Éter a evoluční teorie 3 - fyzikální model evoluce

pondělí 16. listopad 2009 16:30

V předchozích příspěvcich (1, 2) bylo uvedeno několik argumentů, proč éterová teorie považuje vznik života za pokračování evoluce neživé hmoty. Při hledání nejpravděpodobnější cesty, kterou život na naší planetě mohl vyvinout můžeme v poslední době zaznamenat trend, který prosazuje molekulární cestu evoluce, tzv. mikroevoluce. Tento trend je dán pronikavými úspěchy vědy v oblasti biochemie a molekulární biologie. Pokud se však živá hmota vyvinula z neživé, neměli bychom zapomínat ani na fyzikální aspekty evoluce. Éterová teorie v tomto ohledu nabízí několik jednoduchých vodítek.

Podle éterového modelu je rozměrová škála většiny stabilních objektů odvozená od vlnové délky mikrovlnného pozadí vesmíru (střed rozměrové škály vesmíru), která má chování houby gravitačních vln s dutinami i zahuštěninami o rozměrech přibližně 1.7 cm. Každý objekt putující takovým prostředím jako vlnový balík - soliton se mu přizpůsobují tak, aby jeho hmota nebyla strukturou vakua ani příliš rozptylována, ani aby se příliš nehromadila. To je možné tehdy, pokud jsou jejich rozměry srovnatelné s vlnovou délkou mikrovlnného záření, které tak tvoří střed rozměrové škály stabilních útvarů v našem vesmíru. Menší objekty se postupně shlukují a vypařují na záření, větší objekty postupně gravitačně shlukují do menších útvarů až do stadia černých děr, ty nejstálejší o průměru několika cm pak mají životnost srovnatelnou se stářím pozorovatelného vesmíru, který dle teorie Velkého třesku tvořila počáteční singularita přibližně téže velikosti. Při cestě podél rozměru času se charakter solitonů postupně měníl, zvyšoval se v něm počet časoprostorových dimenzí, tj. útvary se stávaly čím dál složitější a čím dál více ovlivňovány šířením příčných vln energie, které se časoprostorem šíří kauzálně. Na konci své evoluce bude každý úspěšný soliton interagovat převážně s gradientní složkou fluktuací vakua a vnímat je jako kauzální vesmír, řízený fyzikálními zákony.

Houbovitá struktura mikrovlnných fluktuací vakua Evoluci hmoty jako cesta solitonu napříč časovou dimenzí časoprostoru v průběhu jedné generace

V důsledku toho je lidské vědomí definováno rozměry solitonů v lidském mozku, nejsložitější hmoty ve vesmíru tudíž odpovídají vlnové délce mikrovlnného záření, tj. asi 1.7 cm a této velikosti odpovídá také nejvyšší počet životních forem, především počet různých druhů hmyzu a vodního planktonu. Z tohoto modelu dále vyplývá, že pokud na zemi vznikl samovolně život, pak by jeho formy měly být od samého začátku poměrně velké, protože jen na takové škále se současně uplatňují všechny známé síly současně (slabá a silná jaderná interakce, elektromagnetická interakce, gravitace a v neposlední řadě i Casimirova síla). Chování takového komplexního systému bude od samého začátku nejsložitější možné, což samo o sobě zjednodušuje vysvětlení spontánního vzniku života jako složité formy existence hmoty, který vykazuje určité základní znaky jako pohyb, dráždivost (citlivost na vnější podněty), schopnost metabolismu a množení. Takový fyzikální systém by měl současně zahrnovat všechny fáze hmoty současně (tzn. pevnou látku, kapalinu i plyn), protože výsledná složitost opět zvyšuje pravděpodobnost samovolného vzniku života.

Na počátku minulého století se stala populární klasická Oparinova koacervátová teorie, která která s ohledem na výše zmíněné požadavky fyzikálnímu modelu evoluce vyhovuje nejlépe. Koacerváty jsou drobné bílkovinné shluky, které se samovolně tvoří v systému s vysokou koncentrací bílkovin apod. makromolekulárních látek. Za přítomnosti mýdel jsou tyto shluky stabilizovány tvorbou drobných kapiček, tzv. micel, které vznikají obalením bílkovin polárními molekulami tzv. mýdly. Mýdla jsou tvořena molekulami dlouhých uhlovodíkových řetězců, které se vyskytují například v přírodním petroleji a ropě. Naoxidováním jednoho konce molekuly se tento konec stane smáčivým vodou a začne se přichytávat k vodnímu povrchu a polárním molekulám, jako jsou bílkoviny. Zbylá část molekul zasahuje do olejové kapky a odděluje je od vody a od ostatních micel, brání tedy jejich vzájemnému spojování. Na tom je založen čistící účinek mýdla nebo saponátů: molekuly mýdla kapičky mastné špíny obalí a tím usnadní její smytí vodou. Na obrázku vlevo výše je vidět, jak zvětšující se přídavek mýdla nebo saponátu stabilizuje vznik micel na styku oleje a vody, kde se tvoří stálá olejovitá emulze.

