Πώς δημιουργήθηκε η ζωή; (1ο Μέρος)

Αν στην προηγούμενη ανάρτηση ισχυρίστηκα ότι το Σύμπαν δεν είναι δημιούργημα, δεν μπορώ να πω το ίδιο και για την ζωή. Η ζωή, η έμβια ύλη δηλαδή, δεν εμφανίζεται ταυτόχρονα με την άζωη ύλη. Δεν εμφανίζεται ακαριαία με την δημιουργία των σωματίων της ύλης. Αντίθετα, εμφανίζεται σε ένα στάδιο εξέλιξης της ύλης, όπου απαιτείται ένα στάδιο οργάνωσης ανώτερο από το προηγούμενο. Το πέρασμα δηλαδή του συστήματος από μια αρχική κατάσταση αταξίας σε μια πληρέστερη οργανωμένη τάξη, ας την πούμε ευταξία. Όμως για την αυτοοργάνωση αυτή πιο κάτω θα πούμε περισσότερα.

Ας τα πάρουμε όμως με τη σειρά, ώστε η ανάρτηση αυτή να μπορεί να αποτελέσει τη συνέχεια της προηγούμενης, ώστε να κατανοηθεί το αέναο γίγνεσθαι των κόσμων σε όλες τις εκφάνσεις του.

Πράγματι, η ύπαρξη είναι το θεμελιακό σύνολο των άπειρων εκφάνσεων του Είναι. Η ύλη σαν ουσία είναι η βάση όλων των πραγμάτων και των φαινομένων του κόσμου ή καλύτερα των κόσμων που περιέχονται στο Σύμπαν. Θεμελιακά είναι αγέννητη και άπειρη στο χώρο και το χρόνο. Βρίσκεται σε συνεχή κίνηση και αλληλουχία με τον κόσμο σε ένα αέναο γίγνεσθαι. Τοπικά εναλλάσσεται ανάμεσα στη εμφάνιση και την εξαφάνιση, την δημιουργία και την καταστροφή, την γέννηση και το θάνατο. Συνεπώς μέσα στο αέναο γίγνεσθαι ο χρόνος γένεσης δεν θεωρείται «αρχή» αλλά μια στιγμή του απείρου. Ακόμα και το big bang σαν τοπικότητα μέσα στο αχανές άπειρο σύμπαν είναι μία «στιγμή» που σηματοδοτεί μία σχετική αρχή μέσα στον άπειρο συμπαντικό χρόνο.

Επίσης, η ύλη δεν είναι στατική και αμετάβλητη, αλλά εναλλάσσεται ανάμεσα σε μορφές άπειρης πολυμορφίας και δομής. Κάθε υλική μορφή διαθέτει μία ανεξάντλητη πολυμορφία δομικών συνδέσεων στην κλίμακα των επιπέδων οργάνωσης. Τα επίπεδα αυτά δημιουργήθηκαν στην πορεία εξέλιξης των κόσμων. Τέτοια επίπεδα (μέχρι στιγμής) είναι το υποκβαντικό, το κβαντικό, το ατομικό, το μοριακό, το μακροσκοπικό, το γαλαξιακό και το κοσμικό, τουλάχιστον σε ό,τι αφορά το παρατηρήσιμο μέρος του Σύμπαντος. Ανάλογα δημιουργήθηκε και μία κλίμακα της συνθετότητας της ύλης, όπως είναι η μικροσωματική, η σωματιδιακή, η ατομική, η μοριακή, η έμβια και η έλλογη ζωή, που προϋποθέτει την μέγιστα δυνατή οργάνωση της οργανικής και έμβιας ύλης. Αν υπάρχει άλλο ένα επίπεδο, για μας είναι άνευ σημασίας αφού δεν έχει πέσει στην αντίληψή μας.

