Podcast na Vznik a vývoj života na Zemi

Kapitoly

Záhada první jiskry

Bláznivé nápady a mimozemšťani

Recept na život z pravěké kuchyně

Od kapiček k buňkám

Velké myšlenky evoluce

Darwinův odkaz a shrnutí

Přepis

Klára: Viděl jsi ty neuvěřitelné fotky z Webbova teleskopu? Galaxie staré miliardy let... Člověk si hned začne klást ty největší otázky. Třeba, jak to všechno začalo tady u nás?

Martin: Přesně! A je to fascinující cesta zpátky v čase. Posloucháte Studyfi Podcast. Dnes se podíváme na tu úplně nejzákladnější otázku: Jak na Zemi vznikl život?

Klára: Takže Martine, jak daleko zpátky se vlastně musíme vrátit?

Martin: Hodně daleko. Naše Země je stará asi 4,6 miliardy let. Ale první zhruba půl miliardu let to tu byl, slušně řečeno, chaos. Neustálé bombardování meteority.

Klára: To nezní jako ideální prostředí pro start života.

Martin: To rozhodně ne. Ale jakmile se to uklidnilo, zhruba před 3,9 miliardami let, vzniklo okno, ve kterém se mohla objevit první jiskra života.

Klára: Dobře, a jaké byly první teorie? Vsadím se, že nebyly zrovna vědecké.

Martin: Trefa. První byla samozřejmě kreační teorie – že život stvořila nějaká nadpřirozená síla. To je otázka víry, ne vědy. Pak tu byla spontánní abiogeneze.

Klára: To zní chytře. Co to je?

Martin: Zní, ale myšlenka byla, že život vzniká samovolně z neživé hmoty. Třeba že z hlíny vzniknou žáby nebo z hromady hadrů myši. To naštěstí vyvrátil už Louis Pasteur.

Klára: A co ta teorie, že život přiletěl z vesmíru? To mám nejradši.

Martin: To je panspermická teorie! Říká, že zárodky života putují vesmírem a na Zem dopadly třeba s meteoritem. Zní to skvěle, ale má to háček. Jak by ty zárodky přežily drsné podmínky vesmíru a žár při vstupu do atmosféry? Proto je to tak na pomezí vědy a sci-fi.

Klára: Takže jaký je ten hlavní, vědecký pohled? Kde se tu život tedy vzal?

Martin: Ten se jmenuje autochtonní abiogeneze. Zní to složitě, ale znamená to prostě, že život vznikl tady, na Zemi, z neživých látek.

Klára: V podmínkách, které tu tehdy panovaly? Jaké to bylo?

Martin: Úplně jiné než dnes. Představ si atmosféru plnou metanu, čpavku, vodní páry... ale hlavně bez volného kyslíku. Do toho neustálé blesky, sopečná činnost a silné UV záření.

Klára: Skvělé místo na dovolenou.

Martin: Přesně. V téhle "prapolévce" nebo "prebiotickém bujónu", jak říkáme, se z jednoduchých anorganických látek díky vší té energii začaly tvořit první organické molekuly. Třeba aminokyseliny.

Klára: Pořád je to ale jen polévka. Jak se z ní stane buňka?

Martin: Klíčový krok popsal ruský vědec Alexandr Oparin. Přišel s teorií koacervátů. To jsou takové kapénky z bílkovin a dalších látek, které se v té polévce samy shlukovaly.

Klára: Jako kapky oleje ve vodě?

Martin: Přesně tak! A co je nejdůležitější – měly už jakousi membránu, která dokázala selektivně propouštět látky dovnitř a ven. Byly to vlastně úplně první předchůdci buněk.

Klára: To zní neuvěřitelně. Takže uvnitř těch kapiček, koacervátů, se už mohlo něco dít? Nějaké chemické reakce?

Martin: Přesně tak. Byly to takové malé, primitivní laboratoře. A když byly dost velké, prostě se rozpadly na menší. To byla první forma rozmnožování. Na to navázal Sidney Fox se svou teorií mikrosfér, což byly v podstatě vylepšené koacerváty. Ty už měly i jednoduchý metabolismus a genetický základ.

Klára: Takže to už byly první buňky?

