Eno mojih večnih vprašanj je: kako iz neživih celic ustvariti življenje? Na to vprašanje tudi Darwin ni našel odgovora, pa zato njegova evolucijska teorija življenja pade v vodo. Vendar: kaj pa, če se odgovor ne skriva v tem, kako iz nič ustvariti živo celico, pač pa, kako ustvariti pogoje, da se iz njih zraste življenje? Vem, da zveni filozofsko, vendar ni ...

Četudi se vam zdi vprašanje filozofsko, pa odgovor (če to sploh je) ni. V mislih imam še vedno klasični inženiring, ki se zdi, da nas pelje globlje in daleč stran od cilja.

Narava nikdar ni tako komplicirana.

Ali pač?

Vzemimo primer vode.

Celica vode je dokaj preprosta in jo znamo zgraditi. Vendar, ena celica še ne predstavlja vode, več celic pa se obnaša povsem drugače.

Ste že slišali za emergenco? Gre za emergentni pojav, ki se pojavi šele, ko je na kupu več celic. Primer tega je mokrost. Zaradi ene celice ne boste mokri, ko pa jih je na kupu več, pa je to nekaj običajnega, česar pri eni celici niti opazimo ne.

A vrnimo se k Darwinovi tezi evolucije ... Darwin se je zavedal, da nima odgovora na prvobitno vprašanje: kako je nastala prva živa celica?

Njegov znan odgovor je, da se je vse začelo v "toplem majhnem ribniku" ... Vsem je bilo jasno, da Charles nekaj bluzi, ker ne pozna odgovora.

Pa so se iskanja lotili drugi znanstveniki (sodobnejši in morda celo pametnejši od Darwina) ...

Potem pa sta leta 1953 znanstvenika Stanley Miller in Harold Urey naredila znameniti eksperiment, kjer sta v laboratoriju simulirala zgodnjo Zemljino atmosfero, dodala nekaj električnih isker (simulacija strel) in vse skupaj kuhala nekaj dni ...

Rezultat: nastale so aminokisline, ki so sicer gradniki življenja, vendar to samo po sebi ni pomenilo nič. Aminokisline so še vedno iz neživih celic.

Potem se je pojavila ideja o RNA molekulah, ki znajo shranjevati informacije (podobno kot DNK) in se delno kopirati. No, vsaj približno ... Če k temu dodamo še kanček energije (bliski in strele) in vse skupaj kuhamo, je to že veliko bliže živim celicam, čeprav to še vedno ni to ...

Dokaz, da bi to lahko bila ena od poti do nastanka življenja, so globokomorski vrelci, kjer mrgoli različnih oblik življenja, vendar ključnega odgovora tudi vrelci ne ponujajo: kako s kemijo nežive celice spremeniti v žive?!

Potem se je pojavila najbolj eksotična teorija vseh teorij, to je teorija o panspermijih, ki naj bi prišli na Zemljo iz meteoritov, kar se je nedavno izkazalo za povsem mogočo, ker še danes, kljub razmeroma gosti in ostri atmosferi, vsako leto na zemljo padeta vsaj dva drobca meteorskega prahu na katerih znanstveniki redno odkrivajo "žive" (beri: organske) nezemeljske celice.

žal pa aminokisline in drugi organski gradniki še niso dokaz o obstoju življenja ...

Je pa res, da bi že ena sama "živa" celica spremenila naše vedenje o življenju. Danes smo še vedno edini v vesolju.

Italijanski fizik ter eden od utemeljiteljev jedrske fizike in kvantne statistike Enrico Fermi se je nekoč vprašal: Kje pa so vsi, če je vesolje polno življenja?

Mimogrede: od drobcev meteoritov ni doslej še nihče umrl. Znan je le primer iz leta 1911, ko je drobec meteorita ubil nekega psa v Egiptu.

Je pa malo večji kos priletel leta 1908 in padel na območje Tunguske v Rusiji. Eksplodiral je v zraku in naredil krater premera 100 metrov. Vsa drevesa v radiu 20 kilometrov od trka so bila zravnana z zemljo. Umrl ni nihče.

A vrnimo se k pospermani Zemlji ...

Čeprav se teorija pansperijev zdi povsem mogoča in spada med trenutno najbolj verjetno teorijo abiogeneze na Zemlji, pa so največ "škode" temu pogledu na nastanek življenja na Zemlji naredili kreacionisti za katere je to najbolj trden dokaz, da je življenje nekdo drug poslal na Zemljo (zavestno ali ne).

Prav zato spada abiogeneza med najbolj fascinantne in "nepopolne" teorije v znanosti.

Dejstvo namreč je, da je sodobna znanost razgradila (skoraj) vse, kar se razgraditi da, za nameček so nam tudi najmanjši delci povsem razumljivi in bi jih znali s kemičnimi procesi soustvarit, pri transformaciji neživega v živo pa se nam zatakne.

