1.22. Vznik a kontinuita zivota s ohledem na antropogenni vlivy na biosferu

1. TEORIE EVOLUČNÍ ABIOGENEZE = předpoklad vzniku života postupným vývojem z neživé hmoty přímo na Zemi (autochtonně)= TEORIE AUTOCHTONNÍ ABIOGENEZE

• autor: sovětský biochemik Oparin

• zahrnuje 2 části:

1. CHEMICKOU EVOLUCI – materiálovou, vznik stavebních látek živé hmoty

2. BIOLOGICKOU EVOLUCI – informační, vznik buněk a jejich vývoj až po dnešní dobu

• teorie je dosud otevřená a doplňována o nové poznatky

CHEMICKÁ EVOLUCE – probíhala v několika etapách:

1. Vznik jednoduchých organických sloučenin abiogenetickou cestou:

• již v období formování zemské kůry, před 4 mld. lety

• prvotní zemská praatmosféra: bez kyslíku – měla redukční ráz, obsahovala jednoduché sloučeniny: voda, vodík, oxid uhličitý, amoniak, dusík, fosfan, kyanovodík, sulfan, jednoduché plynné uhlovodíky

• z těchto látek při dodání E (zdroj: UV záření, teplo vulkanických pochodů, elektrické výboje v atmosféře) mohou vznikat jednoduché organické látky (př. aminokyseliny, dusíkaté heterocykly, které jsou základem bílkovin + NK

• tvorba aminokyselin a dusíkatých heterocyklů byla dokázána modelovými laboratorními pokusy v 50. letech Millerem

• MILLERŮV POKUS = v uzavřené vzduchotěsné aparatuře nechal probíhat směsí ohřátých plynů (vodík, methan, amoniak, vodní páry) elektrický výboj (zdroj E) – v získaném kondenzátu dokázal řadu organických sloučenin, mezi nimiž byly některé proteinogenní aminokyseliny/ pokus opakoval, ovšem bez působení el. výboje – neobdržel žádné organické sloučeniny

• jestliže byl ve směsi přítomen kyanovodík – mezi produkty byl dokázán ADENIN (součast ATP, NAD, DNA, RNA) – kyanovodík mohl vznikat v praatmosféře z amoniaku + methanu + dodání E

• anglický fyzik Bernal – pokusy s jílem – podle něho mohlo dojít k polymeracím na jílovitých materiálech (rovněž abiogenetickou cestou)

1. VZNIK KOACERVÁTŮ A METABOLITŮ

• KOACERVÁTY = z koloidních roztoků makromolekulárních látek vznikají za vhodných podmínek (pH, teplota, přítomnost iontových sloučenin) spojováním koloidních částic s opačnými el. náboji na svém povrchu shluky ve formě malých kapiček, které byly odděleny od okolí ostrým rozhraním, jakousi membránou (modelové pokusy předváděl Oparin)

• PROTENOIDNÍ MIKROSFÉRY = shluky makromolekulárních částic, které vznikají ochlazením vodných roztoků polypeptidů (Fox předpokládal, že buňkám předcházeli mikrosféry) – vykazují řadu vlastnosti stejných s buňkami: zvětšení objemu v hypotonické roztoku/ smrštění v hypertonickém roztoku/ vnitřní obsah se pohybuje podobně jako cytoplazma/ rostou/ zvyšují svoji komplexnost/ mají tendenci shlukovat se do chomáčků/ po vystavení slunečnímu účinku vzniká na membráně elektrický potenciál

• KOACERVÁTY I PROTENOIDNÍ MIKROSFÉRY představují 1. TERMODINAMICKÝ OTEVŘENÝ SYSTÉM = METABOLON, který je schopný přijímat z prostředí energeticky bohaté živiny a ty díky katalytickým účinkům některých PROTENOIDŮ (jednoduché bílkoviny) metabolicky přeměňovat a odpadní látky vylučovat zpět do prostředí – volná E umožňovala metabolonům: POHYB, RŮST, DRÁŽDIVOST

• METABOLONY nejsou přímými předchůdci živých organismů = nemají schopnost AUTOREPRODUKCE, bez které nemůže být dalšího vývoje