Możecie mi wierzyć lub nie, ale znalazłem ostatnio księgę, a w niej przepis na pierwotną zupę – tę samą, w której ponoć zaczęło się ziemskie życie.
To była leniwa niedziela. Słońce wlewało się przez zasłony, a rozproszone na cząsteczkach kurzu strumienie światła przypominały mleczne kłaczki. Zawieszony w powietrzu dym z papierosa lenił się jak ja. Garnek z wywarem postawiłem na wolnym ogniu, tofu zalałem marynatą i wyszedłem na spacer.
Rozmyślałem nad sensem wszystkiego.
Gdy już miałem uchwycić myślą rozwiązanie zagadki, gdy już wskazywałem palcem wyobraźni punkt przecięcia wszystkich wektorów przyczynowości, gdy atomy prawdy miały skrystalizować się w ostateczny fraktal istnienia, potknąłem się i wywróciłem. Poirytowany podnosiłem się z ziemi, strzepując pył z kolan, i wtedy kątem oka dostrzegłem dziwny kształt wystający spod korzenia – sprawcy zamachu na moje życie. Kształt okazał się księgą. Na grzbiecie opasłego tomu widniały symbole, których nie rozumiałem.
Z drzewa zerwał się ptak. Na sekundkę oderwałem wzrok od książki, a kiedy znów na nią spojrzałem, znaki uporządkowały się w czytelne słowa. Napis głosił: „Tohu wa-Vohu przedstawia sposoby organizacji materii w układy żywe”. Przekartkowałem księgę, która pełna była wzorów związków chemicznych, równań matematycznych i schematów biologicznych poprzeplatanych tekstem. Wrzuciłem tom do plecaka i ruszyłem ku pracowni mojego przyjaciela, którego zazwyczaj prosiłem o pomoc w rozwiązaniu problemów natury okultystyczno-scjentystycznej. Także tym razem nie zawiodłem się na jego wiedzy. To, czego dzięki niemu dowiedziałem się z księgi, spróbuję streścić, byście i wy mogli podjąć próbę stworzenia życia w warunkach domowych.
W lipidowym domku
Wstęp głosił: „Jesteś przedwiecznym bóstwem, ale w twoim trwaniu czegoś brakuje? Ciągle tylko eksperymenty myślowe i figurki z gliny, a marzą ci się organiczne zabawki, których nie trzeba nakręcać? Czujesz, że twoje istnienie mogłoby zostać wzbogacone jakąś formą kultu? Ta książka może zaspokoić te potrzeby. Pamiętaj, że proces ciężko zatrzymać, a raz zasiane życie jest bardzo trudne do eradykacji. Abyś mógł wytworzyć życie, musisz wpierw zrozumieć, czym życie jest. Definicji mamy wiele. Najważniejsze to zdolność układu do replikacji, metabolizmu i ewolucji. Formy życia, które najchętniej sięgają po religię, mają budowę komórkową. Ciało z mózgiem zdolnym do wiary jest bardzo skomplikowane i niejedno bóstwo polegnie przy próbie zbudowania go od zera. Najlepiej więc upichcić życie jednokomórkowe i pozwolić mu na kilka miliardów lat ewolucji. Jak to się mawia w naszych kręgach: siódmego dnia się odpoczywa! Przed użyciem któregokolwiek z przepisów zapoznaj się z treścią ustępu Charakterystyka komórki dołączonego do instrukcji bądź skonsultuj się z wyrocznią lub alchemikiem, gdyż każde życie niewłaściwie zgotowane zagraża twojemu bytowi lub zdrowiu psychicznemu”.
