene. Nekih 40 godina nakon svog eksperimenta profesor Miller izjavio je za Scientific American: “Ispostavilo se da je pitanje porijekla života daleko teže nego što smo to ja i mnogi drugi ljudi zamišljali.” I kod drugih je znanstvenika došlo do takve promjene u gledištu. Naprimjer, još 1969. profesor biologije Dean H. Kenyon bio je jedan od autora knjige Biochemical Predestination (Biokemijsko predodređenje). No u novije je vrijeme došao do zaključka da je “u osnovi nevjerojatno da su se bez ičije pomoći materija i energija organizirale u žive sisteme”.

Doista, laboratorijski rad potvrđuje Kenyonovu procjenu da je učinjena “pogreška u samom temelju kod svih aktualnih teorija o kemijskom porijeklu života”. Nakon što su Miller i ostali napravili sintezu aminokiselina, znanstvenici su krenuli u akciju kako bi sintetizirali proteine i DNA, a i jedno i drugo je nužno za život na Zemlji. Nakon što je izvršeno na tisuće eksperimenata u takozvanim prebiotičkim uvjetima, kakav je bio rezultat? U djelu The Mystery of Life’s Origin: Reassessing Current Theories navedeno je sljedeće zapažanje: “Popriličan uspjeh što se tiče sintetiziranja aminokiselina stoji u izrazitoj suprotnosti s konstantnim neuspjehom da se sintetiziraju proteini i DNA.” Nastojanja da se postigne ova posljednja sinteza obilježena su “jednoličnim neuspjehom”.

Realno gledajući, taj misterij ne podrazumijeva samo pitanje kako su nastale prve molekule proteina i nukleinske kiseline (DNA ili RNA). U to je uključen i način kako one međusobno djeluju. “Sadašnji život na Zemlji moguć je isključivo postojanjem partnerskog odnosa između te dvije molekule”, navodi The New Encyclopædia Britannica. Međutim, ista enciklopedija zapaža da pitanje kako je došlo do tog partnerskog odnosa i dalje ostaje “presudan i neriješen problem u pogledu nastanka života”. To je doista tako.

U dodatku A pod naslovom “Timski rad potreban za život” (na stranicama 45-7) navedeni su neki osnovni detalji o fascinantnom timskom radu koji se odvija između proteina i nukleinskih kiselina u našim stanicama. Čak i takav letimičan pogled u domenu stanica našeg tijela izaziva divljenje prema radu znanstvenika na tom području. Oni su rasvijetlili izuzetno složene procese o kojima malo tko od nas uopće razmišlja, no koji se odvijaju u svakom trenutku našeg života. Međutim, ako promatramo to iz drugog ugla, zapanjujuća složenost i preciznost koja je potrebna za sve to ponovno nas dovode do pitanja: Kako je sve to nastalo?

Možda ti je poznato da znanstvenici koji se bave porijeklom života nisu stali s pokušajima da sastave uvjerljivi sadržaj drame o prvom pojavljivanju života. Međutim, njihovi novi scenariji ne djeluju uvjerljivo. (Vidi dodatak B pod naslovom “Iz ‘svijeta RNA’ ili iz nekog drugog svijeta?”, na stranici 48.) Naprimjer, Klaus Dose s Instituta za biokemiju u Mainzu (Njemačka) zapazio je sljedeće: “Trenutno sve diskusije o vodećim teorijama i eksperimentima s tog područja završavaju ili na mrtvoj točki ili s priznavanjem neznanja.”

Čak niti na Međunarodnoj konferenciji o porijeklu života, održanoj 1996, nikakvo rješenje nije bilo na pomolu. Umjesto toga, časopis Science izvijestio je da se gotovo 300 okupljenih znanstvenika “mučilo, pokušavajući riješiti zagonetku o tome kako su se prve molekule [DNA i RNA] pojavile i kako su evoluirale do toga da su postale autoreproduktivne stanice”.

Inteligencija i visoko obrazovanje bili su neophodni da bi se moglo proučavati što se događa na molekulskom planu u našim stanicama i uopće pružiti osnovna objašnjenja o tome. Je li onda razumno vjerovati da se slijed tih složenih procesa prvobitno odigrao u “prebiotičkoj juhi” i to nekontrolirano, spontano i igrom slučaja? Ili je u to bilo uključeno nešto više?