Ker pa se sodobna znanost ne želi sprijazniti z dejstvi, znanstveniki raziskujejo naprej.

Znanost verjame, da svet RNA skriva odgovor, ki ga iščemo.

Pa ga res?

Ameriški znanstvenik Walter Gilbert je leta 1980 skupaj s Frederickaom Sangerjem in Paulom Bergem prejel Nobelovo nagrado za kemijo za prispevke k določanju zaporedja nukleotidov v nukleinskih kislinah. Njegovo delo je močno vplivalo na razvoj genske tehnologije in projekt človeškega genoma.

Najbolj znan je njegov model proto-celice, kjer molekule maščob tvorijo zunanji okvir, na sredi pa je mehurček varen pred surovimi zunanjimi vplivi. Če v tak mehurček vstavimo "pravo" celico, postane sistem živ, kar pomeni, da se lahko razmnožuje, ima svojo presnovo in se lahko spreminja (evoluira). To pa so že tri najpomembnejše lastnosti, ki ločijo žive celice od neživih.

Tukaj pa nastane nova dilema: od kod pa se je vzela "prava celica"?

Angleško-kanadsko-ameriški biokemik, genetik in citogenetik Jack William Szostak je leta 2009 prejel Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino za odkritje zaščitne funkcije telomer in encima telomeraze, kar je bistveno prispevalo k razumevanju staranja in stabilnosti kromosomov. Njegov laboratorij je razvil prve metode usmerjene evolucije RNA, DNA in proteinov, s katerimi še danes preučujejo, kako bi se lahko zgodnje molekule samoreplicirale. Je pa Szostak v zadnjem času znan tudi po modelih proto-celic, oziroma enostavnih membranskih struktur, ki naj bi predstavljale prve oblike življenja na Zemlji.

Na tem mestu velja omeniti še ameriškega znanstvenika Craiga Venterja (žal je umrl pred tednom dni), ki je v laboratoriju sintetiziral celoten DNK, ga vstavil v bakterijo (podobno okolje, kot ideja z maščobami in mehurčkom na sredini) in bakterija je začela delovati po "novem programu". To je prvi primer reprogramiranja celic, ki pa ni bila ustvarjena iz nič.

Lahko pa si mislimo, da je to postopek s katerim bi lahko ustavili staranje (pravzaprav bi stare celice reprogramirali, da bi postale mlade). Problem trenutno je, da ima Venterjev genom samo 470 genov, človeški pa med 20.000 do 25.000.

Ampak začetek je.

Ali pa ne ...

Ameriški fizik Richard Phillips Feynman je nekoč dejal: česar ne moremo ustvariti, ne razumemo.

In prav to je problem abiogeneze. Ker ne poznamo vseh procesov do konca, ne znamo ustvariti življenja ... Ali to pomeni, da je pot do končnega odgovora abiogeneze samo vprašanje časa, ali pa se za vsem skupaj skriva nekaj drugega?

Zdi se, da bi lahko umetna inteligenca vrez težav simulirala milijone kombinacij.

Imamo tudi napredno kemijo, sintetično biologijo, kvantno fiziko ...

Zdi se, da imamo vse, zato sodobna znanost suvereno verjame, da bi lahko v naslednjih 20 do 50 letih prišlo do prelomnega odkritja. Dejstvo namreč je, da življenje ni linearen proces, pač pa kaotičen sistem z milijoni interakcij.

In mi smo na dobri poti ...

Odločilen klik, ki se nas drži še danes, pa se je zgodil veliko prej.

Zanj je kriv nemški kemik in pionir organske kemije Friedrich Wöhler, ki je amonijev cianat preuredil v sečnino, kar je bil prvi primer laboratorijske sinteze organske spojine iz anorganskih reagentov.

Od takrat naprej znanost verjame, da ima odgovore na vsa vprašanja.

Če ne danes, pa jutri ...

Vendar, preskok iz "neživega" v "živo" ni samo tehnični problem, pač pa tudi konceptualen. Dejstvo je, če nečesa (še) ne razumemo in velika verjetnost, da to ni kemija in ne fizika. Poleg tega živimo v veliki iluziji, da znamo naravo razgraditi na prafaktorje.

Ne, ne znamo je!

žal pa se zdi, da tehnološki optimizem z vsakim odkritjem tone vse globlje in globlje. Znanost se trudi ustvariti življenje, pozablja pa, da se življenje pojavi, ko so ustvarjeni pogoji za to. Ustvarjanje preprostih pravil iz katerih raste kompleksnost pa vodi samo v dve smeri: ali na pravo pot, ali pa vstran od resnice.

Za konec pa ...

Ne boste verjeli, a moje osebno mnenje je, da je sodobna znanost močno zabredla in samo vprašanje časa je, kdaj bomo opazili, da smo že dolgo sami sredi močvirja.