Pierwszy ustęp głosił: „Komórkowa budowa ma to do siebie, że oddziela wnętrze żyjątka od środowiska. Dzięki temu środek nie wylewa się do zupy. Gdyby się wylał, wszystko diabli by wzięli, ponieważ klocki budulcowe rozpłynęłyby się po bulionie i już nigdy nie uporządkowały. A życie jest uporządkowaniem. Potrzebujesz więc błony komórkowej, która będzie odgrywać rolę opakowania. Z doświadczenia olbrzymiej liczby iteracji wiem, że całkiem dobrze sprawdza się dwuwarstwa lipidowa. Lipid składa się z lubiącej wodę główki i wodowstrętnego ogonka. Dzięki temu w roztworze wodnym będą one dążyły do specyficznego ułożenia, w którym ogonki chronią się przed wodą, stykając się, a główki budują ścianki błony. Pary takie układają się obok siebie, aż utworzą warstwę, a po chwili złożą się w kulę, której środek to szczelnie odseparowana od świata zewnętrznego kiszka komórki. Tako tworzy się komórki kształt”.
Drugi ustęp głosił: „By życie mogło funkcjonować, mnożyć się i przekazywać potomstwu swoją wiedzę, potrzebny jest nośnik informacji. Niestety nie możesz posłużyć się prostą pamięcią USB, ponieważ nie jest ona wystarczająco pojemna oraz zostanie wynaleziona znacznie później. Świetnym nośnikiem okazują się kwasy nukleinowe, czyli DNA i RNA. Życie składa się w dużej mierze z polimerów, czyli długich ciągów posklejanych ze sobą małych klocków. Klocki kwasów to nukleotydy. Do zbudowania DNA i RNA wystarczy ich łącznie osiem. Instrukcje potrzebne do wyprodukowania wszystkich elementów wszystkich uczestników świata ożywionego zapisane są w kolejności ułożenia jedynie ośmiu elementów. Tako komórka zapisuje wiedzę”.
Trzeci ustęp głosił: „Kluczową rolę w działaniu komórki odgrywają białka. Są one materiałem, produktami, a nawet pracownikami, maszynami i budulcem komórkowej manufaktury. Niektóre z nich odgrywają rolę strukturalną i można je porównać do rusztowania, które nadaje komórce kształt, a także zapewnia możliwość ruchu i podziału. W komórce występują też białka transportowe. Ich zadanie to przenoszenie ładunku z miejsca na miejsce. Jest to kluczowe dla działania komórki, ponieważ ciężko wyobrazić sobie efektywną fabrykę, w której materiały i powstające z nich dobra są porozrzucane w losowych miejscach, maszyny postawiono na chybił trafił, a ściany zbudowano gdziekolwiek.
Enzymy również są białkami które przeprowadzają, przyśpieszają i nadzorują reakcje chemiczne. Jak wyspecjalizowany rękodzielnik, który wyszkolony jest w niewielu czynnościach, ale wykonuje je szybko i dokładnie. Enzymy porządkują się w szlaki enzymatyczne i odpowiadają za metabolizm komórki. Podaj pierwszemu z nich cząsteczkę cukru. Odprawi on na niej swoje czary i poda dalej – w ręce kolejnego pracownika, który zna inne zaklęcia. Po kilku krokach szlak enzymatyczny wypluje produkty w postaci wody, dwutlenku węgla i drogocennej energii lub wręcz przeciwnie – złoży pojedyncze klocki w skomplikowaną konstrukcję.
Ról, w które wcielają się białka, jest więcej. Kontrolują one kopiowanie, interpretowanie i korekcję informacji zawartej w kwasach nukleinowych. Są czujnikami, przekaźnikami i efektorami. Każde białko jest polimerem złożonym z aminokwasów, których do zbudowania życia będziesz potrzebować 20. Kolejność ich ułożenia w łańcuchu białkowym jest zapisana w DNA, które zostaje przepisane na RNA – na jego podstawie powstaje białko. Tako komórka organizuje się, czyta wiedzę w sobie zawartą, bada otoczenie i odżywia się”.
