Kevés olyan titokzatos esemény van bolygónk történetében, mint az élet születése. Míg egyesek szerint ez csak egy teremtő kéz alkotása lehet, mások spontán folyamatról beszélnek. Boldogkői Zsolt molekuláris biológust, az MTA doktorát kérdeztük arról, mit mond ma a tudomány az életről.
– A mai napig egyfajta misztikum lengi be az élet kialakulását a Földön. Egyáltalán, mit nevezhetünk életnek?
– Magát az életet nehéz egyértelműen meghatározni, leggyakrabban az életjelenségekkel azonosítják. Egy élő elhatárolódik a külvilágtól, másrészt kapcsolatban is van azzal, hiszen anyagcserét folytat, s ehhez tápanyagokat, vizet, oxigént kell felvennie, illetve salakanyagokat és szén-dioxidot kell leadnia. Emellett egy élő szervezetnek a környezetből információk felvételére is képesnek kell lennie. Az élő rendszereknek szaporodó-, örökítő- és változékonyságot generáló képességekkel is kell rendelkezniük, hiszen enélkül nem tudnának utódokat létrehozni, és nem lennének képesek evolúcióra, amely a folyton változó környezethez való alkalmazkodás fő mechanizmusa.
Továbbá egy élő rendszer szervezettséggel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a szervezete egymással kölcsönhatásban álló alrendszerekből épül fel, amelyek koherens egészet alkotnak. Az élet alapszerveződését a sejtes szerkezet adja. Manfred Eigen hiperciklus- és Gánti Tibor kemotonelméletei próbálták a minimális életet modellek formájában magyarázni. Gánti szerint egy minimális élő rendszernek legalább három komponenst kell tartalmaznia: egy anyagcsereciklust, amely külső anyagok felhasználásával növekedésre képes, s egyben létrehozza az információhordozót és a rendszert körülvevő membránt.
„A fejlett világ nem tud mit kezdeni az áltudományon alapuló gyógyítással" | Magyar Hang– A tudomány mai állása szerint az élet hogyan alakulhatott ki az élettelen anyagból?
– Fogalmunk sincs. Azt azonban bizonyosan tudjuk, hogy nincs olyan fizikai, kémiai vagy biológiai tényező, amely kizárná a spontán genezis létrejöttét. Az első élőlényeknek nevezhető szervezetek nyilvánvalóan rendkívül aprók voltak, s ilyen időtávlatból, a jelen technológiával igen nehéz kimutatni az első élet nyomait. A legrégebbi detektált mikroorganizmusok – a sztromatolitok – körülbelül 3,5 milliárd évesek, de az élet jóval korábban alakulhatott ki a 4,6 milliárd éves Földön. Az első lépés a szerves anyagok létrejötte szervetlenekből volt.
Friedrich Wöhler mutatta ki elsőként, hogy ehhez nem szükséges életerő, hanem laboratóriumban is elvégezhető. A nagy molekulák építőköveinek szintézisét pedig Stanley Miller és munkatársai tudták reprodukálni laboratóriumban az ősi légkör körülményeinek rekonstruálásával. De a meteoritokban is ki lehet mutatni szerves anyagokat, például aminosavakat az ősrégi Murchison-meteoritban. A kémiai evolúció további lépése a monomerekből álló nagy, polimer molekulák létrejötte lehetett. E molekulák aggregátumokat képezhettek, amelyek bizonyos életjelenségeket mutathattak.
– Itt már egészen közel járunk ahhoz, amit mindenki élőnek nevezne.
– A biológiai evolúció a sejtes szerveződés megjelenésével kezdődött. Az egyesek által a 22-es csapdájának tekintett dilemma az, hogyan volt képes egy bonyolult szerkezetű enzimmolekula és egy szintén magas komplexitású örökítőanyag létrejönni egyetlen lépésben. A probléma itt az, hogy egy fehérjének, amelynek katalizálnia kell az őt kódoló örökítőanyag szintézisét, bonyolultnak kell lennie, hasonlóan az örökítőanyaghoz, ezért kis lépésekben egyszerű molekulákból nem alakulhattak ki, s szintúgy lehetetlen volt egyetlen ugrással megtenni ezt az evolúciós lépést.
