Vom încerca să facem o scurtă prezentare a principalelor concepţii despre lume, despre originea şi apariţia vieţii pe Pământ, expunând opiniile unor savanţi într-o problemă atât de dezbătută pe plan mondial.
Problema originii vieţii pe Pământ este una dintre problemele centrale ale biologiei şi analiza ei a constituit de-a lungul veacurilor o permanentă dispută între concepţiile filozofice idealiste şi materialiste.Cercetările ştiinţifice presupun că planeta noastră are vârsta de 4,6-4,8 miliarde de ani, iar primele vieţuitoare au apărut cu circa 3,5 miliarde de ani în urmă sub formă de bacterii filamentoase.Viaţa poate apărea în forme, manifestări şi ritm evolutiv dependente de diferite circumstanţe.Ştiinţa cercetează posibilele căi şi fenomene care au condus la apariţia vieţii. În acest sens sunt înaintate diferite concepţii şi teorii, unele dintre ele le prezentăm mai jos.1. Teoria creaţionistăConform acestei teorii, viaţa a fost fondată de o forţă supranaturală într-un anumit timp şi într-o anumită succesiune de evenimente.După calculele arhiepiscopului Asher din Irlanda (1650), viaţa a apărut în octombrie 4004 până la era noastră. La baza acestei concepţii se află adevărul teologic absolut care, bineînţeles, nu necesită dovezi experimentale şi trebuie acceptat întocmai.2. Teoria generaţiei spontane (autogenezei) Teoria generaţiei spontane a fost enunţată încă în antichitate, dar ea nu s-a bucurat niciodată de credibilitate în gândirea ştiinţifică. Ea a fost pe rând îmbrăţişată, abandonată, acceptată, dar niciodată ignorată.Ideea principală a acestei teorii este că viaţa ia naştere din materia anorganică moartă. Încă Aristotel afirma că “tot ce este viu se poate obţine nu numai ca rezultat al încrucişării, ci şi la descompunerea solului”. Aceste idei au persistat pe parcursul timpurilor. Van Helmont (1577-1644) a propus şi o “reţetă” de obţinere a şoriceilor din rufe murdare şi seminţe de graminee.În 1688, savantul italian Francesco Redi a efectuat o experienţă simplă care contrazicea teoria generaţiei spontane. El stabileşte (folosind vase cu carne fiartă şi crudă) că larvele care apar în carnea putrezită nu iau naştere prin generaţie spontană, cum se considera înainte, ci se dezvoltă din ouăle de muscă.Odată cu descoperirea microorganismelor, ideea generaţiei spontane reapare din nou. Netemeinicia teoriei generaţiei spontane a fost demonstrată experimental în 1860 de câtre renumitul savant francez L.Pasteur, care prin experienţe simple, dar ingenioase (păstrarea bulionului de carne fiert într-un balonaş de sticlă astupat cu un dop cu o baghetă de sticlă încovoiată), a demonstrat că nici microorganismele nu apar prin generaţie spontană.De menţionat că abiogeneza presupune apariţia vieţii din materie nevie în mod spontan sau ca urmare a unui proces de evoluţie chimică.Henry Bastian (1870) a susţinut ideea unei abiogeneze continue. El privea protoplasma ca pe o substanţă simplă, nediferenţiată, care se formează în perioade relativ scurte. După înţelegerea naturii atomice a materiei s-a putut elabora o teorie modernă a abiogenezei, lansată în mod independent de A.I.Oparin şi de J.B.S.Haldane.