Czwarty ustęp głosił: „Cechą żywej komórki, bez której nie doczekasz się wyznawców, jest umiejętność ewolucji. Na krótką metę organizm potrafi przystosować się do zmiany warunków, ale niekoniecznie będzie to zmiana, która zostanie przekazana potomstwu. Tym, co stanowi o umiejętności adaptacji, jest zmienność genetyczna. Gdy komórka pęka na dwoje, materiał genetyczny ulega replikacji i zostaje rozdzielony po równo do komórek potomnych. W teorii proces ten mógłby zachodzić w nieskończoność, a potomstwo byłoby wierną kopią komórki matki. Wówczas życie nie mogłoby dostosować się do zmieniającego się środowiska. Tak się jednak składa, że białkowi współpracownicy popełniają czasem błędy. Zdarza się, że kopia DNA różni się od oryginału o kilka literek. Efektem tego będzie wytwarzanie odrobinę innych białek.
Zmutowany pracownik zazwyczaj działa tak samo lub gorzej niż oryginał albo nie działa wcale. Czasem jednak mutant jest skuteczniejszy. Komórka zatrudniająca takiego wybrańca będzie więc lepiej przystosowana, a jej bycie-w-świecie okaże się wydajniejsze. Wraz ze zmianami środowiska, które wywierają na żyjątka presję selekcyjną, wymierać będą komórki gorzej przystosowane, a te, które niosą w sobie przydatne mutacje, zaczną dominować. Pokolenie za pokoleniem, zmiana za zmianą, mutacja za mutacją komórki będą zdobywać nowe umiejętności i ani się obejrzysz, a zaczną one – ku uciesze tłumów – wywijać twoimi podobiznami wymalowanymi na drewnie. Tako z form prostych ewoluują formy coraz to bardziej skomplikowane.
Wiesz już więc, czym życie jest i jaką formę najlepiej mu nadać, by się nie napracować. Rozumiesz też, że komórka składa się z plejady polimerów uporządkowanych podług swojej roli. Zbudowane z aminokwasów białka przekazują i wykonują rozkazy oraz układają się w szlaki metaboliczne, które przeprowadzają alchemiczne przemiany materii i energii. Zbudowane z cukrów oraz kilku dodatków DNA i RNA układają się w kod genetyczny – instrukcję, dzięki której można zbudować każdy element komórki. Wszystko to zamknięte jest w pęcherzyku z tłuszczu, który oddziela kiszkę komórki od zewnętrznego świata. Może się to wydawać skomplikowane, ale nie przejmuj się. Cały ten układ jest całkiem samowystarczalny, a gdy poddasz go odpowiedniej presji, większość pracy wykona proces ewolucji.
W twojej antropomorficznej głowie może pojawić się teraz pytanie: w jaki sposób mam wytworzyć te wszystkie skomplikowane podzespoły? Skąd wziąć klocki budulcowe do ich złożenia? Przecież mam do dyspozycji jedynie sterylną, zalaną ognistym deszczem meteorów planetę o nieprzyjaznej atmosferze. Wszędzie tylko cyjanki, dwutlenek węgla i drażniące oczy siarczany. Ta wątpliwość pojawia się u każdego Pierwszego Nieporuszonego Poruszyciela. Nic się nie martw. Poniżej znajdziesz multum przepisów na ożywienie martwej materii”.
Cebula, jajka i ziemniak
Pierwszy przepis nosił tytuł „Pierwotna kanapka” i wyglądał zachęcająco. „Żelazowo-siarkowy gulasz” wydawał się intrygujący z wielu powodów, a „Kryształy krzemowe na sposoby domowe” obiecywał formy życia, których jako Ziemianie nie potrafiliśmy sobie nawet wyobrazić. Skupiliśmy się jednak na „Pierwotnej zupie”, ponieważ i ja, i mój przyjaciel ubóstwiamy zupy.
Na początku widniała lista ingrediencji i aparatury potrzebnej do przygotowania potrawy. Schematy naczyń połączonych rurkami, palniki, lampy UV oraz generatory napięcia układały się w obraz iście alchemiczny. Sam tekst był oszczędny, najwyraźniej jednak dla wtajemniczonego umysłu wystarczający.
