Počátky života: Jak starý je život na Zemi?

Ještě před několika stoletími se lidé domnívali, že je Země středobodem vesmíru a všechno se točí kolem ní. Teprve v 16. století označil Mikuláš Koperník za skutečný střed všehomíra Slunce. Nicméně postupně se ukázalo, že z kosmického hlediska není nic výjimečného ani na Sluneční soustavě, ani na celé Mléčné dráze, která tvoří jen jednu z mnoha galaxií. 

V jednom si přesto naše planeta svou výjimečnost udržela: Představuje jediné známé těleso v kosmu, kde se rozvinul složitý a rozmanitý život. Podle klasických školních hypotéz se na Zemi dostal buď z vesmíru, nebo vznikal přímo na ní. Božské stvoření coby netestovatelnou, a tudíž nevědeckou představu ponechme stranou, stejně jako vyvrácenou teorii samoplození.

Polévka zrození

Pokud jde o hypotézu, že se život zrodil přímo na Zemi, je stále populární mluvit o tzv. prebiotické polévce: Organismy se tedy zjednodušeně řečeno samy vyvinuly na povrchu planety z chemických látek rozpuštěných ve vodě, a to za přispění dopadů asteroidů, elektrických výbojů ve formě blesků a ultrafialových paprsků, jichž vzhledem k nepřítomnosti ozonové vrstvy bombardovalo povrch daleko víc než dnes. Proslulé pokusy, které v roce 1952 uskutečnili Stanley Miller a Harold Urey, sice skutečně ukázaly, že v takovém prostředí mohou z jednodušších, běžně se vyskytujících chemických látek vznikat složitější molekuly. Na otázku, zda se tak skutečně zrodil pozemský život, však jejich výzkum odpověď nenalezl.  

Uvažuje se také o možnosti, že se život nezformoval na bouřícím povrchu planety, nýbrž spíš na dnech oceánů v okolí hydrotermálních průduchů či v oblastech zemské kůry, kde panovalo stabilní prostředí s dostatkem tepla, vody i vhodných chemických látek. Nicméně metody, jak uvedenou hypotézu ověřit, nám zatím chybějí. Na vyřešení otázky „jak“ si tedy budeme muset ještě počkat. Při zkoumání dotazu „kdy“ se však můžeme k řešení záhady dostat mnohem blíž. 

O něco blíž pravdě

O události, která se odehrála před několika miliardami let, možná nebudeme mít nikdy zcela jasno. Určité hmatatelnější důkazy jsme už přesto získali a každým rokem jich přibývá. Často dokonce neuplyne ani měsíc, aby v médiích nezazněla zpráva o novém nálezu nejstarších dokladů pozemského života, jehož počátek se tak rok co rok posouvá do minulosti.

Důkazy jsou dvojího druhu – přímé a nepřímé. V prvním případě se jedná o mikrofosilie dávných organismů. Článek o jednom takovém nálezu vyšel například v časopise Geochemical Perspectives Letters a stavěl na chemické analýze zbytků molekul na domnělých mikrofosiliích nalezených v Austrálii. Práce francouzsko-japonského vědeckého týmu naznačila, že by pozůstatky mohly mít biologický původ, což by znamenalo přímý důkaz pozemského života zhruba před 3,4 miliardy let. Podobný výzkum fosilií nalezených v Austrálii zveřejnili také badatelé z University of Wisconsin-Madison – tentokrát se odhadované stáří pohybovalo dokonce okolo úctyhodných 3,5 miliardy let.

Stopy života

Pokud by byly uvedené hodnoty správné, znamenalo by to, že se život na Zemi vyskytoval již „pouhou“ miliardu let po jejím vzniku. Nelze ani vyloučit, že existoval ještě dřív. S hledáním tak starých pozůstatků se ovšem pojí zásadní potíž: Z příslušné doby máme pouze málo nepřeměněných hornin, které by dokázaly uchovat mikrofosilie až do současnosti. A čím dál do minulosti se snažíme dostat, tím je problém závažnější. Odborníkům tak často nezbývá než spoléhat na důkazy nepřímé, k nimž se řadí například stopy činnosti dávných organismů. Jedná se o stejně zajímavý a pozoruhodný vědecký materiál, ale na rozdíl od přímých důkazů se obtížněji ověřuje. 

Nešlo však o jedinou práci, která vznik života posunula do tak vzdálené minulosti: Nález možných pozůstatků mikrobiálního života ohlásila také studie publikovaná v roce 2017, jež se zaměřila na horniny z okolí hydrotermálních průduchů. Jejich stáří přitom vědci odhadli na neuvěřitelných 3,77–4,28 miliardy let!

Pod vlivem Měsíce

Další, tentokrát už opravdu velmi nepřímou metodu pro hledání počátků života využili letos britští badatelé: Na stránkách časopisu Nature Ecology & Evolution se danou otázku pokusili rozřešit pomocí nástrojů molekulární biologie, potažmo metodou tzv. molekulárních hodin. Její pomocí se určují „vzdálenosti“ mezi druhy na základě srovnání množství mutací v jejich genetické informaci. 

Postup vědci aplikovali na 29 genů u 102 různých organismů, od mikrobů přes rostliny až po živočichy. A dospěli k závěru, že poslední univerzální společný předek všech žijících organismů – neboli LUCA, z anglického „Last Universal Common Ancestor“ – se na Zemi vyskytoval už před neuvěřitelnými 4,5 miliardy let! Jednalo se tudíž o dobu vzápětí po vzniku planety a po její srážce s Theiou, tělesem o velikosti Marsu. Jeho dopad vymrštil na oběžnou dráhu obrovské množství materiálu, jenž se později vlivem gravitace zformoval a stal se základem pro zrod Měsíce. 

TIP: Jsme ve vesmíru sami? Rozhovor s vědcem z Fyziologického ústavu Akademie věd

Zdá se tedy, že se život na Zemi objevil – alespoň z geologického hlediska – poměrně záhy a rozhodně nelze vyloučit, že existoval už před čtyřmi miliardami let. Jde tak jistě o zajímavé zprávy i v souvislosti s možným výskytem živých forem na planetách mimo naši soustavu či na jiných vesmírných tělesech s vhodnými podmínkami. Přesto je třeba mít na paměti, že při zkoumání tak dávných událostí nelze dělat ukvapené závěry. Minimálně uvedená čísla se totiž mohou – a patrně i budou – v dalších letech ještě výrazně měnit.