Položivot

Propast mezi živým a neživým se scvrkává, či spíše mění na jakési kontinuum. Biochemici a biofyzici dokonce objevují jakési “zpola živé” systémy.

Šedá zóna

Ať se nám to líbí nebo ne, genetika a biochemie ukázaly, že živé bytosti se chovají jako chemické stroje . Chemie a fyzika pro změnu naznačili, že ne všechno neživé je i docela “mrtvé”. Z náhodných fluktuací a pozitivní zpětné vazby se běžně rodí sebeorganizace : hmota se vydává proti proudu entropie, nárůstu neuspořádanosti, za vzniku vyššího vnitřního pořádku a složitosti. Pozorný pohled do přírody dokonce odhalí četné typy neživé hmoty, které vykazují některé vlastnosti života. Tak například sněhová vločka roste, spontánně zvyšuje svou složitost, ale nemůže se rozmnožovat. Oheň projevuje známky metabolismu: požírá potravu (palivo a vzduch), v procesu chemické změny vytváří teplo, které ho udržuje, roste a má schopnost reprodukce pomocí jisker. Dědičnost však chybí, dceřiné plameny si nezachovají vlastnosti rodičovských. Ještě více atributů života podle laboratorních experimentů a počítačových simulací molekulární dynamiky projevuje plazma, která za určitých podmínek vytváří vysoce organizované struktury schopné rozmnožování a dokonce jednoduché evoluce . 


V šedé zóně mezi živým a neživým se nacházejí i viry.Nemají buněčnou membránu, metabolismus, ani schopnost růst a reagovat na okolí, přičemž sestávají pouze z jaderných kyselin v bílkovinném obalu.Připomínají více chemikálie jako organismy. Dokáží se však vloupat do nitra buňky a přimět její vlastní rozmnožovací ústrojí aby je replikovali. Nejlépe taklze viry přirovnat k semínku – to také na první pohled nesplňuje základní atributy života. Ale přesně jako viry, skrývá v sobě jeho potenciál. 

 

Protobuňky

Vědci pokročili tak daleko, že se pokoušejí vytvořit protobunky, primitivnější verze buněk, které nemají miliony, ale pouze desítky molekul a přesto projevují některé známky života . Při svých pokusech využívají sebeorganizace hmoty: smíchání některých chemikálií ve zkumavce způsobí jejich spolupráci za vzniku větších a větších struktur. Biochemik Martin Hanczyc například v jednom experimentu nakapal jedovatý olej nitrobenzen do silně zásaditého roztoku a přidal “palivo” – oleianhydrid. Ten se při kontaktu s vodou mění na kyselinu, což na okraji kapky nitrobenzenu snižuje pH. Kvůli nerovnému povrchovému napětí se pak kapka začne spontánně pohybovat napříč kapalinou, přičemž konvekce v kapce neustále přináší k povrchu nové zásoby oleianhydridu. Kapky reagují na podmínky v okolí pohybováním se po gradientu pH při hledání jeho nejvyšší koncentrace. A pokud jim “palivo” vložíte do vody, dokáží ho absorbovat ze svého okolí. ” Máme systém, který má tělo a metabolismus, může využívat energii, pohybovat se po okolí, vnímat okolní prostředí a v podstatě je schopen vyhledat zdroje v okolí, které ho podporují v zachování se, “říká Hanczycz a dodává, že celý systém také disponuje schopností vyhnout se rovnovážnému stavu , tedy schopností typickou pro živou hmotu. Přitom sestává pouze z pěti chemikálií. 

 

Protobuňka uhánějícící kapalinou

Při experimentech došel k ještě pozoruhodnější výsledkům. Vedle sebe nechal pohybovat se dva typy kapek: chemické složení typu A způsobovalo vzájemné míjení (což je již projev chemické komunikace), chemické složení typu B vzájemné spojování. Ve většině experimentů po krátké fázi bouřlivého pohybu nakonec zůstala velká, spojená kapička typu B kolem které se ustálily kapky typu A. V některých experimentech však došlo ke vzniku hybridní kapky AB, která se zakrátko rozdělila na dvě identické dceřiné kopie.



“Nemá to mozek, nemá to nervový systém. Jde pouze o obal z chemikálií, které jsou schopny projevovat zajímavé a složité, životu podobné chování , “říká vědec. Podle Hanczycza stačí takovýto typ aktivity doplnit “krmením” a získáme primitivní rozmnožovací cyklus. “Nemáte sice DNA nebo RNA, ale potřebná informace je obsažena v chemii systému , “zdůrazňuje. Vlastnosti by se při takovém typu života podle něj předávali další generaci při dělení, přesnost procesu by však závisela na chemických podmínkách okolí. Vytvořit “položivot” dokážou i jiné chemikálie. Jack Szostak z Harvardské lékařské školy v Bostonu se například zaměřil na molekuly mastných kyselin, které ve vodě spontánně vytvářejí membránové útvary podobné buňkám a podporují replikaci vloženého DNA materiálu . Tyto protobuňky rostou a dělí se, dokonce si navzájem konkurují – ty s fosfolipidy v membráně rostou rychleji než ty bez. I Hanczycz začal kromě olejů a jim podobných látek používat ingredience, jaké měli být v mořích před miliardami let běžné a údajně s nimi dosáhl podobné výsledky. 

Tento článek vyšel na spřáteleném webu invivomagazin.sk