Pierwszy z trzech kroków podpisany był „Monomerowanie” i brzmiał tak: „Do gara wlej wodę i postaw na ogniu. Pompuj do środka metan, wodór i amoniak. Mieszaninę poraź prądem. Na zmianę wychładzaj i podgrzewaj zupę”.
Zapytany o sens tych zabiegów, mój przyjaciel przywołał klasyczny już eksperyment Millera-Ureya. W 1953 r. podjęto próbę syntezy podstawowych związków organicznych w warunkach laboratoryjnych z gazów, które mogły występować we wczesnej atmosferze ziemskiej. Metan to źródło węgla, amoniak wprowadza do gry azot, woda jest środowiskiem reakcji i dostarcza tlen, a wodór tworzy warunki redukujące, które znacznie zwiększają wydajność powstawania związków organicznych. Oscylujące mieszanie, rozrzedzanie i zagęszczanie zupy zapewniamy, podgrzewając i ochładzając układ. Reakcje napędzamy wyładowaniami elektrycznymi. Warunki eksperymentu mogą być modyfikowane. Zamiast prądu można zastosować promieniowanie UV, którego na powierzchni wczesnej Ziemi z pewnością było sporo. Jako źródło węgla wykorzystuje się tlenek lub dwutlenek węgla, amoniak zaś można zastąpić czystym azotem. Opcji jest mnóstwo. Ważne, że po jakimś czasie w garnku powstaną proste związki organiczne. Niektóre z nich będą już gotowymi do użycia monomerami, klockami budulcowymi, a niektóre dopiero ich zaczątkiem.
Dalszy opis brzmiał tak: „Do gara wsyp starte na proch prażone migdały oraz posiekaną cebulę. Zamiast cebuli możesz użyć jajek, jednakże pamiętaj, by nie zastanawiać się zbyt długo, co dać pierwsze. Zupę nadal podgrzewaj i wychładzaj wedle uznania”.
Mój przyjaciel zaśmiał się serdecznie i wytłumaczył, że jest to wyjątkowo wymyślna metafora opisująca chemię bazującą na cyjanku i siarce. Już w pierwszym kroku w mieszaninie pojawi się cyjanowodór, z którego powstać może cała gama życiodajnych związków, ale twórca książki najwyraźniej zaleca zwiększenie jego stężenia przy użyciu migdałów. Natomiast cebula lub jajo są źródłem siarki. Według doświadczeń wykonanych w laboratorium Johna Sutherlanda w wyniku połączenia produktów wcześniejszego etapu z cyjankiem i siarką możliwa jest synteza większości potrzebnych życiu aminokwasów, prostych lipidów i nukleotydów, które tylko zacierają molekularne rączki, by poskładać się w większą całość. Nie trzeba martwić się toksycznością cyjanku, ponieważ szkodzi on jedynie organizmom tlenowym, a takie pojawią się na planecie znacznie później.
Na samym końcu pierwszego kroku widniała instrukcja: „Wrzuć ziemniak. Do ziemniaka wszystko się lepi”.
Dla mnie brzmiała jak żart, ale dla mojego przyjaciela była powodem do zadumy. Zapytany wyjaśnił, że zastanawia się, jak może wytłumaczyć mi tak skomplikowaną sprawę. Okazało się, że problem leży w stereoizomerii. Większość klocków budulcowych wykorzystywanych przez biologię występuje w dwóch formach. Różnią się one układem przestrzennym, a różnicę tę porównać można do ludzkich dłoni, które są swoimi lustrzanymi odbiciami. Tak samo cząsteczki chemiczne występują często w dwóch wersjach, a w warunkach zupy powstawać będzie taka sama ilość prawej, jak i lewej wersji.
