Obrazový kredit: Woods Hole Oceanographic
Aby se život naplnil, muselo jít hodně věcí. Pokud se vrátíte zpět, všechno to začíná vesmírem velkého třesku, který rodí prostor a čas. V tom raném vesmíru se ozývalo světlo, zpomalovalo se vibrování, prapůvodní prvky se spojily a poté se zhlukly do první generace hmotných hvězd chovatelů. Po zahřátí na představu (gravitační kompresí) začala prapůvodní hmota fúzovat ve hvězdných jádrech a menší forma světla se pohybovala směrem ven, aby zahřála a osvětlila mladý a potenciálně stále se rozvíjející vesmír.
Více času a více prostoru vidělo mnoho z těchto raných modrých hvězd implodujících (po velmi krátkých životech). Následné exploze přivedly do vesmíru obrovská množství těžších - nepřirozených - atomů. Z této bohaté vesmírné nadace se vytvořily nové hvězdy - mnohé s planetárními obsluhujícími. Protože taková slunce druhé a třetí generace jsou méně masivní než jejich předci, spálí pomaleji, chladněji a mnohem, mnohem déle - něco podstatného pro druh benigně konzistentních úrovní energie potřebných k tomu, aby byl organický život možný.
Ačkoli se hvězdné hvězdy chovatele tvořily během několika stovek milionů let od Velkého třesku, život zde na Zemi si vyžádal svůj čas. Naše Slunce - hvězda třetí generace skromné hmoty - se vytvořilo asi o devět miliard let později. Životní formy se vyvíjely o něco více než miliarda let poté. Když se to stalo, molekuly se spojily a vytvořily organické sloučeniny, které - za vhodných podmínek - se spojily jako aminokyseliny, proteiny a buňky. Během této doby byla jedna vrstva složitosti přidána k další a stvoření začala vnímat svět kolem nich. Nakonec - po dalších miliardách let - se vyvinula vize. A vize - přidaná k subjektivnímu vědomí vědomí - umožnila Vesmíru podívat se na sebe.
Empirický výzkum základů života ukazuje, že směs dobře zvolených prvků (vodík, uhlík, kyslík a dusík) vystavených neionizujícímu ultrafialovému záření vytváří aminokyseliny. Aminokyseliny samy o sobě mají pozoruhodnou schopnost řetězit se společně na proteiny. A proteiny mají spíše „protean“ schopnost dávat buňkám tvar a chování. Nyní se považuje za zcela možné, že úplně první aminokyseliny se vytvořily ve vesmíru1 - chráněné před tvrdšími formami záření v obrovských mracích složených z prvotního materiálu a materiálu hvězdných materiálů. Z tohoto důvodu může být život všudypřítomným fenoménem, který čeká pouze na určité příznivé podmínky, aby zakořenil a vyrostl do široké škály forem.
V současné době se exobiologové domnívají, že kapalná voda je nezbytná pro vznik a množení organického života. Voda je mimořádná látka. Jako mírné rozpouštědlo umožňuje voda další molekuly disociovat se a smíchat. Mezitím je velmi stabilní a je průhledné pro viditelné světlo - něco užitečného, pokud mají biotici získávat energii přímo ze slunečního světla. Nakonec voda udržuje teplotu dobře, odvádí přebytečné teplo odpařováním a plave, když se ochladí, aby ztuhla jako led.
