Nejstarsi zivot na Zemi byl permanentnim prekonavanim krizi. Gottfried Schatz

V cem spociva jedinecnost zive hmoty? Ma nekonecne komplexnejsi stavbu nez hmota neziva. Je nejkomplexnejsi hmotou, jakou zname."Komplexnost" struktury lze definovat jako mnozstvi informaci, kterych je treba k uplnemu popisu teto struktury a k jeji replikaci. Tyto informace jsou obsazeny v nasi dedicne hmote, v DNA. Informace ulozene v kazde bunce naseho tela odpovidaji jedne miliarde slov. Takove mnozstvi vyda na dva az tri tisice petisetstrankovych knih. Komplexnost zive hmoty je tedy nepredstavitelne velka.

Presto dokazeme genetickou informaci ulozenou v nasich bunkach cist. Geneticke pismo vsech zivych organismu je stejne, proto muzeme dedicnou hmotu ruznych zivych organismu cist jako knihy a vzajemne je porovnavat.

Nasledujte me ve sve fantazii do doby pred 4 miliardami let. Tehdy byla nase Zeme teprve 600 - 700 milionu let stara a mnohem aktivnejsi a rusnejsi nez dnes. Uz se ochladilo natolik, ze se mohly vytvorit prvni more, mnohem teplejsi nez jsou ty dnesni, a atmosfera byla jeste zcela bez kysliku. Protoze nebyl kyslik, nemohl se vytvorit ani zadny ozon, ktery by zemsky povrch chranil pred ultrafialovymi slunecnimi paprsky. Pusobenim vysoke teploty, intenzivniho ultrafialoveho zareni, mnoha aktivnich vulkanu a castych mocnych bourek se v uplynulych stovkach milionu let vytvorily ze skal, vody a z atmosferickych plynu latky podobne cukru, ktere se rozpustily v mori a pomalu se v nem koncentrovaly. Dnes by tyto cukru podobne latky velmi rychle rozlozily bakterie a jine zive organismy, ale tehdy tyto latky vydrzely miliony let. Zacaly spolu chemicky reagovat a tvorit stale slozitejsi slouceniny.

Pred priblizne 4 miliardami let vznikly prvni zive bunky. Jsme si do znacne miry jisti, ze se prvni primitivni zive organismy zivily cukru podobnymi latkami, ktere se nachazely v morich. Latkova vymena techto prukopniku zivota se podobala latkove vymene dnesnich kvasinek, kdyz ve vinnem sudu premenuji cukr na alkohol. Rovnez jako dnesni kvasinky nepotrebovaly ani prvni zive organismy zadny plynny kyslik.

Jak se zivot stale vice rozsiroval, cukry v morich se rychle spotrebovavaly. Doslo k obrovske energeticke krizi. Nevime presne, kdy nastala, ale jejim nasledkem pravdepodobne navzdy vyhynula velka cast tehdejsich zivych organismu.

Presto se vsak najednou vynoril zivy organismus, ktery dokazal jako zdroj energie vyuzit slunecni svetlo. Toto byla zajiste nejdulezitejsi udalost ve vyvoji zivota na Zemi. Poprve mely zive bunky k dispozici neomezeny zdroj energie. Tyto nove zive organismy se rozmnozovaly takrka bez omezeni a zaplavily celou zemekouli.

Zanedlouho nasledovala dalsi katastrofa. Zive organismy, ktere se doposud vyzivovaly jen ze slunecniho svetla, uvolnovaly z morske vody jako vedlejsi produkt kyslik. Ten unikal z vody do atmosfery a koncentrace kysliku v atmosfere zacala stoupat. Kyslik je vsak pro zive bunky jedovaty, nebot oxidaci poskozuje mnohe jeji dulezite soucasti. Kvuli tomuto obrovskemu znecisteni zivotniho prostredi jedovatym plynnym kyslikem doslo opet k ekologicke katastrofe: vetsina zivych organismu, vice nez 99% vsech druhu, vyhynula.

Nekolik malo zivych organismu si vsak vytvorilo vuci kysliku ochranne mechanismy a dokazalo se v novem prostredi bohatem na kyslik rozmnozovat. Mnohe z techto mechanismu funguji dodnes v bunkach naseho tela, predevsim v nasich plicich. Zivot se opet zotavil. Zemsky povrch byl opet plny zivych bunek a latek podobnych cukru, ktere vznikaly po smrti techto bunek.

Nakonec se vyvinuly bunky, ktere dokazaly spalovat latky podobne cukru s pomoci kysliku a vyuzit pritom uvolnenou energii. Vznikly prvni dychajici bunky! Tyto dychajici bunky byly parazity zijicimi z odpadu ostatnich bunek. Navzdory tomu byly velmi uspesne, protoze dokazaly rust i v noci a rozmnozovat se i bez slunecniho svetla.

Pred dvema az tremi miliardami let existovaly tedy tri hlavni druhy zivych organismu. Vsechny tyto druhy byly tim, co dnes nazyvame bakterie: jednodobunecnymi organismy, ktere mely jen malo dedicne hmoty DNA a ktere se sice rychle rozmnozovaly, ale nemohly vytvorit zadne mnohobunecne struktury. Prvni druh techto zivych organismu ziskaval energii ze slunecniho svetla. Druhy druh spaloval, nebo jak rikame, predychaval zbytky zivych organismu. A treti druh nedokazal ani jedno ani druhe a odbouraval cukry podobne jako uplne prvni primitivni zive organismy, nebot k tomu nepotreboval kyslik. Tento treti druh byl z pocatku pravdepodobne malo uspesny, protoze na vyrobu energie vyuzival zastaralou metodu.

A prave temto zastaralym bunkam tretiho druhu se asi pred 1,5 miliardou let podaril mistrovsky kousek: zachytily dychajici bunky a drzely je v zajeti ve svem nitru. Tito bakterialni cizorodi pracovnici od te chvile produkovali - tim, ze dychali - energii pro svoje hostitelske bunky. Jako protisluzbu nabizely hostitelske bunky zachycenym bakteriim ochranne prostredi. Tato symbioza mela zrejmy prinos pro oba partnery. Novy typ zivota, ktery vznikl splynutim dvou typu organismu se rozmnozoval a dokazal poprve vytvorit slozite mnohobunecne rostliny a zivocichy.

V pribehu uplynule 1,5 miliardy let si zachycene dychajici bakterie cim dal vice zvykaly na svoje hostitelske bunky a zanedlouho bez nich nedokazaly zit. Staly se dychacimi organy bunek naseho tela. Kazda z nich ma uvnitr sto az tisic bakteriim podobnych telisek, ktere pro nas spaluji potravu. Nazyvame je mitochondrie. Nase mitochondrie maji stale jeste vlastni DNA, ktera je velmi podobne DNA bakterii. V nasich bunkach se tedy nachazeji dva druhy dedicne hmoty: mnohem vetsi cast je v takzvanem bunecnem jadre a sklada se priblizne stejnym dilem z dedicneho materialu po matce a po otci. Mala cast dedicne hmoty se vsak nachazi v mitochondriich a tato cast pochazi z 99% od matky!

My vsichni, kteri jsme zde, jsme tedy vznikli splynutim dvou zivych organismu a vy se ted muzete zeptat, ktera cast meho tela sem ja sam a ktera cast jsou ti druzi. A ja se ptam vas: Existuje lepsi priklad, ktery by nam vysvetlil, do jake miry jsme soucasti jednoho velkeho celku?

Jan Culík | Department | Home