Komentarz do tekstu „Kierowana panspermia”Czas czytania: 8 min

Willard R. Chappell, Robert R. Meglen, Donald D. Runnells

2022-02-25
Komentarz do tekstu „Kierowana panspermia”<span class="wtr-time-wrap after-title">Czas czytania: <span class="wtr-time-number">8</span> min </span>

W niedawnym artykule Francis Crick i Leslie Orgel stwierdzili, że anomalne rozpowszechnienie molibdenu w żywych organizmach świadczy o tym, że życie mogło mieć swój początek w innym miejscu Wszechświata, a następnie zostało przetransportowane na Ziemię1. Ich argumentacja opiera się na porównaniu względnej obfitości i roli, jaką odgrywają z biologicznego punktu widzenia chrom, nikiel i molibden. Wskazujemy tu, że dokładniejsze przyjrzenie się tym pierwiastkom nie przemawia na rzecz ich wniosku.

 

Wprowadzenie

W niedawnym artykule Crick i Orgel omawiali możliwość, że życie dotarło na Ziemię wskutek świadomego działania inteligentnych istot z innej planety, o czym mówi teoria kierowanej panspermii2. Dyskutowali na temat prawdopodobieństwa takiego zdarzenia. Jako świadectwa zwiększające to prawdopodobieństwo autorzy podali dwa przykłady. Jeden z nich dotyczył anomalnej obfitości – jak się wyrazili – molibdenu w organizmach żywych w porównaniu z niklem i chromem. Na tej podstawie zasugerowali, że być może organizmy powstały w środowisku bogatym w molibden w innym miejscu we Wszechświecie. Naszym zdaniem dokładniejsze analizy występowania i roli molibdenu, niklu i chromu w przyrodzie wskazują, że anomalia, o której piszą autorzy Kierowanej panspermii, nie jest tak oczywista. Mamy oczywiście na uwadze to, że Crick i Orgel przyznali, iż prezentowane przez nich świadectwa nie są wystarczające, ale mimo to sugerują, że tego typu dane mogą być przydatne przy rozpatrywaniu możliwości pozaziemskiego pochodzenia życia. Być może nasze komentarze okażą się pomocne tym, którzy przychylnie spoglądają na argumentację Cricka i Orgela i chcieliby pójść ich tropem.

Argumentacja Cricka i Orgela zasadniczo przebiega w następujący sposób: 1) skład chemiczny organizmów żywych musi w pewnym stopniu odzwierciedlać środowisko, w którym one wyewoluowały; 2) rozpowszechnienie pierwiastków chromu, niklu i molibdenu na Ziemi wynosi odpowiednio, 0,20%, 3,2% i 0,02%; 3) podczas gdy molibden odgrywa ważną rolę w wielu reakcjach enzymatycznych, to chrom i nikiel są względnie nieistotne z punktu widzenia biochemii. W ten sposób autorzy dochodzą do wniosku, że molibden wydaje się anomalnie rozpowszechniony w chemicznym składzie żyjących dziś organizmów. Chcemy jednak wskazać, że podane liczby mogą nie być właściwe i istnieją mocne świadectwa na to, że chrom jest co najmniej tak samo ważnym mikroelementem jak molibden, podobnie zresztą jak nikiel, chociaż w tym przypadku sprawa jest nieco bardziej złożona.

 

Rozpowszechnienie i dostępność

Zacznijmy od kwestii rozpowszechnienia omawianych pierwiastków. Mimo że autorzy nie podają źródeł, na których się opierają, to przedstawione dane są wyraźnym uśrednieniem wartości dla całej planety3. Chociaż nie osłabia to drastycznie siły ich argumentu, to właściwsze wydawałoby się posłużenie się wartościami rozpowszechnienia litosferycznego tych pierwiastków, skoro organizmy, jak się zakłada, dotarły na Ziemię już po uformowaniu litosfery. Litosferyczne stężenia chromu, niklu i molibdenu (w jednostkach na milion) wynoszą odpowiednio: 83–370, 58–200 i 1–2,5 (wartości zostały podane w przedziałach, ponieważ uwzględniają różnice w ustaleniach poszczególnych badaczy)4. Niemniej istnieją różne powody wskazujące, że nie należy analizować organizmów w odniesieniu do stężenia pierwiastków w litosferze. Jeżeli jednak, jak to się powszechnie uznaje, wczesne stadia ewolucji form życia miały miejsce w głębi mórz, rozsądnie byłoby założyć, że oszacowanie stężenia tych pierwiastków właśnie w wodzie morskiej może być lepszym wskaźnikiem niż ich rozpowszechnienie w litosferze. Aktualne stężenia tych trzech pierwiastków w wodzie morskiej (w μg na litr) wynoszą – chrom: 0,13–0,25; nikiel: 2; molibden: 4–12 (przedziały znów wynikają z zestawienia rezultatów różnych badaczy)5. Jak widać, w porównaniu z pozostałymi dwoma pierwiastkami, molibdenu w wodzie morskiej jest względnie dużo, przynajmniej obecnie. Mimo że nie możemy przyjąć, że skład chemiczny wody był stały od początku życia organizmów na Ziemi, to dominująca wykładnia zawiera założenie, że skład wody pozostawał niemalże niezmieniony w ciągu co najmniej ostatniego miliarda lat6. Jeśli zaś idzie o rozpowszechnienie molibdenu przed pojawieniem się tlenu w atmosferze, wyliczenia i pomiary Konrada Krauskopfa7 wskazują na to, że w warunkach redukujących molibden i nikiel są niemal identycznie rozpowszechnione (w stężeniach wynoszących od około 0,1 do 0,01 dzisiejszych wartości), podczas gdy chrom jest dużo rzadszy.