Zašto zagonetke?

Danas je čovjek u poziciji da može sagledati gotovo pola stoljeća teoretiziranja i na tisuće pokušaja da se dokaže kako je život nastao sam od sebe. Ako netko to i učini, vrlo će se vjerojatno složiti s dobitnikom Nobelove nagrade Francisom Crickom. Govoreći o teorijama o porijeklu života, Crick je zapazio da ima “previše pretpostavki koje se temelje na premalo činjenica”. Stoga je razumljivo da neki znanstvenici koji pomno ispituju činjenice dolaze do zaključka da je život previše složen da bi se tek tako pojavio čak i u organiziranom laboratoriju, a kamoli u nekontroliranoj sredini.

Ako moderna znanost nije u stanju dokazati da se život mogao pojaviti sam od sebe, zašto se neki znanstvenici i dalje drže takvih teorija? Prije nekoliko je desetljeća, u knjizi The Origin of Life, profesor J. D. Bernal pružio izvjestan uvid u to, navodeći sljedeće: “Primjenjujući stroge kriterije znanstvenih metoda na tu teoriju [spontanu generaciju života], moguće je na nekoliko mjesta u toj priči uspješno dokazati da se život nije mogao spontano pojaviti; nevjerojatnost je prevelika, a šanse za pojavljivanje života su premale.” Još je dodao: “Nažalost, gledano s te točke gledišta, budući da život ovdje na Zemlji postoji u svim svojim raznolikim oblicima i aktivnostima, dokazi o tome kako je on nastao moraju se iskrivljavati da bi se njima objasnilo njegovo postojanje.” A situacija se nimalo nije popravila.

Razmisli što u osnovi znači takav način razmišljanja. To je jednako kao da se kaže: ‘Sa znanstvene strane ispravno je reći da život nije mogao započeti sam od sebe. Ali spontano pojavljivanje života jedina je mogućnost koju smo mi voljni uzeti u obzir. Stoga je neophodno iskrivljavati dokaze kako bi išli u prilog pretpostavci da se život pojavio spontano.’ Da li ti je takva logika uvjerljiva? Ne zahtijeva li takvo rezoniranje da se u znatnoj mjeri ‘iskrivljuju’ činjenice?

Međutim, postoje sposobni, ugledni znanstvenici koji ne vide potrebu za time da se iskrivljuju činjenice kako bi se uklopile u prevladavajuću filozofiju o porijeklu života. Za razliku od toga, oni dozvoljavaju činjenicama da ih dovedu do razumnog zaključka. O kakvim se činjenicama i o kakvom zaključku radi?

Informacije i inteligencija

Intervjuiran u jednom dokumentarnom filmu, profesor Maciej Giertych, poznati genetičar s Instituta za dendrologiju na poljskoj Akademiji znanosti, dao je sljedeći odgovor:

“Postali smo svjesni toga koliko ogromnu količinu informacija sadrže geni. Znanost nije u stanju objasniti kako se takve informacije mogu pojaviti spontano. One podrazumijevaju inteligenciju; ne mogu nastati slučajnim razvojem događaja. Samo miješanjem slova ne nastaju riječi.” Dodao je: “Naprimjer, vrlo složen sistem repliciranja DNA, RNA i proteina u stanici morao je od samog početka biti savršen. U suprotnom, životni sistemi ne bi postojali. Jedino logično objašnjenje jest to da je ova ogromna količina informacija potekla od inteligencije.”

Što čovjek više saznaje o čudima života, to je logičnije složiti se s ovim zaključkom: Nastanak života zahtijeva postojanje nekog inteligentnog izvora. Kojeg izvora?

Kao što je već ranije spomenuto, milijuni obrazovanih pojedinaca dolaze do zaključka da je život na Zemlji morala stvoriti neka viša inteligencija, konstruktor. Da, nakon što su objektivno ispitali stvari, oni priznaju da je čak i u znanstvenom dobu u kojem živimo razumno složiti se s biblijskim pjesnikom koji je davno prije rekao o Bogu: “Jer je u tebe izvor životu” (Psalam 36:9).

Bez obzira na to jesi li već došao do čvrstog zaključka o tome ili nisi, obrati sada pažnju na neka od čuda koja uključuju tebe osobno. To će nam znatno koristiti i može nam u velikoj mjeri rasvijetliti ovo pitanje koje utječe na naš život.