Πριν δούμε όμως τι είναι αυτό που αναγκάζει την ύλη να οργανωθεί και να εξελιχθεί σε έμβια και έλλογη ζωή καλό θα ήταν να απαντήσουμε πρώτα στο ερώτημα τι είναι αυτό που διακρίνει την ανόργανη από την οργανική ύλη και σε τελευταία ανάλυση από την έμβια και έλλογη ζωή.

Το πρόβλημα αρχικά απαντάται από την χημεία που την χωρίζει σε δυο κλάδους, την ανόργανη και την οργανική. Κύριο χαρακτηριστικό είναι οι ενώσεις του άνθρακα. Οι ενώσεις αυτές είναι που δημιουργούν τους δεσμούς, τις διασυνδέσεις δηλαδή ανάμεσα στα άτομα που συνθέτουν τα μόρια των χημικών ενώσεων. Οι πάμπολλοι συνδυασμοί των ατόμων του άνθρακα λοιπόν δημιουργούν εκατομμύρια ενώσεις με άτομα του υδρογόνου, του αζώτου, του οξυγόνου και άλλων στοιχείων που και αυτές με τη σειρά τους δημιουργούν μια εκπληκτική ποικιλία μορίων, τις αλυσίδες, μέσα από τις οποίες συγκροτείται η χημεία της ζωής, αυτής που ονομάζουμε οργανική χημεία. Στην κατηγορία αυτή εξαιρούνται το μονοξείδιο και το διοξείδιο του άνθρακα μαζί με δυο τρία ακόμα στοιχεία που περιέχουν μεν άνθρακα, όμως δεν ανήκουν στην οργανική χημεία.

Πριν δούμε πώς γίνεται το πέρασμα από την ανόργανη ύλη στην οργανική πρέπει να απαντήσουμε και στο ερώτημα «τι είναι ζωή» ή «τι διαφοροποιεί την ανόργανη ύλη από έναν ζωντανό οργανισμό».

Αυτό που διαφοροποιεί τη «νεκρή ύλη» από ένα ζωντανό οργανισμό είναι ότι ο δεύτερος έχει την ικανότητα της αναπαραγωγής. Παράγει δηλαδή αντίγραφα του εαυτού του. Έπειτα έρχεται ο αγώνας για επιβίωση και η φυλογένεση, όμως γι αυτά θα μιλήσουμε πιο κάτω.

Αυτή είναι η αυτοοργάνωση της ύλης που στην διαλεκτική αποτελεί ένα εξελικτικό άλμα προς τα μπρος ή προς τα πίσω (οπισθοδρόμηση), αν και το «μπροστά» και «πίσω» είναι δυο σχετικές έννοιες. Αρχικά όμως θα πρέπει να αναφερθούμε σε ότι αναγκάζει ένα υλικό μόριο να αποκτήσει ζωή.

Από την ανόργανη ύλη μπορούμε να περάσουμε στην οργανική και την εμφάνιση της ζωής (γέννηση) και με το θάνατό της στην αποσύνθεση και την επιστροφή σε άλλα υλικά, μέσα από τα οποία με χημικές αντιδράσεις θα εμφανιστεί και πάλι μια καινούρια ύπαρξη. Η εναλλαγή ανάμεσα στη γέννηση και στο θάνατο, τον μετασχηματισμό και την διατήρηση, είναι το αέναο γίγνεσθαι της ύλης, όπου από το απλό περνάμε στο σύνθετο και από το σύνθετο στο πολυσύνθετο όπου εμφανίζονται νέες δομές και μορφές ζωής με αποκορύφωμα την έλλογη ζωή που αναπαράγει τον εαυτό της. Όμως, πάντα μέσω της φυσικής δημιουργίας, του μετασχηματισμού και της διατήρησης, όταν το περιβάλλον θα ευνοεί την διατήρηση.