Martin: Skoro. Říkáme jim protobuňky nebo eobionta. Byly to přímí předchůdci jednodušších, prokaryotických buněk. Tedy buněk bez jádra, jako jsou dnešní bakterie.

Klára: Dobře, to dává smysl. Ale co ty složitější buňky, ty eukaryotické, ze kterých jsme i my? Jak vznikly ty?

Martin: Tady přichází na scénu úžasná teorie endosymbiózy. Představ si, že jedna velká prokaryotická buňka pohltila jinou, menší. Ale nestrávila ji.

Klára: Nechala si ji jako… domácího mazlíčka?

Martin: Přesně tak! A tenhle mazlíček začal pro velkou buňku vyrábět energii. Z pohlcených bakterií se tak postupně staly mitochondrie. A z pohlcených sinic zase chloroplasty v rostlinných buňkách.

Klára: To je geniální. Jako kdybych si domů nastěhovala pekaře a on mi za bydlení pekl chleba.

Martin: Lepší přirovnání bych nevymyslel. A máme pro to i důkazy. Třeba to, že mitochondrie i chloroplasty mají vlastní DNA a dělí se nezávisle na buňce. Chovají se prostě jako bývalé samostatné organismy.

Klára: Fascinující. Když už víme, jak život asi vznikl, pojďme k tomu, jak se vyvíjel. Kdo vlastně přišel s prvními ucelenými teoriemi?

Martin: Dlouho se věřilo, že druhy jsou neměnné, jak je stvořil Bůh. S tím přišel i Carl Linné, který nám dal systém pojmenování – rodové a druhové jméno. Třeba Homo sapiens.

Klára: Ten ale v evoluci ještě nevěřil, že?

Martin: Přesně. První odvážnější myšlenky měl až Jean-Baptiste Lamarck. Tvrdil, že organismy se aktivně přizpůsobují a získané vlastnosti se dědí. Třeba že žirafa si natáhla krk, protože se natahovala za listím, a její potomci už měli krk delší.

Klára: Což dnes víme, že takhle nefunguje. To bychom všichni měli obří svaly, kdyby naši rodiče chodili do posilovny.

Martin: Přesně. Ten pravý průlom přinesl až Charles Darwin. Po své pětileté cestě kolem světa, hlavně díky pozorování na Galapágách, přišel s teorií evoluce přirozeným výběrem.

Klára: Tedy že přežijí jen ti nejlépe přizpůsobení?

Martin: Ano. Vzniká nadprodukce potomstva, ale přežijí a rozmnoží se jen ti jedinci, kteří mají pro dané prostředí nejlepší vlastnosti. To je ten motor evoluce. Žádné aktivní snažení, jen pasivní výběr.

Klára: A co ty jeho slavné zákony?

Martin: Formuloval třeba zákon divergence – když se jeden druh dostane do různých prostředí, začne se lišit. Jako tučňáci císařští v mrazu a tučňáci galapážští v teple. Nebo naopak zákon konvergence – různé druhy v podobném prostředí získají podobné znaky. Třeba delfín a kosatka, oba savci, mají tvar těla podobný rybám.

Klára: Takže Darwin položil základy, ale co přišlo po něm?

Martin: Darwinovi chybělo vysvětlení, kde se ta rozmanitost a nové znaky berou. Na to přišel až Hugo de Vries s teorií mutací. A když spojíme Darwinův přirozený výběr a moderní genetiku, dostaneme dnešní pohled – neodarwinismus.

Klára: Takže abychom to shrnuli. Na začátku byla prapolévka, ve které vznikly první shluky molekul. Z nich se vyvinuly jednoduché buňky. Ty složitější pak vznikly spojením a spoluprací. A celým dalším vývojem až dodnes nás provází evoluce řízená přírodním výběrem. To byla jízda.

Martin: Byla. Od chemie v oceánu až po nejsložitější ekosystémy. Příroda je zkrátka neuvěřitelný vynálezce.

Klára: Martine, moc ti děkuji za skvělé vysvětlení. A vám, milí posluchači, děkujeme za pozornost u dnešního dílu Studyfi Podcastu. Uslyšíme se zase příště!

Martin: Mějte se hezky!