Podle exobiologa NASA Andrew Pohorille „Voda spojuje organické molekuly a umožňuje organizaci do struktur, které se nakonec staly buňkami.“ Tímto způsobem voda působí v bezkonkurenční matrici, která umožňuje organickým molekulám tvořit samoorganizující se struktury. Andrew cituje jednu vlastnost jedinečně spojenou s vodou, která umožňuje samoorganizaci a růst: „Hydrofobní účinek je zodpovědný za to, že se voda a olej nemíchají, mastnoty a mýdla a čisticí prostředky zachycují mastnou nečistotu během praní ve vodě a obrovské množství dalších jevů. Obecněji je hydrofobní účinek odpovědný za oddělování nepolárních (olejnatých) molekul nebo částí molekul od vody, takže se mohou držet pohromadě, i když nejsou spojeny. V biologii jsou to právě interakce zodpovědné za tvorbu membránových buněčných stěn a za skládání proteinů do funkčních struktur. “
Aby se voda dostala do kapalného stavu, musí zůstat v relativně úzkém rozmezí teplot a tlaků. Z tohoto důvodu jsou jen některé dobře umístěné planety - a možná i několik velkých měsíců, upřednostňovány s podmínkami potřebnými pro život. V mnoha případech jde o formu nebeské nemovitosti - umístění, umístění, umístění…
Raný život na Zemi byl velmi jednoduchý ve formě a chování. Ačkoli celulární, postrádali centrální jádro (prokaryotické) a další substruktury (organely). Chybějící jádro takové buňky se reprodukovaly asexuálně. Tyto anaeroby existovaly především vytvářením (anabolizací) methanového plynu z vodíku a oxidu uhličitého. Líbilo se jim teplo - a bylo jich spousty!
Skutečnost, že život se vyvíjel na Zemi, by neměla být tak překvapivá, jak by si člověk myslel. Život je nyní považován za mnohem robustnější, než si představoval. Ještě nyní hydrotermální průduchy hluboko v oceánu vypouštějí téměř vroucí vodu. Sousedící s takovými průduchy život - ve formě obřích trubkových červů a škeblí - vzkvétá. Hluboko pod povrchem Země se nacházejí anaerobní bakterie metabolizující minerály. Takové podmínky byly po většinu 20. století považovány za nemožné. Zdá se, že život pramení i v těch nejdrsnějších podmínkách.
Jak se v našem světě vyvíjely životní formy, buňky vyvíjely organely - některé začleněním menších, specializovanějších buněk do svých struktur. Planeta se ochladila, její atmosféra byla vyčištěna a sluneční světlo hrávalo na oceány. Vznikly primitivní bakterie, které fixovaly energii ze slunce jako jídlo. Někteří zůstali prokaryotičtí, zatímco jiní vytvořili jádro (eukaryotické). Tyto primitivní bakterie zvýšily obsah kyslíku v zemské atmosféře. To vše se stalo před asi 2 miliardami let a bylo nezbytné pro podporu kvality a kvantity života, který v současnosti obývá „modrou planetu“.
Původně se atmosféra skládala z méně než 1% kyslíku - ale s rostoucí hladinou se bakteriální životní formy přizpůsobovaly k syntéze vody z kyslíku a vodíku. To uvolnilo mnohem více energie, než je schopen metabolismus metanu. Řízená syntéza vody byla pro život obrovským úspěchem. Zvažte experimenty chemie na střední škole, kde se vodík a kyslík kombinují, zahřívají a poté explodují. Primitivní formy života se musely naučit zacházet s tímto velmi těkavým materiálem mnohem bezpečnějším způsobem - dávat fosforu úkolu při přeměně ADP na ATP a zpět.
Později - zhruba před 1 miliardou let - se vytvořila nejjednodušší multibuněčná stvoření. K tomu došlo, když se buňky spojily pro společné dobro. Ale taková stvoření byly jednoduché kolonie. Každá buňka byla zcela samostatná a postarala se o své vlastní potřeby. Jediné, co požadovali, bylo neustálé vystavování teplého vývaru časných oceánů, aby se získaly živiny a eliminoval odpad.
