Počal život ve slídě?

Podle Bible i mladšího Koránu, byl život stvořen silou božího slova. Mytologie po celém světě, sahající do minulosti hlouběji, mají za nádobu života hlínu. Právě onu stvořitelé obdařovávali soběstačnou existencí. Podobně vznik života vidí i řada současných vědců, jen pro to volí termín „teorie živých jílů“. Článek v Biophysical Journal nyní uvádí další zajímavé důvody na podporu vzniku života v půdě. Staronovou hypotézu tak činí ještě přitažlivější.

Slída jak jí zná většina z nás. Foto: Kamu Malı, volné dílo.

Z představ o vzniku života stojí za to jmenovat teorie: „panspermie“, „prebiotické polévky“ a „RNA svět“. Mezi ty uznávanější a hodně diskutované, se řadí i teorie živých jílů. Ta argumentuje faktem, že jílové minerály jsou schopné na sebe vázat organické látky a že tudíž mohly katalyzovat syntézu klíčových organických molekul, včetně RNA. Pokusy činěné v tomto směru potvrdily, že molekuly ribonukleové kyseliny navázané na minerály, jsou stabilnější. Jíl také mohl prvotní biomolekuly chránit před UV zářením (hlavní to problém „RNA světa“).

Potvrdí pokusy, že za zrod života na Zemi vděčíme muskovitu? Kredit: Pascal Terjan, Wikimedia, CC BY-SA 2.0

K dalším podpůrným argumentům patří, že křehkým molekulám navázaným na minerál a z té strany chráněným, stále zůstává dost prostoru na reakce s okolím a k nastartování metabolismu. Nejčastěji se v tomto směru vyzdvihuje úloha montmorillonitu. Ten patří mezi hlavní součást jílů a hlín. Chemicky jde o fylosilikát, v jehož mřížce je mezi dvěma vrstvami tetraedrů Si-O vrstva oktaedrů Al-(OH). Do prostoru mezi vrstvami může vnikat voda a spolu s ní další malé molekuly.

Montmorillonitový jíl měl být úspěšným substrátem pro polymerizaci aminokyselin a nukleotidů do peptidů a oligomerů DNA při výzkumu vzniku života. Slída a montmorillonit mají stejnou aniontovou mřížku s hexagonální roztečí 0,5 nm.

Helen Greenwood Hansma, autorka článku v Biophysical Journal. Kr,dit: UC Santa Barbara

Helen Hansma ve svém článku v Biophysical Journal úlohu montmorillonitu zpochybňuje. Do hlavní role vzniku života staví slídu. Pod pojmem slída se nám nejspíš vybaví přísada do jiskřivých omítek nebo průhledné lístky využívané jako izolátory, například u vařičů, rychlovarných konvic a všude, kde se uplatní levný nevodivý a nehořlavý materiál snášející vysokou teplotu.

Monolit z mrákotínské žuly na III. nádvoří Pražského hradu obsahuje hned dva druhy slídy (tmavou i světlou). Jako „dvojslídná“ je vysoce ceněná. Kredit: Česká geologická služba.

Pod pojmem slída se ale ukrývá více než třicet minerálů. Chemicky jde o zvláštní skupinu alumosilikátů vytvářejících široké izomorfní směsi, ve kterých se nahrazuje Mg²⁺ - Fe²⁺ za Al³⁺ - Fe³⁺. Slídy mají typické vrstevnaté krystalové mřížky. Jejich celkové množství v zemské kůře se odhaduje na 3,8 %. K těm nejčastějším patří:

Biotit K(Mg,Fe²⁺)₃[(OH,F)₂|(Al,Fe³⁺)Si₃O₁₀] je jedním ze základních horninotvorných minerálů, který se velmi běžně vyskytuje ve většině hornin. Temně hnědá až černá barva biotitu je způsobena vysokým obsahem železa a hořčíku. U nás ho najdeme například v granodioritu v Horním Dvořišti.

Montmorillonit. Jeho krystalové listy drží pohromadě menší sodíkové ionty. Pro vznik života se jeví vhodnější, když listy udržují pohromadě velké ionty draslíku, jako je tomu u slídy. Kredit: Rob Lavinsky, Wikipedia, CC BY-SA 3.0

Muskovit KAl₂[(OH,F)₂|AlSi₃O₁₀] je převážně bezbarvý, čirý. U nás k vidění například v dvojslídné mrákotínské žule na Vysočině.

Lepidolit KLi₁,5Al₁,5[(OH,F)₂|AlSi₃O₁₀] je různých barevných odstínů - zeleného, růžového či fialového. U nás na vrchu Hradisko v Rožné u Bystřice nad Pernštejnem.

Podle Hansma to byly právě povrchy slídových plátků tím skvělým místem se vším potřebným pro vznik a růst organických molekul. Slída zastává jak funkci lešení, tak i „reakční komory“. Jeví se být ideálním místem, kde se mohly mohly vyvíjet a probíhat metabolické procesy. Výhodou slídy oproti montmorillonitu je, že její lístky drží víc pohromadě. Ve vlhku nebobtnají, a proto poskytují stabilnější prostředí. U montmorillonitu jeho pláty drží pohromadě menšími ionty sodíku. To vede k tomu, že při střídání vlhka a sucha dochází k bobtnání a smršťování, což není pro stabilitu prostředí potřebného pro vznikající život, zrovna optimální.

Další předností je přítomnost draselných iontů v jílu se slídou. To rovněž svědčí ve prospěch hypotézy „slídového jílu“ protože i dnes živé organismy mají v cytoplazmě svých buněk vysoké koncentrace draslíku. Slída se po všech stránkách jeví být pravděpodobnějším stanovištěm pro původ života než předpokládaný montmorillonit.

Na otázku, kde prebiotická sestava vzala energii potřebnou k udržení pochodů v době, kdy ještě neexistovala ta biochemická, autorka uvádí světlo a mechanickou energii, kterou zajišťovala voda když svým prouděním dovnitř a ven rozvírala a přivírala plátky minerálu. Otevírání a přivírání funguje jako velmi jemné nasávání uvádějící molekuly do kontaktu. Mechanika opatrného přitlačování struktur k sobě je vodou na mlýn vzájemným interakcím, což vzniku složitějších molekul rovněž prospívá.

Je nepravděpodobné, že bychom se někdy dozvěděli, jak se to se vznikem života před téměř čtyřmi miliardami let přesně událo. Asistence slídy se při tom ale zdá být dost pravděpodobná.