În concluzie, viaţa nu poate apărea prin generaţie spontană în condiţii obişnuite. Această precizare este obligatorie, deoarece, după cum a menţionat încă E.Haeckel, “a nega generaţia spontană însemna a recunoaşte minunea, creaţia divină a vieţii”.3. Teoria evoluţiei biochimiceAceastă teoria a fost fondată de A.I.Oparin (1922) şi de J.B.S.Haldane (1929) şi susţine că viaţa a apărut ca rezultat al sintezei abiogenice a substanţelor organice în condiţii speciale.Succesivitatea evenimentelor expuse de A.I.Oparin şi J.B.S.Haldane sunt asemănătoare, cu deosebirea că A.I.Oparin susţinea că iniţial au apărut proteinele, pe când J.B.S.Haldane era de părerea că mai întâi au apărut acizii nucleici. Conform acestei teorii, apariţia şi evoluţia vieţii pe Pământ a avut loc în câteva etape:1) Formarea abiogenă a celor mai simple substanţe organice Se presupune că acum 5 miliarde de ani o imensă nebuloasă gazoasă, formată din praf stelar şi gaze, a început să se condenseze, adunându-se către centrul ei. Paralel cu creşterea volumului materiei condensate creştea presiunea şi, ca rezultat, creştea şi temperatura (milioane de grade), ceea ce a dus (o dată cu declanşarea proceselor de fuziune nucleară) la desprinderea centrifugă din ea a maselor de gaze şi praf care au format în cele din urmă planetele. Majoritatea astronomilor susţin că Pământul a luat naştere după apariţia Soarelui, cu circa 4,5-5 miliarde de ani în urmă, la temperatură scăzută (aproape de cea actuală).În conţinutul substanţei gazoase şi în praf s-au depistat metale şi oxizii lor H2, NH4, CO2, N2, CH4, vapori de apă.2) Formarea abiogenă a polimerilor macromoleculari (polipeptide şi polinucleotide)Se presupune că în condiţii specifice (radiaţie sporită, temperaturi înalte, condiţii puternic reducătoare etc.) a fost posibilă sinteza abiogenică a compuşilor organici.În prezent, datorită modelării condiţiilor, se pot sintetiza artificial alcooli, vitamine, aminoacizi, baze azotate etc. Astfel a fost posibilă confirmarea ipotezei Oparin-Haldane.S.L.Miller şi H.C.Urey (1953) au reuşit să obţină dintr-un amestec de vapori de apă (35%), amoniac (26%), metan (26%) şi hidrogen (13%), supus unor descărcări electrice într-un balon de sticlă la o temperatură de 80˚C, după câteva săptămâni, o serie de substanţe organice: alanină, acid aspargic, acid glutamic, acid uric, lactic, citric, propanoic etc.P.Abelson, C.Harada şi S.Fox de asemenea au sintetizat, puţin mai târziu, aminoacizi şi polipeptide (la o încălzire timp de 6-8 ore până la 170-180˚C).C.Ponnamperuma pe lângă aminoacizi a mai obţinut şi diferite baze azotate (adenină, guanină, uracil şi timină), care în prezenţa ribozei, H3PO4 şi sub acţiunea razelor ultraviolete formau adenozină mono-, di- şi trifosfat.J.Shram a obţinut nucleotide, iar A.Kornberg (1958) a sintetizat în condiţii de laborator prima moleculă de ADN.3) Formarea abiogenă a complexelor capabile de metabolism În etapa următoare se presupune că macromoleculele cu semnificaţie vitală (polipeptidele, polinucleotidele), deopotrivă cu celelalte substanţe, ca urmare a concentrării în soluţii diluate (fenomenul de separare a fazelor în soluţiile coloizilor hidrofili a fost descoperit de savantul olandez H.Bunderberg de Jong) au format complexe.Aceste îngrămădiri de macromolecule A.I.Oparin le-a numit cuacervate (din lat.