Magyar tudósok kutatják, mikor vált a kémia biológiává, vagyis életté

Magyar kutatók munkájáról jelent meg összefoglaló cikk a világ egyik legrangosabb tudományos folyóiratában, a Nature Review Chemistryben, amelyben a tudósok arra a kérdésre keresték a választ, hogy miként keletkezett az élet.

A tudományos cikk Szathmáry Eörs, az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat (ELKH) Ökológiai Kutatóközpont főigazgatója nevével fémjelzett magyar elméleti biológiai iskola elmúlt három évtizedének az élet keletkezésével kapcsolatos eredményeit mutatja be, kiegészítve külföldi kutatócsoportok kapcsolódó kísérleti eredményeivel. A cikk társszerzői Szilágyi András, Czárán Tamás és Kun Ádám voltak – közölte az MTI-vel hétfőn az Ökológiai Kutatóközpont.

Mint a közlemény hangsúlyozza, a több mint 3,5 milliárd évvel ezelőtti események rekonstruálása korántsem egyszerű, hiszen nem maradtak fenn azokból az időkből a kezdetleges élő szervezetek maradványai. A cikk bemutatja a mintegy huszonöt éves kísérleti munka állomásait, illetve azt, hogy meddig jutottak a magyar kutatók annak a teóriának a fölépítésében, hogy milyen folyamatok keretében jöhetett létre a legegyszerűbb, bár még ismeretlen élő szervezet.

A kutatók meghatározása szerint az az entitás tekinthető élőnek, amely valami magához nagyon hasonlót, de magával nem teljesen azonosat képes létrehozni, miközben környezetéből anyagot, energiát vesz fel.

A tudomány mai állása szerint erre csak bizonyos kémiai rendszerek képesek, hiszen minden élő rendszer bonyolult kémiai rendszer is egyben. Már a legegyszerűbb élő szervezetek, a baktériumok is rendkívül bonyolult és összetett (bio)kémiai „bestiáriummal” rendelkeznek, és minden élő rendszer működése kémiai folyamatok milliárdjaidnak eredménye: a mozgás, az érzékelés, de még a magasabb kognitív folyamatok, a gondolkodás is mind-mind kémiai alapon történik – emlékeztet a közlemény.

Arra a kérdésre, hogy az élet mikor jött létre, a tudósok már nagyjából pontos választ képesek adni: valamivel több mint 3,5 milliárd évvel ezelőtt az egyszerűbb kémiai folyamatok már olyan komplex kémiai rendszerekké alakultak, hogy képesek voltak saját maguk lemásolására és saját magukhoz igen hasonló, de mégis különböző utódokat tudtak létrehozni.

Ez volt az a pillanat, amikor „a kémia biológiává vált”. Az utódok apró különbségei, a folyamatosan megjelenő variációk az evolúció zálogai, hiszen ezek tették lehetővé azt, hogy egyre bonyolultabb és összetettebb szervezetek jöhessenek létre.

A magyar kutatók tanulmánya szintetizálja az elméleti megállapításokat és a kísérleti eredményeket. A közlemény szerint a biokémiai módszerek fejlettsége csak mostanra érte el azt a szintet, hogy kísérletileg is igazolja azokat a jóslatokat, amelyeket a magyar evolúciótudományi iskola az elmúlt két évtizedben megfogalmazott. Nagy előrelépés, hogy az élet keletkezésekor bekövetkező folyamatok bizonyos családjait már kísérletileg is meg tudják valósítani, azaz például sikerül mesterségesen létrehozni olyan molekulákat, amelyek képesek saját maguk lemásolására – mutat rá a kommüniké.

A kísérletek másik, ezzel párhuzamos eleme annak vizsgálata, hogy a legegyszerűbb kémiai és már élővé váló szervezeteken belül hogyan tudott létrejönni a kooperáció. Bár az evolúcióról mindenkinek a verseny jut eszébe, és valóban ez a törzsfejlődés fő hajtóereje, az együttműködés létrejötte és stabil fenntartása legalább olyan fontos, hiszen már az élet kezdetére is a „molekuláris csapatjátékok” voltak jellemzők – emlékeztetnek a cikk szerzői.

Ugyanis nem egyes molekulák versengtek egymással, hanem csoportok, amelyek tagjai egymással kooperálnak, míg a csoportok között aktív verseny zajlik. Eközben küzdenek a rendszer működését károsító csalók, az erőforrásokat fogyasztó, de a közös feladatból részüket ki nem vevő „molekuláris rosszfiúk” ellen.

Ezek az első hallásra antropomorf tulajdonságok, mint az együttműködés és a csalás már az élet hajnalán jelen voltak, és központi szerepet játszottak az élethez szükséges kémiai komplexitás megjelenésében és az élő formák stabil fenntartásában – zárul az Ökológiai Kutatóközpont közleménye. (MTI)