 

Chrom, molibden i nikiel jako mikroelementy

Zaprezentowane powyżej kwestie należy koniecznie wziąć pod uwagę w rozważaniach na temat początków życia. W tym konkretnym przypadku wydaje się jednak, że twierdzenie, iż chrom i nikiel są w biochemii relatywnie nieistotne, jest szczególnie problematyczne. A można powiedzieć więcej, chrom został uznany za kluczowy czynnik w metabolizmie glukozy i nazywany jest czynnikiem tolerancji glukozy8. Istnieją także świadectwa, że odgrywa on niebagatelną rolę w metabolizmie lipidów i w syntezie białek9. Jest więc uznawany powszechnie za pierwiastek o istotnym znaczeniu.

Jeśli idzie o wagę niklu dla życia zwierząt i roślin, to wciąż spotyka się opinie, że pierwiastek ten nie pełni istotnych funkcji. Aczkolwiek coraz więcej danych empirycznych wskazuje, że mamy tu do czynienia z ważnym mikroelementem i niektórzy specjaliści przypisują mu spore biochemiczne znaczenie10. Nikiel aktywuje kilka mechanizmów enzymatycznych, a niektórzy badacze twierdzą, że odgrywa pewną rolę w ramach struktury RNA. Co ciekawe, prowadzono także badania nad niedoborami niklu u ptaków11.

Chrom, nikiel i molibden wydają się zatem odgrywać istotną rolę w biochemii i wielu naukowców zwraca uwagę na ich znaczenie w kontekście biologicznym. Kwestią otwartą jest, który z tych trzech mikroelementów jest najważniejszy. Tak czy inaczej, żaden z nich nie może zostać tak po prostu pominięty.

 

Wnioski

Choć idea Cricka i Orgela na temat tego, jak badać początki życia, wydaje się dość przekonująca, to kryje ona w sobie wiele bardziej złożonych problemów. Trzeba między innymi zdecydować, jakie elementy środowiska powinny wchodzić w skład chemiczny organizmów. Jakie organizmy i jakie ich części powinniśmy analizować?

Wydaje się też, że skład chemiczny organizmów należałoby porównywać z tą częścią środowiska, z którą organizmy te mają bliski kontakt. Rozpowszechnienie pierwiastków w skali planety lub kosmosu nie ma tu więc większego znaczenia. Wydaje się również, że właściwym przedmiotem analiz byłby prosty organizm, na przykład glony. Bardziej złożone organizmy mogły bowiem wchodzić w takiego rodzaju interakcje, które utrudniają wykrycie bliskiego związku z dawniejszymi warunkami środowiskowymi. Przykładowo, ilość danego pierwiastka, jaka została wchłonięta przez roślinę, nie musi być skorelowana z jego ogólną ilością obecną w glebie12. Dostępność pierwiastka dla danej rośliny zależeć może od wielu czynników, takich jak pH gleby, jej skład organiczny i wilgotność13.

Wielu autorów zwracało uwagę na te problemy, jeszcze zanim tekst Cricka i Orgela trafił do druku, aczkolwiek czynili to z innych powodów. Często zastanawiano się, jaki jest związek środowiska geochemicznego ze stanem zdrowia14. Pytanie o to, jak odróżnić zanieczyszczenia od naturalnych poziomów stężenia pierwiastków śladowych, jest kolejnym, na które udzielano różnych odpowiedzi. Jedną z propozycji było porównanie składu chemicznego krwi ze składem chemicznym litosfery15.

 

Podziękowania

Chcielibyśmy podziękować doktorowi Michaelowi Hambidge’owi ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Kolorado za bardzo cenne rozmowy dotyczące roli chromu w biologii.