Δηλαδή, αυτή η αυτοοργάνωση προϋποθέτει ότι οι χημικές δομές που θα ελέγχουν και θα κατευθύνουν όλη τη μελλοντική δραστηριότητα του μορίου πρέπει να είναι κάτι σαν ένα πρόγραμμα σε υπολογιστή. Τι είναι αυτό που θα κατευθύνει την διαδικασία για την μελλοντική εξέλιξη του μορίου; Η περιβόητη αρχιτεκτονική της διπλής έλικας είναι η θεμελιώδης βάση της ζωής και όσο να σας φαίνεται απίθανο αυτή είναι χημική! Αυτά που ευθύνονται για την δημιουργία του DNA και RNA δεν είναι άλλα από τα νουκλεϊνικά οξέα! Αυτή είναι φίλοι μου η βάση της ζωής, σε όλα τα οργανικά μόρια που έχουν ζωή. Από το φύκι μέχρι τον άνθρωπο!

Πουθενά σε όλη αυτή την διαδικασία δεν συναντούμε κάποια μεταφυσική οντότητα. Η «ψυχή» είναι παλαιολιθική έννοια και πολύ κράτησε. Απορρίψτε την!   

Τώρα όμως πρέπει να βρούμε τρόπο να συνδέσουμε την ανόργανη με την οργανική χημεία, ώστε να αρθούν ακόμα και οι μηχανιστικές αντιρρήσεις.

Ο χωρισμός της ανόργανης από την οργανική χημεία έγινε το 1752 από τον Λομονόσοφ.

Όμως, όχι και πολλά χρόνια πριν, πιστευόταν ότι η χημεία απαγορεύει το πέρασμα από την ανόργανη στην οργανική. Η «λογική» αυτή υπαγορευόταν από τον Βιταλισμό, μια ιδεαλιστική άποψη αιώνων που δεχόταν ότι η ύπαρξη της ζωής οφείλεται στη ζωτική δύναμη (vis vitalis) που υποτίθεται προϋπάρχει σε όλες τις ζωτικές λειτουργίες των έμβιων οργανισμών.

Ο γερμανός χημικός Friedrich Wöhler όμως από το 1824 αμφισβήτησε την παραδοχή του Βιταλισμού παρασκευάζοντας οξαλικό οξύ από δικυάνιο, μια ουσία δηλαδή που την παράγουν ζωντανοί οργανισμοί από ανόργανα άλατα! Τέσσερα χρόνια μετά έδωσε και τη χαριστική βολή στον Βιταλισμό συνθέτοντας μια οργανική ουσία, την ουρία, θερμαίνοντας μια ανόργανη ουσία (κυανιούχο αμμώνιο). Η ουρία παράγεται μόνο στα ούρα των ζωντανών οργανισμών!

Αν αυτό που ο Βέλερ έκανε στο εργαστήριο ήταν εφικτό, τότε η φύση θα μπορούσε να το κάνει ακόμα καλύτερα, έχοντας σαν σύμμαχο τον χρόνο. Και τα αποθέματα του χρόνου, πιστέψτε με, ήταν αστρονομικά! Κάπως έτσι άρχισε να διατυπώνεται αυτό που θα οδηγούσε στην βιολογία και θα απαντούσε στο ερώτημα τι είναι ζωή. Οι υποθέσεις και τα πειράματα στήριξαν τις αρχές της που η πρώτη και καθοριστική ήταν ότι και τα βιολογικά συστήματα υπακούουν στους νόμους της φυσικής και της χημείας χωρίς να προϋποθέτουν δυνάμεις βιταλιστικές. Ο υλισμός ήταν αυτός που κυριάρχησε και στην βιολογία, που θεμελίωσε την άποψη ότι η ζωή και το πνεύμα βρίσκεται σε χρονική υστέρηση από την εμφάνιση της ανόργανης ύλης, ενώ η ζωή εμφανίζεται, σαν ενδογενής δυνατότητα, σε ένα συγκεκριμένο στάδιο εξέλιξης της ύλης (Antonio Gramsci 1891-1937).