E paradoxon feloldásaként javasolják az RNS-világ hipotézisét, amely szerint az RNS-molekula volt az első információhordozó, amely egyben enzimaktivitással is rendelkezett, azaz saját maga szintézisét katalizálta. Ma is léteznek RNS-alapú enzimek, illetve számos vírus RNS-örökítőanyaggal rendelkezik. Egy érdekes elképzelés, az „anyagcsere először” hipotézis szerint a jelenleg a sejtekben lezajló biokémiai folyamatok egy része sejtek nélkül is képes volt működni az „őslevesben”. Egy további hipotézis szerint a vírusok megjelenése megelőzte a sejtes szerveződést. Arra a kérdésre, hogyan tudtak e jelenleg sejtekhez kötött szervezetek szaporodni, nem tér ki az elképzelés.
Világegyetem a „semmiből"? De létezik egyáltalán „semmi"? | Magyar Hang– Sikerült már élettelen anyagból élőt előállítani laboratóriumokban?
– Nem. Viszont egy sejtes élőlényt már sikerült megalkotni. Craig Venter és csapata a Mycoplasma genitalium nevű apró baktérium DNS-ét szintetizálta meg, majd ültette bele egy másik mikoplazmafaj sejtjébe, amelyből előzetesen eltávolították a DNS-t. A média mesterséges élet létrehozásaként harangozta be az eseményt, amely – noha valóban áttörés – még igen messze van az élettelenből való létrehozás technikai nehézségeitől.
– Ha spontán módon alakult ki az élet a Földön, akkor ma is zajló folyamat lehet?
– Sokáig azt gondolták, az egyszerűbb lények, például a baktériumok, de még a legyek is kialakulhatnak az élettelen anyagból. Louis Pasteur híres, lombikos kísérleteivel bizonyította be, ez nem lehetséges: a baktériumok soha nem keletkeznek a levesben, mindig a környezetből kerülnek oda. A genetikai kód univerzalitása egyértelmű bizonyítéka annak, hogy a ma élők mindnyájan egymás rokonai. Persze elképzelhető, hogy a Föld korai időszakában többféle életforma is létezett, de ha így is volt, csak egyetlen próbálkozás maradt fenn. Viszont az a tény, hogy ma már nem keletkezik a Földön újfajta élet, nem feltétlenül jelenti, hogy ez egyedi, igen kis valószínűségű esemény. Egy ilyen próbálkozást ugyanis azonnal elpusztítanának a jelenlegi élők.
– A Föld születése után viszonylag gyorsan kialakult az élet. Következtethetünk ebből arra, hogy bizonyos feltételek mellett ez egy szükségszerű folyamat?
– Ne felejtsük el: az igen rövid idő itt több száz millió évet jelent. Nem tudjuk, hogy az adott feltételek milyen esélyeket biztosítanak, így azt sem, szükségszerű-e az élet megjelenése, hiszen egyedi, egyelőre nem reprodukálható eseményről van szó. Emellett nem csupán földi típusú élet létezhet, hanem a miénktől egészen eltérő is. Ez jelenleg még nem annyira a tudomány, inkább a science fiction területe. A SETI-program pedig intelligens civilizációk után kutat. Viszont ha léteznek is ilyenek, a velük való kommunikáció lehetetlen, hiszen az esetleges jeleket a távoli múltból küldték.
Ennek a cikknek a nyomtatott változata a Magyar Hang 2020/9. számában jelent meg, 2020. február 28-án.
Hetilapunkat keresse az újságárusoknál! És hogy miről olvashat még a Magyar Hang 2020/9. számában? Itt megnézheti.