“acervo” – a aduna la grămadă), iar S.Fox – microsfere.Cuacervatele reprezintă structuri vitale primitive, sisteme individuale şi foarte instabile. În acelaşi timp, ele pot servi drept materie vie primară, deoarece posedă caracteristicile principale ale viului: autoreproducerea şi autoreglarea. Ele erau supuse acţiunii selecţiei naturale şi puteau efectua schimb de materie şi energie cu mediul extern, adică erau capabile de metabolism.4) Apariţia primelor organisme simple (protobionţi)H.H.Horowitz şi W.Stanley susţin că apariţia primelor organisme a avut loc pe calea evoluţiei moleculelor cu o aşezare întâmplătoare a monomerilor în sensul ordonării succesiunii lor. Ei susţin că la baza vieţii stau moleculele de acizi nucleici sau nucleoproteinele.De la celulele primare se presupune că au apărut celulele procariote şi apoi cele eucariote.De menţionat că în trecerea de la protobiopolimeri la primele sisteme procelulare sunt implicate mai multe tipuri de formaţiuni:- coacervate (Oparin, 1959);- microsfere (Fox şi Dose, 1972);- jeewanu (K.Bahadur, 1966);- microsferele de NH4CN (M.Labadie, C.Cogere, C.Brechenmacher, 1967);- sulfobe (A.L.Herrera, 1940) sau plasmogeni (A.L.Herrera, 1942);- microstructuri de NH4CN – HCHO (A.E.Smith, J.J.Silver, G.Steinman, 1968);- microstructuri organice (C.E.Falsome, R.D.Allen, N.Ichinose, 1975);- microsfere de melanoidin şi aldocianoid (Kenyan şi Nissenbaum);- vezicule de lipide (Deamer, Oro, Stilwell).Existenţa datelor experimentale impune recunoaşterea şi aderarea la teoria evoluţiei biochimice de către majoritatea savanţilor (cu toate că şi ea are unele puncte slabe). Woese (1979) consideră că “tezele lui A.I.Oparin sunt inexacte atât în presupunerile lor de bază, cât şi în concluziile lor majore: astfel încât nu se pune problema modificării, ci a înlocuirii lor”.Argumentele aduse de Woese sunt următoarele:- evoluţia vieţii s-a realizat pe o cale fundamental nebiologică, în care sistemele vii au apărut doar sporadic, conectate cu procesele care le-au dat naştere;- radiaţiile ultraviolete, descărcările electrice şi temperaturile ridicate au putut activa ca energii distructive pentru sistemele biologice;- reacţiile biochimice fundamentale, fiind reacţii de dehidrogenare, nu se pot realiza în apă;- stările prebiologice trebuie să posede atributele fundamentale ale sistemelor vii, deoarece modul în care a apărut viaţa este, în esenţă, similar cu modul în care viaţa se menţine şi evoluează.Barbieri (1981) apreciază concepţia lui A.I.Oparin ca un exemplu de lamarckism molecular. Viziunea lui Oparin a fost dominată de postulatul despre rolul primordial al proteinelor în geneza vieţii.Woese susţine că lumina a fost sursa primară a proceselor energetice, iar Haldane este de părerea că rolul primordial aparţine acizilor nucleici. 4. Teoria panspermieiPotrivit acestei teorii, viaţa este eternă ca şi materia. Ea apare în acele locuri ale universului unde există condiţii adecvate. Termenul “panspermie” (din gr.“pan” – tot, pretutindeni, “spermio” – germene) a fost propus în antichitate de către filozoful grec Anaxagora. În secolul al XVIII-lea savantul francez G.Buffon vorbea despre circulaţia în spaţiu a “embrionilor de viaţă”. Teoria panspermiei a fost iniţiată în 1895 de S.Arhenius şi a fost susţinută pe parcursul timpurilor de mai mulţi savanţi. Această teorie include două ipoteze:a) Ipoteza cosmozoilor (litopanspermiei), care susţine că germenii au fost transportaţi cu ajutorul meteoriţilor. În meteoriţii analizaţi (Orgueil, Kabe ş.a.) au fost descoperite hidrocarburi, acizi aromatici, acizi graşi, aminoacizi (17), hidraţi de carbon (monoza, glucoza), compuşi azotaţi ciclici (adenina, guanina). Unii savanţi (Ch.Lipman, M.Calvin) susţin că aceşti compuşi au o origine biogenă, pe când alţii (V.Vernadski, A.I.Oparin, J.Haldane) – abiogenă.b) Ipoteza radiopanspermiei, care susţine că viaţa a apărut prin transformarea germenilor vieţii din corpurile cereşti dotate cu viaţă. F.Crick şi L.Orgel (1973) consideră că viaţa ar fi apărut pe o planetă mai veche care a beneficiat de condiţii favorabile, iar Pământul a fost “însămânţat cu forme vii elementare de către unele fiinţe inteligente”. În adeverirea acestei ipoteze se propune universalitatea codului genetic şi timpul relativ scurt între formarea Pământului şi apariţia bacteriilor şi cianobacteriilor.La moment, însă, viaţa sub o formă oarecare nu a fost depistată în Univers în afara Pământului (cu toate că teoretic nu poate fi exclusă existenţa ei, deoarece Pământul alcătuieşte doar o mică parte din Univers şi, dacă a putut să apară viaţă pe această parte mică, de ce nu ar putea exista în alte părţi ale Universului?).Studierea planetelor şi a sateliţilor lor a pus în evidenţă unele condiţii incompatibile cu viaţa (în înţelegerea noastră), cum ar fi temperaturile extreme (-170˚C – +700˚C), forţa de gravitaţie mică, radiaţia puternică etc. Mai favorabile ar fi condiţiile de pe Marte, care are o temperatură la ecuator de 27˚C, conţine oxizi de Fe (goethit), care reţin razele solare ultraviolete şi vaporii de apă.5. Teoria absorbţieiTeoria absorbţiei a fost formulată de A.Katchasky (Israel) şi presupune că apariţia vieţii a fost posibilă datorită prezenţei în mediu a unor minerale speciale (montmorilomit). Aceste minerale, manifestând proprietăţi catalitice, favorizează desfăşurarea reacţiilor de sinteză, absorbţia compuşilor organici şi chiar selecţia lor în prezenţa factorilor nefavorabili.A.Katchasky cu colaboratorii săi a reuşit să obţină polimeri ai aminoacizilor cu mase moleculare relativ ridicate, sugerând astfel o altă cale de apariţie a protobiopolimerilor.Fenomenele de absorbţie ar fi putut juca un rol important în condiţiile Pământului primitiv. De remarcat însă că apariţia aminoacid-adenilaţilor în medii care simulează condiţiile primare nu a fost pe deplin demonstrată.6. Teoria biostructuriiAceastă teorie a fost elaborată de savantul român E.Macovschi în 1958. Conform ei, o parte din substanţele protoplasmei vii prezintă o structură specială, caracteristică numai materiei vii, numită biostructură, iar cealaltă parte a protoplasmei este formată dintr-o soluţie intraplasmatică. Moleculele integrate în biostructură îşi pierd specificul lor, formând structuri caracteristice viului. O dată cu moartea protoplasmei vii, biostructura se distruge.Soluţia intraplasmatică este alcătuită din apă şi substanţe dizolvate în ea. În această soluţie au loc reacţii biochimice.Cele două formaţiuni ale protoplasmei se întrepătrund, materia biostructurală reprezentând o masă cu aspect spongios, străbătută de spaţii intracapilare anastomozate, iar soluţia intraplasmatcă este un furnizor de molecule şi energie pentru biostructură.În susţinerea acestei teorii pot fi aduse rezultatele ultramicroscopice obţinute de K.Poeter, J.Wolensewichi şi J.Tuker (1981) asupra structurii microreticulate a substanţei citoplasmatice.7. Teoria biosintezei “la rece” Savanţii români O.I.Simionescu şi F.Dénes (1980), oferind dovezi experimentale, presupun că viaţa a putut apărea nu în mediul apos, ci pe suprafeţele reci ale gheţurilor oceanelor sau pe cristalele de gheaţă din atmosferă. Idei asemănătoare au fost înaintate de S.Miller şi L.E.Orgel (1973). În aceste condiţii, din produşi primari (NH3, CH4, H2O) se sintetizează protobiopolimeri, apoi biopolimeri, care, la rândul lor, degradează în monomeri. Ca rezultat al autoasamblării compuşilor obţinuţi se formează protocelulele.Pornind de la un amestec de gaze primare (CH4, NH3, H2O), activate sub influenţa plasmei reci la presiuni relativ scăzute (0,5-5 mm/Hg) şi satisfăcând exigenţele unui sistem deschis la temperaturi de -60˚C, autorii au obţinut simultan structuri de tip polipeptidic, polizaharidic şi lipidic, însoţite de cantităţi limitate ale unor derivaţi cu masa moleculară mică, cum ar fi aminoacizi, zăharuri etc.Merită să fie subliniat şi faptul că protobiopolimerii sintetizaţi în condiţiile plasmei reci şi, în special, amestecurile bogate în structuri lipidice se autoasamblau în timpul dezgheţului în microsfere stabile cu un diametru de 10-50μ. (Aceste microsfere se asemănau cu microsferele lui Fox obţinute la temperaturi ridicate).Microsferele obţinute rezistau la temperaturi (până la 80˚C), precum şi la iradierile cu raze ultraviolete. Ele posedă un potenţial membranar de 30mV, dispun de proprietăţi semiconductoare de membrană şi rezistă la un pH alcalin (6-9). În baza concepţiei teoriei “bisintezei la rece” se pot face următoarele concluzii:- plasma rece, ca sursă de energie primară, a putut îndeplini un rol esenţial în evoluţia chimică;- apariţia protobiopolimerilor a fost posibilă pe unele suprafeţe cu regim termic negativ pe Pământul fără viaţă; – precursorii macromoleculari ai materiei vii au apărut prin acumularea şi recombinarea unor forme generate în faza gazoasă (atmosfera primară) sub influenţa plasmei reci;- protobiopolimerii structurali şi funcţionali s-au generat şi acumulat prin mecanisme de recombinare în timpul procesului de topire a gheţii;- principalii componenţi de natură biologică aveau o structură macromoleculară. Biomonomerii ar fi luat naştere prin mecanisme de hidroliză şi descompunere.8. Teoria ribotipuluiFondatorul teoriei ribotipului, Barbieri (1981), consideră că viaţa a apărut pe Pământ o dată cu strămoşii ribotipurilor actuale şi a evoluat trecând:1) etapa precelulară – apariţia ribozomilor (din ARN sau ribonucleoproteine), a nucleozidelor (cuacervate de ribozoizi) şi a heterozoidelor (nucleozizi membranari “contaminaţi” cu ADN);2) etapa protocelulară – sporirea greutăţii moleculare a ribozomilor şi formarea procariotelor şi microeucariotelor;3) etapa celulară – formarea din procariote a arhebacteriilor, iar din microeucariote – a eucariotelor, căpătându-se mitocondrii şi cloroplaste.9. Teoria progenotuluiConform acestei teorii (Sogin, 1972, Fox şi Woese, 1980), toate organismele actuale au o origine monoancestrală, ancestorul universal fiind progenotul – structură ipotetică cu organizare primitivă, mai simplă decât celula procariotă actuală. În progenot informaţia ereditară era determinată de acizii ribonucleici.De la progenot au pornit două linii primare evolutive ce au determinat apariţia arhebacteriilor şi eubacteriilor, la care s-a alăturat apoi linia evolutivă a eucariotelor. Teoria progenotului presupune că fiecare organism păstrează în sine sub formă de macromolecule informaţionale (semantide – ADN, ARN, proteine) calea istorică a organismului respectiv.Am analizat doar câteva din cele mai răspândite teorii ale originii vieţii. Evident, există şi alte concepţii şi ipoteze, care încearcă să răspundă la această întrebare sau să le completeze pe cele deja existente. Dar nici una din ele nu poate afirma cu certitudine că viaţa a apărut într-un anume mod.
Join Us On Telegram @rubyskynews
Apply any time of year for Internships/ Scholarships