Molekuly mýdel s delšími řetězci delšími než 10-12 atomů uhlíku mohou tvořit nejenom micely, ale i tzv. lipidické dvojvrstvy, což jsou základní stavební struktury živých buněk. Potravinářská majonéza je příkladem micel, které jsou stabilizovány mýdlem biologického původu, tzv. fosfolipidy - obsahuje jemné kapičky rozmixovaného tuku, které jsou vůči svému spojování stabilizovány tenkou vrstvou fosfolipidu lecithinu z vaječného žloutku na povrchu. Na obrazku výše je schéma vzniku tzv. reverzní micely z molekul tzv. fosfolipidů. Ty mají dvojitý uhlovodíkový ocásek, což usnadňuje jejich vzájemné spojování do pevné povrchové blanky. Vzniklý útvar je vevnitř i venku tvořen vodným roztokem, odděleným dvojvrstvou molekul molekul mýdla. Podobný útvar (dvojvrstvu) tvoří mimochodem i mýdlová bubliny - v bublinách jsou však naopak mastné části molekul obráceny směrem k povrchu, protože vzduch se vzhledem k vodě chová jako silně mastné, nesmáčivé prostředí.

Princip pohybu micel za molekulami mýdla adsorbovanými na povrchu

Vzniklé micely mají zajímavé fyzikální i chemické chování. Nejenomže se v roztoku samovolně obalují molekulami mýdla, ale dokonce je samy aktivně vyhledávají, lezou za nimi a sbírají je jako potravu. To je umožněno jevy povrchového napětí, které molekuly mýdla snižují. Micela na straně, kde se molekuly mýdla vyskytují, více přiléhá k podložce, "lepí" se na ni a zbytek kapky se na tuto stranu přivaluje. Toto chování si můžeme sami vyzkoušet, když dno čistého talíře umyjeme mýdlem, opláchneme jej a zalijeme čistou vodou a kápneme do něj malou kapičku oleje. Kapička se na dně talíře rozkutálí a začne z jeho povrchu sbírat molekuly mýdla a nabalovat je na sebe tak dlouho, dokud se "nezasytí". Při pokusech v laboratoři dokázaly kapičky oleje obíhat dno misky i několik minut, obrázek vpravo dokonce znázorňuje, že kapky se za svou "potravou" neváhají i vyšplhat po stupňovitém povrchu a jsou přitom schopné překonat pozoruhodně velké překážky.

Olejová kapka šplhající za molekulami mýdla po nerovném stupňovitém povrchu

Uvedený fyzikální systém představuje prototyp živého organismu, pokud si jeho vznik představíme například na příboji v mořské pláži. Snadno přitom můžeme předpokládat, že povrch praoceánu obsahoval množství organických látek - uhlovodíků příbuzných ropě, které se sopečnými procesy uvolňovaly z mořského dna a postupně se oxidovaly a hydrolyzovaly vodou. Uhlovodíkové, částečně zoxidované molekuly mají chování mýdla a díky vlnám příboje se nabalují na pláže, kde tvoří jemný povlak. Drobné mastné kapičky organických látek jsou příbojem rovněž vyvrhovány na pobřeží, kde cestují po molekulách mýdla a sbírají je do svého objemu, čímž současně rostou. Další příbojová vlna je spláchne zpátky a současně přitom roztříští ty největší kapky, kterým se podařilo nasbírat do svých "těl" co nejvíce mýdla. Těmto úspěšným kapkám - sběračům se tedy podaří založit potomstvo - při rozbití kapek se zachovává i chemické složení uvnitř jejich membrány. Opakováním tohoto procesu se postupně na hraně příboje nahromadí kapky, které v sobě dokážou molekuly mýdla nejrychleji hydrolyzovat a oxidovat v důsledku obsahu náhodně posbíraných biologických katalyzátorů, jsou tedy nejvíce "žravé". Takové buňky pak mohou postupně napadat i méně úspěšné kapky a připravovat je o jejich povrchovou vrstvu a postupně v oceánu převládnou.

Obří améby tvořené jednotlivými buňkami šplhající po dně Karibiku



Popsaný model vzniku života je samozřejmě zcela schematický a spekulativní a k jeho potvrzení je nutné dořešit celou řadu navazujících otázek. Je však zajímavý tím, že splňuje všechna kritéria éterového modelu: život podle něj vzniká spontánně za spoluúčastí většiny známých fyzikálních sil na mezifázovém rozhraní a produkuje přímo organismy dostatečné velikosti. Lze jej částečně aplikovat i na modely, podle kterých život vznikl nejdříve pod vodou v okolí sopečných sopouchů, kterými se na zemský povrch dostávaly uhlovodíkové molekuly. Vlny příboje zde nahrazují turbulence, vznikající uvolňováním vodní páry o vysokém tlaku do vody na dně oceánu. Pro tento model svědčí rovněž nedávný nález obřích jednobuněčných měňavek na dně ropných polí v Karibské oblasti, kde se vyskytují jako největší známé samostatně živé buňky o průměru téměř dva centimetry, které se po mořském dně pomalu pohybují jako jakési rosolovité váčky. Ale tento model je nejvíce zajímavý svou možností jednoduše vysvětlit problém tzv. homochirality života a vznik nukleových kyselin, čemuž bude věnován některých z dalších příspěvků. 

Creative Commons License
Blog, jehož autorem je Milan Petřík, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 3.0 Česko.

Milan Petřík

Související články


VdDOxbTYcVTaqvfsEnUhNXrFtwou03:3216.7.2011 3:32:04
bQlabrWJFlSJclGJyhQQhAAUR06:4015.7.2011 6:40:34
PetrikPod dešifrováním DNA02:5829.11.2009 2:58:15
Navrátil Josefpočátek DNA22:1725.11.2009 22:17:21
Petriknámět na dialog13:1617.11.2009 13:16:46
Navrátil Josefrány do prázdna09:4717.11.2009 9:47:16

Počet příspěvků: 6, poslední 16.7.2011 3:32:04 Zobrazuji posledních 6 příspěvků.

Milan Petřík

Milan Petřík

Aktuality a postřehy ze světa vědy

Astronomie, fyzika

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik