Dzīvības pirmsākumi uz Zemes

foto: crystalinks.com

Jautājums par to, kā aizsākās dzīvības cikls uz Zemes ir bijis aktuāls vienmēr un domājams, tāds arī paliks mūžīgi. Vienmēr būs iespējas izvirzīt jaunas teorijas un apgāzt vecās un vienmēr būs vairāk jautājumu nekā atbilžu - mūžīgā ģeometriskā dzīves progresija šai sakarā. Tomēr, zinot to, ko mēs, cilvēce, zinam šodien, ko mēs varam teikt par dzīvības pirmsākumiem uz planētas Zeme? Ieradās gatavā formā, aizsākās šeit, tika radīta mākslīgi vai visu radīja Dievs?

Vairums pētnieku mūsdienās tomēr sliecas domāt, ka dzīvība radusies miljardu gadu ilgā laika posmā, kamēr no tā sauktā "pirmatnējā buljona" radās sarežģītas oblatumvielu savienojumu ķēdes, kas vēlāk, daudz, daudz, daudz... vēlāk radīja dzīvību tās mūsdienu izpratnē.

Lieki teikt, ka pirmatnējā Zeme maz atgādināja to visuma oāzi kāda tā ir šobrīd. Vulkāni, augsta temperatūra, bieži kosmiskieciemiņi komētu, asteroīdu un citu kosmosa atkritumu formā bija iksekundes notikumi. Vai šādā haosā varēja izdzīvot un rasties kas... dzīvību pirmsnosakošs? Daudzi sliecas domāt, ka tieši šādi notikumi un to tālākā attīstība radīja vidi, lai aizsāktos dzīvības radīšanas notikums.

Planēta bez atmosfēras bija visu laiku pakļauta saules ultravioletajiem stariem, kas kopā ar temperatūras svārstībām, elektriskajām izlādēm (zibeņu veidā), paisumiem un bēgumiem visu šo vidi, okeānu, kula un maisīja, liekot dažādām ķīmiskām vielām savienoties. Laika gaitā radās daļiņas, vielas, kas spēja pārstrādāt vienus elementus citos, dažādu ķīmisko procesu laikā. Principā, šeit var jau runāt par to, ka koacervāti (vieni no pirmajiem savienojumiem, kas spējīgi uzņemt, pārstrādāt ķīmiskos elementus) bija tieši tie, kas šajā buljonā radīja vielapmaiņas procesu.

Laika gaitā šie koacervāti neizzuda, bet, teiksim tā, evalucionēja jeb mutēja - spējīgākie un aktīvākie sāka izpaust spēju dalīties, saglabājot pie tam sevī iepriekšējā (jeb senču) - sākotnējā, noderīgās vielas un iemaņas, cik nu par tādām uz to brīdi var runāt. Rezultātā koacervāti (faktiski, pilītes) sāka dalīties, un no vienas radās divas, identiskas pirmajai. Šajā brīdī, der atzīmēt, ka faktiski jau var teikt, ka koacervāti kļuva par sava veida pirmo dzīvo radību uz planētas, jo pēc definīcijas, tie spēja izpildīt divas dzīvībai būtiskas nianses: spēja dalīties (jeb vairoties) un tiem bija sava veida, primitīva, lai nu kā, tomēr bija, vielapmaiņa. Miljoniem gadu ilgā laika periodā no šiem koacervātiem radās pašas pirmās vienšūnas būtnes.

Visa bioloģiskās evolūcijas teorija ir skaista, kopumā, bet ir arī daudzi aspekti, kurus neviens tā arī īsti izskaidrot nevar. Pirmais: kā pirmatnējie okeāna iemītnieki izdomāja vai secināja izkāpt krastā no ūdens? Un vai tiešām no visiem tiem vienveidīgajiem vienšūņiem, kas tolaik mita okeānā, laika gaitā radās gan augi, gan arī dzīvnieki? Sanāk, ka sākotnējais materiāls visam bija viens, bet kad notika šī sadalīšanās, un kad viens pirmatnējais šūnveidīgais saprata, es būšu augs, bet cits zināja - būšu dzīvnieks? Diezgan muļķīgi jautājumi un visiespējamās atbildes, bet pierādāmu vai arī kaut cik loģisku faktu skaidrojumā nav.

Pasaule cenšas rast atbildes uz šiem, gandrīz vai, pirmatnējiem jautājumiem un arī UNESCO jau pasen ir iesaistījušies atbilžu meklēšanā. 1997. gadā UNESCO finansēja projektu, kas saistās ar pētījumiem par to, kā ordovikas periodā notika sugu un veidu daudzveidības attīstība. Šis projekts tika pagarināts arī vēlāk, lai gan tika domāts, ka pētījums beigsies 2003. gadā.

Tomēr, šis periods ne velti tika izvēlēts pētījumiem, jo ietver sevī diezgan senu un nozīmīgu, mistisku tai pat laikā, laika periodu Zemes vēsturē. Runa iet par laiku apmēram 470 miljonus gadu atpakaļ, kurā ļoti īsā laika periodā (pat evolūcijas izpratnē) okeāna iemītnieku skaits palielinājās vairākas reizes. Un runa neiet tikai par skaitu vienas sugas izpratnē, bet par to, ka radās daudz dažādu jaunu sugu un veidu, un arī to īpatņu skaits palielinājās tikpat lielā neizprotamā veidā. Tieši šie jaunie bioloģiskie īpatņi bija tie, kas vēlāk izkāpa krastā, pametot okeānu kā savas mājvietas. Un tas viss notika līdztekus tam, ka okeānā dzīvoja arī tās būtnes, kas tur mita jau kopš kembrija laikmetiem.

Šie īpatņi izkāpa krastā, nezināmu iemeslu pēc, un kļuva par pirmajiem posmkājiem (bezmugurkaulniekiem). Vēlāk, atkal evolūcijas laikam ejot, tie veidojās, pārveidojās, mutēja un daudz vēlāk kļūst par... cilvēku, arī.

Tieši šis posms arī evolūcijas pētniekiem ir vislielākā mīkla. Lieta tāda, ka ne pirms tam, ne arī vēlāk nekas tamlīdzīgs nav noticis. Evolūcijas pētnieki spējuši atrast tikai vienu šādu periodu, kad kaut kas tāds noticis, un reāli tam nav nekāda pamatojuma ne arī skaidrojuma. Liekas, ka viss noticis spontāni, bet tas neiet īsti kopā ar pašas evolūcijas pirmsākumiem. Tomēr, pieņēmumi kāpēc tas tā varētu būt noticis, protams ir, cik tie ir pamatoti vai pierādāmi, grūti teikt, jo katrs pats izdara secinājumus un vēlāk izlemj, kam no piedāvātā ticēt.

Projekta ietvaros tika izteikti pieņēmumi, ka viena no būtiskākajām lomām šai "izkāpšanai krastā" bijusi uz Zemes esošajiem vulkāniem un to darbībai. Tieši vulkānu darbība un ar to saistītā zemes masu kustība bija būtisks arguments tam, lai noradītu uz to, ka faktiski vulkāni kalpoja kā sava veida svira - vienu brīdi paceļot jūru vai okeānu daļas virs ūdens, pēcāk atkal nogremdējot. Šie faktori ģeoloģiskā izpratnē tik tiešām notiek, bet cik būtisku ietekmi tie atstājuši uz evolūciju kopumā ir grūti teikt, jo faktiski pierādīt to, ka tieši tā bija, notika un tas ir galvenais faktors, nevar. Tāpēc tā ir tikai un vienīgi teorija. Tomēr faktsir un paliek - šādi efekti (defekti) notika tolaik un notiek arī mūsdienās. Sakarā ar vulkāniem ir vēl viens faktors, ko der pieminēt: izvirdumi un vulkāniskās lavas, pelnu klātbūtne. Pa vidu visām ģeoloģiskajām pārvērtībām vulkāns nepārstāj darboties. Īpaši zemes pirmsākumos to darbība bija īpaši izteikta, tāpat kā arī ordovikas periodā, kad to īpatsvars un spēks bija daudz lielāks par mūsdienās pieļautajiem. Tieši šo izvirdumu rezultātā "pirmatnējā buljonā", kas nu jau ir nedaudz apdzīvots ar iemītniekiem koacervātu formā, nonāk ķīmiskie elementi, kas ir lavas un vulkānisko pelnu sastāvā. Pelni, kā zināms, tā vai citādāk nosēžas uz zemes virsmas, ūdens virsmas. Un pa cik koacervātiem ir vielapmaiņas iezīme, tad tie, neizslēdzami, šos elementus "filtrē caur sevi". Un jebkura jaunu vai citu vielu klātbūtne nozīmē citus procesus, parādības un blakusfaktorus jau esošajiem. Projekta dalībnieki secinājumos gāja vēl tālāk, norādot uz to faktu, ka toreizējais "pirmatnējais planktons" faktiski bija pati būtiskākā barības viela citiem iemītniekiem oekānā, kas savukārt barojoties ar šo jauno elementu ķēdi, arī piedzīvoja pārvērtības. Mainoties barībai, mainās arī tās patērētājs. Par ne tik būtisku faktoru tolaik netiek ņemts vērā tas iespējamais fakts, ka vulkāniskā darbība varēja aizēnot sauli. Tas savukārt nozīmē mazāk ultravioleto staru un mazāk siltuma uz planētas virsmas, kas ilgtermiņā pazemināja temperatūru no agrākajiem 70...80 grādiem pēc Celsijas skalas, līdz 35..40 grādiem pēc Celsija skalas.

Teorijas ir izvirzītas, tomēr, ir daudz BET un viens no būtiskākajiem ir tas, ka ģeoloģiskās pārvērtības nekādīgi neiet kopā ar šo "bioloģisko sugu sprādzienu". Tektonisko plātņu kustība un sugu rašanās ir jau fakti, savā veidā, tomēr saikne būtiska starp tiem nav atrasta, vismaz ne pierādāma saikne, tieša, kas uzskatāmi parādītu šo faktu ietekmi uz bioloģisko sprādzienu.

Jāatceras, ka tolaik Zeme arvien ir pakļauta ne tikai daudz bargākām vētrām, zibeņiem, vulkānu darbībai, bet arī asteroīdu apciemojumiem. Ja viens palido garām, tad kāds noteikti nokritīs uz Zemes un atstās savas rētas planētā. Teorija par asteroīdu kritieniem tiek minēta kā otra versija tam, kāpēc aizsākās šī sugu daudzveidība un viena veida izkļūšana uz sauszemes. Par labu šai versijai ir tas fakts, ka 2001. gadā šveices ģeologs Birgers Šmits nogulumos, kas datējami aptuveni ar ordovika perioda vidusperiodu, atrada kulaka izmēra akmeņus, kas pilnībā apdeguši. Šāda tipa apdegšanas metodes un princips novērojams tikai tad, ja uz planētas virsmas nokrīt meteorīts vai asteroīds. Tāpat arī šo akmeņu daudzums vienuviet lika domāt, ka runa nevar iet par retu parādību kosmiskā ciemiņa izskatā. Tad arī tika izvirzīts pieņēmums, ka tolaik planēta bijusi pakļauta kosmiskajiem uzbrukumiem simtiem reižu biežāk nekā tas notiek mūsdienās. Kā norāda pats Šmits, tad šie uzbrukumi notikuši miljoniem gadu ilgi, tieši tad, kad noticis "sugu bioloģiskais sprādziens" ordovika periodā. Sakritība vai nē, bet šie jau ir fakti, nevis tikai pieņēmumi.

Teoriju par to, ka tieši kosmiskie uzbrukumi aizsāka un palīdzēja sekmīgai "bioloģisko sugu sprādziena" attīstībai eksistēja ilgi - veselus 16 gadus. 2017. gada sākumā šo teoriju apgāza. Žurnālā "Nature Communications", janvāra numurā, ir publicēts raksts, kurā šveices un dāņu zinātnieku grupa pētījumu rezultātā pierādīja to, ka meteorītu lietus uz zemes aizsākās tikai trīs miljonus gadu pēc tam, kad notika "bioloģiskais sugu sprādziens". Pētījums balstās uz datiem, kas iegūti no Šveicē reiz nokrituša meteorīta un pēc sadursmes pārpalikumos esošo cirkona kristālu analīzes.

Viss UNESCO projekts ir nesis dažas skaidrības, bet ne konkrētas atbildes. Uz galveno jautājumu, kas tika iznests kā projekta mērķis - kas bija vainojams, kas aizsāka ordovika sugu daudzveidības gaitu, tā arī palicis neizskaidrots. Skaidrs vien kopumā ir tas, ka ja šāds notikums nebūtu bijis, iespējams, dzīvība paliktu tikai okeāna dzelmēs un uz zemes nebūtu izkāpusi līdz šim, iespējams. Bet iespējams, dzīvības veids un formas būtu pierastākas okeānam, jo, lai arī cilvēks ir gudrs un spēj daudz ko, atmosfēras spiediens būtiski bojā tā organismu, toties nonākot ūdenī, cilvēka ķermenis neizjūt šīs sekas un tur jūtas daudz labāk. Arī mistika savā veidā. Cerams, pētnieki spēs rast skaidrojumus bioloģiskajam sugu daudzveidības sprādzienam pagātnē un tas tikai vēl par soli pietuvinās mūsu urdošos prātus atbildei uz jautājumiem par mūsu pašu eksistenci un pirmsākumiem un iespējams arī par to, kurp mēs varam nonākt šādā veidā!