Praca ta została zrealizowana w ramach grantu z NSF (R.A.N.N.), grant nr GI-34814X.

Willard R. Chappell, Robert R. Meglen, Donald D. Runnells

Oryginał: Comments on „Directed Panspermia”, „Icarus” 1974, Vol. 21, No. 4, s. 513–515. Przekład za zgodą redakcji czasopisma „Icarus” [dostęp 25 II 2022].

 

Przekład z języka angielskiego: Krystian Brzeski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 25.02.2022

 

 

 

Przypisy

  1. F.H.C. Crick, L.E. Orgel, Kierowana panspermia, tłum. K. Brzeski, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 23 luty [dostęp 23 II 2022] (przyp. tłum.).
  2. Por. Crick, Orgel, Kierowana panspermia.
  3. Por. V. Rama Murthy, Elements, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1972, s. 264.
  4. Por. R. Parker, Composition of the Earth’s Crust, w: Data of Geochemistry 6th Edition, ed. M. Fleischer, U.S. Geological Survey Professional Paper 440-D. Government Printing Office, 1967, s. D15.
  5. Por. D.W. Hood, Seawater Chemistry, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1972, s. 1066.
  6. Por. H.P. Eugster, Seawater, History, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1972, s. 1075–1078.
  7. Por. K.B. Krauskopf, Factors Controlling the Concentrations of Thirteen Rare Metals In Seawater, „Geochimica et Cosmochimica Acta” 1956, Vol. 9, s. 1–32.
  8. Por. E.J. Underwood, Trace Elements in Human and Animal Nutrition 4th Edition, Academic Press, New York 1971, s. 261.
  9. Por. Underwood, Trace Elements, s. 261.
  10. Por. H.A. Schroeder, Recondite Toxicity of Trace Elements, w: Essays in Toxicology, ed. W.J. Hayes Jr., Vol. 4 Academic Press, New York 1973, s. 108–109 [108–199].
  11. Por. Underwood, Trace Elements, s. 173.
  12. Por. V. Sauchelli, Trace Elements in Agriculture, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1969, s. 24.
  13. Por. W.L. Lindsay, Inorganic Phase Equilibria of Micronutrients In Soils, w: Micronutrients in Agriculture, eds. J.J. Mortvedt, P.M. Giordano, W.L. Lindsay, Soil Science Society of America Inc., Madison 1972, s. 41–57.
  14. Por. D.D. Hemphill, Trace Substances In Environmental Health, Proceedings 6th Annual Conference on Trace Substances in Environmental Health, Columbia, Missouri 1972, s. 399.
  15. Por. J. Tinker, Measuring the Elements In Man, „New Scientists” 1971, September 30, s. 728–730.

Literatura:

  1. Crick F.H.C., Orgel L.E., Kierowana panspermia, tłum. K. Brzeski, „W Poszukiwaniu Projektu” 2022, 23 luty [dostęp 23 II 2022] (przyp. tłum.).
  2. Eugster H.P., Seawater, History, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1972, s. 1075–1078.
  3. Hemphill D.D., Trace Substances In Environmental Health, Proceedings 6th Annual Conference on Trace Substances in Environmental Health, Columbia, Missouri 1972.
  4. Hood D.W., Seawater Chemistry, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York 1972, s. 1066.
  5. Krauskopf K.B., Factors Controlling the Concentrations of Thirteen Rare Metals In Seawater, „Geochimica et Cosmochimica Acta” 1956, Vol. 9, s. 1–32.
  6. Lindsay W.L., Inorganic Phase Equilibria of Micronutrients In Soils, w: Micronutrients in Agriculture, eds. J.J. Mortvedt, P.M. Giordano, W.L. Lindsay, Soil Science Society of America Inc., Madison 1972, s. 41–57.
  7. Parker R., Composition of the Earth’s Crust, w: Data of Geochemistry 6th Edition, ed. M. Fleischer,S. Geological Survey Professional Paper 440-D. Government Printing Office, 1967, s. D15.
  8. Rama Murthy V., Elements, w: Encyclopedia of Geochemistry and Environmental Sciences IVA, ed. R.W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Co., New York
  9. Sauchelli V., Trace Elements in Agriculture, Van Nostrand Reinhold , New York 1969.
  10. Schroeder H.A., Recondite Toxicity of Trace Elements, w: Essays in Toxicology, ed. W.J. Hayes Jr., Vol. 4 Academic Press, New York 1973, s. 108–199.
  11. Tinker J., Measuring the Elements In Man, „New Scientists” 1971, September 30, s. 728–730.
  12. Underwood E.J., Trace Elements in Human and Animal Nutrition 4th Edition, Academic Press, New York 1971.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *



Najnowsze wpisy

Najczęściej oglądane wpisy

Wybrane tagi