Η ζωή λοιπόν δεν ήταν τίποτα περισσότερο από ένας συνδυασμός οργανικών χημικών ενώσεων που προήλθαν από κάποια κρίσιμη χημική αντίδραση ανόργανων ουσιών, παράγοντας ένα μόριο που σε κάποια στιγμή της εξέλιξής του αυτοοργανώθηκε σε τέτοιο βαθμό που κατάφερε να παράγει αντίγραφα του εαυτού του. Ούτε ψυχές, ούτε θεοί! Απλή χημεία φίλοι μου και μηχανισμοί αυτοοργάνωσης, δηλαδή τρόποι συμπεριφοράς εξελιγμένων βιολογικών συστημάτων που ο διάσημος μαθηματικός και Χημικός Ilya Prigogine τις ονομάζει «δομές διασκορπισμού», θεωρία που του χάρισε μάλιστα και το βραβείο Nobel Χημείας, όμως είναι  θέμα που άπτεται των μαθηματικών και δυστυχώς δεν είναι του παρόντος. Απλά να σημειώσω μόνο ότι χάρη στη συμβολή του Progogine η επιστήμη της μη αντιστρέψιμης θερμοδυναμικής μεταμορφώθηκε θεμελιακά και γεφυρώθηκε το χάσμα ανάμεσα στα βιολογικά και κοινωνικά επιστημονικά πεδία της έρευνας. Για την εργασία του μπορείτε να δείτε εδώ και εδώ.

Επίσης δείτε μια συνέντευξη που έδωσε παλαιότερα στην Αθήνα.

Ο αβιογενής σχηματισμός οργανικών ουσιών πυροδότησε νέες αντιδράσεις και ερωτήματα που κάποιοι προσπάθησαν να τα απαντήσουν θεωρώντας ότι η ζωή στη Γη… ήρθε από το διάστημα!

Πολύ αφελής άποψη, που πλησιάζει αυτή της δημιουργίας της Γης από το θεό! Κανένας δεν αμφιβάλει ότι οργανικά μόρια, σαν ενώσεις του άνθρακα με το υδρογόνο, το οξυγόνο, το άζωτο ή άλλων ουσιών μπορούν να δημιουργηθούν στο διάστημα. Οργανικές ρίζες έχουν παρατηρηθεί όχι μόνο στις χαμηλές θερμοκρασίες του κενού χώρου του διαστήματος, αλλά και στις υψηλές των άστρων, όπως του Ήλιου. Το ίδιο συμβαίνει και σε πλανήτες που δεν είναι καθόλου απίθανο να φιλοξενούν διάφορες μορφές ζωής, ακόμα και πολύ διαφορετικές από τη δική μας. Σε πολλούς μετεωρίτες που έφτασαν στη Γη βρέθηκαν υδρογονάνθρακες και άλλα οργανικά στοιχεία. Αυτό δεν σημαίνει ότι η ζωή προήλθε από το διάστημα. Μια τέτοια άποψη θα μετέθετε το αίνιγμα της εμφάνισης της ζωής αλλού, αντί να το λύσει! Έχω την εντύπωση ότι τέτοιες απόψεις διατυπώνονται από κάποιους μόνο για προβολή και όχι για να προσθέσουν κάτι στο προαιώνιο ερώτημα. Μια τέτοια άποψη περισσότερο με υπεκφυγή ταιριάζει. Αν αυτό που προήλθε από το διάστημα εμφανίστηκε σε κάποιο πλανήτη, ποιος ο λόγος να μην εμφανιστεί και στον δικό μας; Αν πάλι μπορούμε να δικαιολογήσουμε την εμφάνιση ζωής σε κάποιο πλανήτη, τι μας απαγορεύει να πούμε το ίδιο και για τη Γη; Τέλος, αφού υπάρχει αυτή η δυνατότητα ποιος ο λόγος να μην θεωρήσουμε ότι η Γη μας, αντί να πήρε ζωή από το διάστημα, δεν έσπειρε και μερικούς σπόρους αλλού;

Όμως το ζητούμενο τώρα είναι η απάντηση στο ερώτημα: Πώς δημιουργήθηκε η ζωή ή καλύτερα πώς προκλήθηκαν οι χημικές αντιδράσεις που με τη σειρά τους προκάλεσαν την εμφάνιση της ζωής στον πλανήτη μας;

Ο πρώτος σχηματισμός οργανικών ουσιών πρέπει να προήλθε από ενώσεις του άνθρακα, του υδρογόνου και του οξυγόνου, δημιουργώντας υδατάνθρακες, νουκλεϊνικά οξέα και πρωτεΐνες, αμινοξέα και λιπίδια. Αυτά ήταν τα δομικά στοιχεία της ζωής. Τα μόρια πρωτεΐνης είναι οι αλυσίδες που δημιουργούν τα αμινοξέα, ενώ τα πολύ μικρά νουκλεοτίδια  είναι μόρια που σχηματίζουν κι αυτά αλυσίδες δομικών λίθων των γνωστών μορίων DNA που είπαμε πιο πάνω και περιέχουν τις πληροφορίες που συγκεντρώνονται μέσω της φυσικής επιλογής.

Τα οργανικά αυτά μόρια αναπτύχθηκαν σε μια «αρχέγονη σούπα» πριν τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια. Τέτοιες αρχέγονες σούπες δημιουργήθηκαν τυχαία σε ρηχές θάλασσες και λίμνες του πλανήτη που ευνόησαν τέτοιες χημικές αντιδράσεις. Οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί που δημιουργήθηκαν από τα πρώτα αμινοξέα ήταν οι μονοκύτταροι οργανισμοί. Τα πιο παλιά απολιθώματα μικροοργανισμών χρονολογούνται προ 3,5 δισεκατομμυρίων ετών. Το πάχος του χρόνου ήταν αρκετό, ώστε η φύση να «πειραματιστεί» για εκατομμύρια χρόνια μέχρι να επιβιώσει ένας οργανισμός και να αποκτήσει την δυνατότητα να τραφεί από το αρχικό διάλυμα, να αποκτήσει δηλαδή μεταβολισμό με το περιβάλλον του και τέλος την δυνατότητα να αναπαραγάγει τον εαυτό του.

Οι πρώτες αυτές αρχέγονες ζωές δεν προσαρμόστηκαν μόνο στο περιβάλλον τους, αλλά παράλληλα το άλλαξαν (φωτοσύνθεση). Μέσα απ’ όλες αυτές τις αλλαγές κάποιοι οργανισμοί διατηρήθηκαν και επιβίωσαν. Οι περισσότεροι απορρίφτηκαν ή έγιναν τροφή των πρώτων.

Η ζωή, στον πλανήτη μας, είχε αρχίσει!

Πάλι στο καλύτερο σας κόβω. Όταν έκανα μεγάλες αναρτήσεις μου φωνάζατε πώς σας κουράζω. Κάποιοι ούτε που τις διάβαζαν. Προτιμούσαν το facebook, όπου οι αργόσχολοι γράφουν μια φράση και οι «φίλοι» νωχελικά κάνουν… like! Οι υπόλοιποι αναζητούν εχθρούς για να δείξουν την «εξυπνάδα» τους.

Για τα ευτράπελα που συμβαίνουν ανάμεσα στους «φίλους» του φατσοβιβλίου, σας υπόσχομαι μια ανάρτηση στο μέλλον. Όμως για την συνέχεια «πώς εμφανίστηκε η ζωή» ή «πώς δημιουργήθηκαν στο εργαστήριο τα πρώτα αμινοξέα», στην επόμενη ανάρτηση στις 9 του Ιούνη.