Problem w tym, że organizmy żywe używają lewych aminokwasów i prawych cukrów. Jak więc zmusić zupę, by produkowała właśnie takie wersje cząstek? Odpowiedzią okazuje się ziemniak, który odgrywa rolę porowatej powierzchni, na której będą osiadać powstające cząsteczki. Pierwotna zupa pichcona była pośród chropowatych skał. Mieszanina prawej i lewej wersji będzie krystalizować się na powierzchni ziemniaka podczas odparowywania zupy. Wersja lewa lepić się będzie do wersji lewej, a prawa – do prawej, a gdy do zupy znowu wleje się trochę wody, część kryształów rozpuści się. W ten sposób zostaje zaburzona równowaga. Dzięki temu jedna z wersji zacznie przeważać, a po jakimś czasie zdominuje mieszaninę.
Jako przykład tego fenomenu przyjaciel przywołał analizy składu asteroid, na których znaleziono aminokwasy i cukry, które nie występowały w równowadze stereoizometrycznej. Jedna z form dominowała. Nigdy bym nie pomyślał, że ziemniak może zdziałać tak wiele. Okazuje się, że już po pierwszym etapie zupa zawiera w sobie elementy wystarczające do scalenia w organizm żywy.
Na marginesie widniała też odręczna notatka: „Wrzuć coś z daleka. Kulkę ziela angielskiego z zakurzonej podłogi, ziarnko przesuszonego pieprzu czy nawet paproch z pajęczyny w kącie. Trafienie skwituj imieniem ulubionego koszykarza”. Założyłem, że tego typu notka nie może nieść kluczowej informacji, ale mój przyjaciel wydawał się zaintrygowany. Okazuje się, że na powierzchnię planety spadała i nadal spada ogromna ilość międzygwiezdnego gruzu. Naukowcy, którzy analizują tego typu znaleziska, wskazują na ich różnorodny skład chemiczny. Jednym z najciekawszych meteorytów jest Murchison znaleziony w 1969 r. na terenie Australii. W pobranych z niego próbkach znaleziono miliony struktur chemicznych – od pełnych węgla makromolekuł, przez związki zbudowane z biogennych pierwiastków, po gotowe aminokwasy i nukleotydy. Skąd się tam wzięły? Niektórzy mówią, że powstały na innych planetach i zostały wyrzucone w przestrzeń kosmiczną podczas zderzeń z innymi głazami. Inni twierdzą, że mogły zsyntetyzować się podczas trwających miliardy lat wojaży przez kosmos.
Rzecz w tym, że materiał dostarczony przez gwiezdny gruz wzbogaca zupę o jeszcze większą różnorodność klocków budulcowych. Nawet jeśli gotowe życie nie spadło na Ziemię z nieba – jak twierdzą propagatorzy teorii panspermii – to z pewnością zyskało ono wiele na mozaice chemicznej, którą pokryte były meteoryty. Możliwe, że garem, w którym gotowała się pierwotna zupa, był wypełniony wodą krater.
Czas na przyprawy
Drugi krok podpisany był „Porządkowanie”. Brzmiał tak: „Wsyp mąki, by zgęstniało. Na powierzchni zupy powinny tworzyć się oczka tłuszczu. Nie wybieraj ich. Sypnij w nie groszkiem lub soczewicą. Teraz nadszedł czas na intensywne mieszanie. Zmieniaj kierunek mieszania, ale nigdy nie mieszaj tyle samo razy w prawo, co w lewo”.
Mój przyjaciel nie mógł opanować śmiechu. Gdy doszedł do siebie, wytłumaczył mi podaną instrukcję. Porównał działanie mąki do kleju, którego zadaniem jest połączenie nukleotydów, aminokwasów i cukrów w polimery. Cząstki te muszą przecież scalić się, by powstały aktywne białka, zdolne do magazynowania energii policukry oraz kodujące informację kwasy nukleinowe. Wszystko to, co wytworzyło się w pierwszym etapie gotowania, ma teraz zostać połączone w biopolimery.
Zdaniem mojego przyjaciela, dodając do zupy okrągłe ciała, inicjujemy tworzenie się miceli, czyli malutkich sfer zbudowanych z dwuwarstwy lipidowej. W tym scenariuszu mają one otoczyć groszek i zamknąć się w okrągłą formę. W ten sposób powstanie odseparowana od środowiska kiszka komórki, w której zostały zamknięte zagęszczone składniki zupy.
