Skorá Zem

Bola predovšetkým veľmi nebezpečným miestom – na začiatku sa celá roztavila a preformovala. Zem bola úplne odlišná od tej dnešnej – neboli na nej žiadne oceány, žiadna čistá voda, žiadny život...

Slnko

Mladé Slnko bolo slabšie ako je dnes. A svetlo z neho len ťažko preniklo hustou atmosférou, ktorú tvoril predovšetkým oxid uhličitý (CO2) a aj pary sírovodíka.

Práve kvôli zvýšenému množstvu CO2 mala atmosféra červené sfarbenie. Asi o 600 miliónov rokov prvé kométy a meteoridy začali bombardovať Zem – obdobie tiež nazývané ako Veľké bombardovanie. Priemer týchto objektov dosahoval až 300 tisíc km. Ich vplyvom sa roztopila zemská kôra. Vzhľadom na vysoké teploty a toxické látky ešte nemohlo nič na zemi prežiť. Ale dnes sa predpokladá, že práve v tomto prostredí sa po prvýkrát objavil život.

Cueva de villa luz

Podmienky , aké boli na zemi pred miliónmi rokov je ešte stále možné nájsť. Príkladom je jaskyňa, nachádzajúca sa v tropickom dažďovom pralese na juhu Mexica, v štáte Tabasco. Sú tu pary sírovodíka H2S, ktorý je extrémne toxický. Sírovodík uniká z podzemných prameňov, reaguje s kyslíkom vo vode za vzniku kyseliny sírovej, ktorá pokrýva steny jaskyne. Napriek týmto podmienkam sa v jaskyni nachádza život – vo forme baktérií, ktoré sa nachádzajú vo forme kolónií nazvaných „snotites“ a od kyseliny sírovej sú chránené vrstvou hlienu. Namiesto toho, aby boli tieto baktérie otrávené sírovodíkom, využívajú ho na získanie chemickej energie.

Podmienky na zemi pred miliónmi rokov mohli byť oveľa nebezpečnejšie, ale aj tieto baktérie naznačujú, že i v nehostinných podmienkach v tom čase na Zemi už život mohol prekvitať.

Baktérie

Patria medzi najjednoduchšie organizmy na Zemi. V každej ich jednej bunke je molekula DNA, ktorá im umožňuje ďalej sa rozmnožovať. Sírovodík nie je pre baktérie toxický – využívajú ho na premenu energie. Práve toto zistenie naznačuje, že existovali organizmy , ktoré i napriek nehostinným podmienkam na Zemi boli schopné prežiť.

Odkiaľ sa vzal život?

Všetky žijúce organizmy od najjednoduchších baktérii až po zložitejšie organizmy sú predovšetkým tvorené prvkami: uhlík C, vodík H, kyslík O, dusík N,... Najdôležitejší z nich je práve uhlík C – má jedinečnú schopnosť vytvárať rôzne druhy molekúl a zlúčenín.

Miller-Ureyov pokus1952 – Miller-Ureyov pokus – v laboratóriu simuloval podmienky, ktoré mohli byť na primitívnej Zemi pred miliardami rokov – testovaciu banku naplnil plynmi, ktoré reprezentovali vtedajšiu atmosféru (metán CH4, amoniak NH3, vodík H2, vodná para H2O), a druhú banku vodou (H2O), ktorá reprezentovala oceány – potom zapojil elektrický prúd, ktorý mal predstavovať blesky. Po pár dňoch zistil, že sa v banke vytvorili organické zlúčeniny, najmä aminokyseliny, cukry, tuky a niektoré stavebné zložky nukleónových kyselín. Aminokyseliny sú základnými stavebnými jednotkami bielkovín a buniek.

Vznik Mesiaca

40 – 50 miliónov rokov po vzniku Zeme do nej vrazilo teleso s rozmermi Marsu. Po zrážke sa vyparili kôra a plášť Zeme a tiež tá časť atmosféry, ktorá bola nad zasiahnutou pologuľou. Druhá časť atmosféry nad odvrátenou stranou sa zmiešala s plynmi, ktoré vznikli po dopade a postupne obalila aj druhú stranu. Z materiálu vymršteného na obežnú dráhu Zeme sa sformoval prstenec, z ktorého vznikol Mesiac.

Táto zrážka bola taká silná, že akékoľvek základné častice organických látok, ktoré existovali boli zničené. Preto niektoré teórie zastávajú názor, že život nevznikol na Zemi, ale bol na Zem prinesený z vesmíru.

Dôsledkom zrážky okrem iného bolo tiež spustenie platňovej tektoniky, bezktorej by život na Zemi v podobe, v akej ho poznáme dnes, nebol možný.

Od tejto doby prebieha postupné vzďaľovanie Mesiaca od Zeme.

Meteority

Vedci sa i naďalej zaoberali myšlienkou, že život bol prinesený na Zem z vesmíru. Počas Veľkého bombardovania Zem zasiahli milióny meteoritov. Bolo zistené, že v meteoritoch sa nachádza viac ako 70 druhov aminokyselín, z toho množstvo tvorí bielkoviny, ktoré vytvárajú bunky. Niektorí vedci sa tiež domnievajú, že väčšina uhlíku C bola na Zem prinesená práve pomocou meteroitov.

Kométy

Podobne ako meteority, Zem zasahovali i kométy – väčšie objekty, tiež nazývané ako „špinavé snehové gule“ pretože ich tvorí najmä zmrazený oxid uhličitý CO2, metán CH4, a voda H2O, s primiešaným prachom a nerastnými agregátmi. Tiež mohli obsahovať organické zlúčeniny.

Obrovské meteority alebo kométy, ktoré zasiahli Zem, vytvorili ale silnú zrážku, a teplo ktoré vzniklo spôsobilo, že sa ihneď celý meteorit vyparil. Aj preto, ak by i organické látky boli prinesené z vesmíru pomocou meteoritov a komét, otázkou zostáva, či by mohli prežiť takýto silný náraz, a čo sa vlastne stane, napr. s aminokyselinami pri takejto zrážke.

Vzorky piatich rôznych aminokyselín, z toho dvoch, ktoré sa bežne nachádzajú vo všetkých živých organizmoch, boli v oceľovej kapsule vystavené pokusu, pri ktorom sa simuloval obrovský tlak zo zrážky meteoridu alebo kométy so Zemou. Po odstránení kapsule a preskúmaní obsahu sa zistilo, že roztok aminokyselín sa zmenil z pôvodne bezfarebnej na hnedú farbu. Nasledujúca analýza dokázala, že materiál nielenže odolal tlaku zrážky, ale tiež , že sa transformoval na nové zlúčeniny –zlúčením aminokyselín vznikli peptidy.

Zlúčením peptidov sa vytvárajú bielkoviny, ktoré sa podieľajú na tvorbe každej bunky v živom organizme.

Napriek tomu, prechod od neživých zlúčenín k žijúcim organizmom, ktorých hlavnou súčasťou je DNA umožňujúca replikáciu buniek, je veľmi zložitý. Nikto presne nevie ako sa to stalo, ale môžeme predpokladať, kde sa to stalo.

Keďže Zem sa nachádzala v devastujúcom stave spôsobenom častými nárazmi meteoridov a komét, tento prechod k životu sa pravdepodobne nestal na zemskom povrchu, ale skôr v bezpečnejšej oblasti – pod povrchom Zeme.

Podmienky vo veľkej hĺbke sú sťažené – vyššia teplota a tlak, žiadny prístup slnečného svetla. Mikroorganizmy získavajú chemickú energiu z vody a minerálov. Stále ale nie je presne určené, ako vôbec v takýchto extrémnych podmienkach mikroorganizmy môžu prežiť, navyše keď tu ani nie je dostatok živín. Zistilo sa však, že tieto mikroorganizmy sa živia plynmi, ktoré sa tu nachádzajú: metán, etán, propán. Vďaka tejto „potrave“ mikroorganizmy majú len také množstvo energie, aby sa mohli rozmnožiť raz za 1000 rokov, ale sú schopné prežiť hlboko pod zemským povrchom.

Zemská kôra nebola jediným miestom, kde by sa život mohol skryť pred Veľkým bombardovaním – ďalším útočiskom mohol byť oceán. Spočiatku bola na Zemi intenzívna sopečná aktivita a látky zvnútra planéty chrlili do morí. Mikróby využívali geotermálnu energiu sopiek a živili sa pomocou sírovodíka.

Pred 3,5 miliardami rokov Veľké bombardovanie postupne prestalo, takže žijúce organizmy sa už mohli presunúť i na povrch Zeme, kde využívajú ďalší zdroj energie – Slnko. Mikróby vyvinuli zelený pigment chlorofyl, pomocou ktorého premieňajú oxid uhličitý a vodu na potravu (glukóza). Takto fotosyntetizujúce organizmy sa rozšírili v oceánoch a aj po zemskom povrchu.

Tieto štruktúry nazývané stromatolity, boli vybudované v plytkých vodách kolóniami baktérii. Väčšinou ich tvorí skala, ktorá je na dne, jediná žijúca časť stromatolitu je tenká vrstva na povrchu tvorená mikroskopickými modro-zelenými cyanobaktériami. Pomocou fotosyntézy získavajú energiu zo Slnka. Vylučujú lepkavý povlak, ktorý ich chráni pred UV žiarením. Keď sa na tento lepkavý povlak prilepia čiastočky prachu a usadenín, baktérie migrujú bližšie k povrchu, aby mohli využiť slnečné svetlo. Týmto spôsobom sa vrstva na stromatolite ročne zväčší asi o pol milimetra.

Stromatolity sa postupne rozšírili po celej Zemi. Ich vedľajším produktom fotosyntézy bol kyslík O2. Najprv bol kyslík absorbovaný do oceánov a reagoval so železom Fe, ktoré sa tu nachádzalo kvôli výbuchom podmorských sopiek. Takto vznikli častice oxidu železitého Fe2O3, ktorý sa usadil na dne oceánov. Počas ďalších sto miliónov rokov planéta doslova „zhrdzavela“. Všetko železo nachádzajúce sa v oceánoch sa premenilo na oxid železitý. Postupne sa takto usadila jedna z najvýznamnejších minerálnych hornín – železná ruda.

Keď železo v oceánoch zreagovalo s kyslíkom za vzniku oxidu železitého, ktorý sa usadil na dne oceánov, ďalší kyslík vytvorený v procese fotosyntézy sa už mohol začať zhromažďovať v atmosfére. Z pôvodného menej ako 1% kyslíka v atmosfére sa táto hodnota dostala v priebehu miliárd rokov na dnešných 21%. Bez cyanobaktérií by atmosféra Zeme bola stále plná toxických plynov a vyšší život na Zemi by nebol možný. Kyslík tiež pomohol ochrániť Zem pred nebezpečným UV žiarením, keď vo vyšších vrstvách atmosféry reagoval na ozón O3.

Vek mikroorganizmov trval približne 3 miliardy rokov.

Po týchto premenách boli na Zemi vhodné podmienky, aby sa vyvinuli i zložitejšie organizmy. Prvé mnohobunkovce, ryby, hmyz, plazy, dinosaury, primáty, ľudia...