Další velký krok ve vývoji života2
přišel s vývojem specializovaných typů buněčných tkání. Svaly, nervy, epidermis a chrupavka pokročily ve vývoji mnoha komplexních forem života, které nyní obývají naši planetu - od kvetoucí rostliny až po začínajícího mladého astronoma! Ale to úplně první organizované stvoření mohlo být velmi dobře červem (annelidem), který se hrabal mořským slizem asi před 700 miliony let. Chybějící oči a centrální nervový systém měly pouze schopnost dotýkat se a chutnat. Nyní však měl život schopnost rozlišit a specializovat se. Stvoření samotné se stalo oceánem…
S příchodem dobře organizovaných tvorů se tempo života zrychlilo:
O 500 MYA se vyvinuli první obratlovci. Jednalo se pravděpodobně o zvířata podobná úhoře, která postrádají zrak, ale jsou citlivá na chemické - a možná elektrické - změny ve svém prostředí.
Do 450 MYA se první zvířata (hmyz) připojily ke kořenovým rostlinám na souši.
Asi 400 MYA prvních obratlovců vyšplhalo z moře. Mohlo to být obojživelné ryby žijící na hmyzu a rostlinách podél pobřeží.
Do 350 MYA se objevily první plazi „leguáni“. Tito měli silné, tvrdé čelisti v jednodílné lebce. Jak se zvětšovali, tito plazi odlehčili lebky přidáním otvorů (za pouhé oční patice). Před tím, než Zemi ovládli dinosauři, jim předcházeli krokodýli, želvy a pterasaurové (létající plazi).
Primitivní savci se vracejí téměř 220 milionů. Většina z těchto tvorů byla malá a podobná hlodavcům. Pozdější verze vytvořily placentu - ale dřívější druhy jednoduše vnitřně vylíhly vejce. Všichni savci jsou samozřejmě teplokrevní, a proto musí jíst živě, aby udrželi tělesnou teplotu - zejména za chladných větrných nocí, které sledují slabé galaxie podél řeky Eridanus…
Stejně jako savci, teplokrevní ptáci vyžadují více potravy než plazi - ale jako plazi - kladená vejce. Není to špatný nápad pro stvoření letu! Dnes létají nebeská ptáci (například Cygnus The Swan a Aquila Eagle z pozdního léta), protože skuteční ptáci vzali křídlo asi 150 MYA.
Nejčasnější primáti existovali dokonce během doby zániku dinosaurů Silné důkazy podporují myšlenku, že dinosauři sami prošli jako skupina poté, co asteroid - nebo kometa - dopadl na poloostrov Yucatan ve Spojených státech v Mexiku. Po této katastrofické události teploty klesly v důsledku „nejaderné“ zimy. Za těchto podmínek bylo jídlo zbytečné, ale teplokrevnost přišla sama. Nebylo to však dlouho předtím, než jeden druh „gigantismu“ brzy nahradil jiný - sami savci rostli na mimořádné velikosti a největší se vyvinuli v lůně moře a nyní mají podobu velkých velryb.
Konec „hrozných ještěrů“ nebyl prvním masovým vyhynutím života - předešly mu čtyři předchozí výplaty. Dnes, někteří světoví astronomové, vědomi si potenciálu pro další takové kataklyzmatické dopady, dohlížejí na kousky trosek, které zbyly z formování sluneční soustavy, kolem Země. Nejmenší typy - například meteory - vystavují neškodné nebeské světelné show. Větší meteory (bolidy) občas šířily „plamen“ a sledovaly „kouř“, když dopadly na Zemi. Větší těla zanechala po kilometrech lesů probuzení přirozené devastace - aniž by za sebou zanechala stopu svého vlastního materiálu „padajícího“. Ale větší vetřelci mají takovou skromnost. Asteroid nebo kometa o průměru jednoho kilometru by znamenala absolutní pohromu pro populační centrum. Těla desetkrát větší, než je jejich velikost, mohou představovat masivní výlisky typu, který hláskoval konec dinosaurie.
Lidské bytosti nejprve kráčely vzpřímeně asi 6 MYA. K tomu pravděpodobně došlo, když se cesta lišila mezi proto-šimpanzi a časnými hominidy. Tato divergence následovala desetimilionové období rychlého vývoje primátů a promíchala se do šestimilionového cyklu lidského vývoje. První kamenné nástroje byly vytvořeny lidskou rukou zhruba před 2 miliony let. Oheň využil některý podnikavý člen lidského druhu o milion let později. Technologie nabírala dynamiku velmi pomalu - stovky tisíc let prošly bez výrazného zlepšení nástrojů používaných kmenovými společnostmi dávno minulých.
Moderní lidé vznikli před více než 200 000 lety. Asi o 125 tisíc let později došlo k události, která mohla snížit celou lidskou populaci planety Země na méně než 10 000 jedinců. Tato událost nebyla v přírodě mimozemská - Země sama pravděpodobně vypukla „oheň a síru“ během erupce plynové magmatické komory (podobné tomu pod Yellowstonským národním parkem v západním USA). Uplynulo dalších 65 000 let a doba kamenná ustoupila věku zemědělství. Před 5000 lety se první městské státy spojily v úrodných údolích obklopených mnohem méně pohostinnými podnebí. Celé civilizace přišly a odešly. Každý předává pochodeň kultury a pomalu se vyvíjející technologii na další. Dnes to bylo jen několik krátkých století od prvních čoček skla ve tvaru lidské ruky a obrátilo lidské oko na věci Noční oblohy.
Dnes obrovská zrcadla a kosmické sondy nám umožňují uvažovat o obrovském dosahu vesmíru. Vidíme kosmos dynamickou a docela možná vzrušující životem hojnějším, než si kdokoli dokázal představit. Stejně jako světlo a hmota, život může být velmi dobře základní kvalitou kontinua času a času. Život by mohl být stejně univerzální jako gravitace - a stejně osobní jako večer sám s dalekohledem pod noční oblohou ...
1 Ve skutečnosti byl vysokofrekvenční spektrografický otisk alespoň jedné aminokyseliny (glycinu) nalezen v obrovských oblacích prachu a plynu uvnitř mezihvězdného média (ISM). (Viz Aminokyselina nalezená v hlubokém vesmíru).
2 To, že se život vyvíjí z méně sofistikovaných na sofistikovanější formy, je otázkou nad vědeckým sporem. Přesně to, jak tento proces probíhá, je otázkou hlubokého rozdělení v lidské společnosti. Astronomové - na rozdíl od biologů - nejsou povinni v této záležitosti držet žádnou konkrétní teorii. Zda je náhodná mutace a přirozený výběr hnací silou procesu, nebo existuje nějaká neviditelná „ruka“, která přinese takové věci, je mimo oblast astronomického výzkumu. Astronomové se zajímají o struktury, podmínky a procesy ve vesmíru jako celku. Jak se život stává důležitějším pro tuto diskusi, astronomie - zejména exobiologie - bude mít o této záležitosti více co říci. Ale samotná skutečnost, že astronomové mohou přírodě dovolit mluvit o takových otázkách, jako je náhle a okamžité „stvoření ex nihilo“ ve formě velkého třesku, ukazuje, jak flexibilní je astronomické myšlení s ohledem na konečné původy.
Potvrzení: Moje poděkování patří exobiologovi
Andrew Pohorille z NASA, který mě osvětlil k velkému významu hydrofobního účinku na formování samoorganizujících se struktur. Další informace o exobiologii naleznete na oficiálních webových stránkách NASA Exobiologie Život v prostoru a čase, díky nimž jsem měl štěstí kontaktovat Andrewa.
O autorovi:
Jeff Barbour, inspirovaný počátkem roku 1900: „Nebe přes tři, čtyři a pět palců dalekohledů“, zahájil ve věku sedmi let astronomii a kosmickou vědu. V současné době Jeff věnuje velkou část času pozorování nebes a údržbě webových stránek
Astro.Geekjoy.