Najciekawszy wydał nam się nakaz intensywnego mieszania. Szlaki metaboliczne to ciągi enzymów, które obrabiają cząsteczkę chemiczną, doklejając i wyrywając malutkie fragmenty. Szlaki te przedstawia się często w kołowej wersji, ponieważ przeważnie tym właśnie są – kołem, które mieli materię i wyrzuca energię. Stąd nakaz mieszania. Ale dlaczego mamy nie mieszać równomiernie w obie strony? Rzecz w tym, że szlaki te często są odwracalne. Koło może kręcić się w dwóch kierunkach. Z substratu wytwarzać produkty albo z produktów – substraty. Gdybyśmy mieszali zupę równomiernie, to tkwiłaby ona w równowadze i metabolizm nie mógłby posunąć się naprzód.
Ostatni krok nazywał się „Informacja, ewolucja i tchnienie życia”. Brzmiał tak: „Zupa pełna jest komórek. Niestety wszystkie są identyczne. Zburz symetrię, sypiąc przyprawy tylko po jednej stronie garnka. Nie mieszaj. Od czasu do czasu dopuść światło słoneczne”.
Na tym etapie obaj byliśmy w kropce. Co mają przyprawy do symetrii i co ma symetria do ewolucji? Okazało się, że zupa zawierająca identyczne komórki nie będzie miała żadnego interesu w zmienianiu się. Skoro każda komórka zacznie wytwarzać identyczne potomstwo, życie nie będzie podlegać ewolucji. Do tego potrzebna jest asymetria, jakaś różnica. Mój przyjaciel wskazał, że komórki żyjące w przyprawionej części zupy będą miały się za lepsze niż te drugie. To wystarczy, by napięcie między grupami rosło. Nieposolone komórki zaczną dążyć do udowodnienia swojej wartości poprzez wykształcenie nowych umiejętności. Pochodzące ze słońca światło UV będzie indukować mutacje w ich materiale genetycznym, dzięki czemu zaczną się one od siebie różnić. Chociaż przyprawy wymieszają się siłami dyfuzji, to zupa składać się teraz będzie z różnorakich komórek o całej gamie odmiennych umiejętności i cech.
I tutaj właśnie wkracza ewolucja.
Notatka na końcu tego etapu brzmiała: „Niejedną zupę ugotowałem i niejedno życie powołałem. Z doświadczenia wiem, że najlepszym zaczątkiem świadomości jest składnik będący sam w sobie wynikiem przemiany alchemicznej. Na wzór kamienia filozofów wzbogać zupę o tofu”.
Mój przyjaciel zareagował oburzeniem. Według niego nawet najprostsze komórki, poddane Darwinowskiej ewolucji, skazane są na wykształcenie ciała i mózgu. To wystarczy, by narodziła się w nich świadomość, więc po co komu tchnienie życia w formie tofu? Gdy on kłócił się z tekstem, pożegnałem się cicho, tłumacząc się zostawieniem zupy na gazie.
Nie chciałem z nim polemizować, ponieważ istota świadomości to grząski grunt. Pobiegłem do domu i wszedłem do kuchni. Na blacie stały miseczki z dokładnie posiekanymi i uporządkowanymi składnikami. Bogate w azot fasola i soczewica, brokuły i cebula pełne siarki, prażone migdały, obrane już ziemniaki, słoik groszku i miseczka mąki. Według zapamiętanych instrukcji dodawałem produkty do zupy, mieszałem wszystko raz wolno, a raz energicznie. Od czasu do czasu podkręcałem i zmniejszałem gaz, żeby zupa mogła zagęszczać się, ogrzewać i ochładzać. Gdy mieszanina zaczęła intensywnie bulgotać, a powstające na powierzchni bąbelki wydawały się jakby wpatrywać we mnie, wiedziałem, że zupa jest gotowa. Chwyciłem zamarynowane tofu i wstawiłem do lodówki.
Może następnym razem.
Czytaj również:
