Kiedy to, co proste, okazuje się skomplikowane

Według teorii ewolucji chemicznej życie na ziemi powstało miliardy lat temu na skutek spontanicznych reakcji chemicznych.

Teoria ta nie zakłada, że materia nieożywiona w wyniku przypadkowych zmian od razu przekształciła się w złożone formy życia, na przykład ptaki czy gady. Twierdzi raczej, iż seria samorzutnych reakcji chemicznych doprowadziła w końcu do powstania bardzo prostych form życia, takich jak glony i inne jednokomórkowce.

Ale czy w świetle dzisiejszej wiedzy o tych mikroorganizmach rozsądne jest założenie, że są one na tyle proste, iż mogły się pojawić samorzutnie? Co na przykład można powiedzieć o algach? Przyjrzyjmy się bliżej zielonym jednokomórkowym glonom z rodzaju Dunaliella, z rzędu Volvocales.

Niezwykłe jednokomórkowce

Dunaliella to bardzo mały, bo mający około dziesięciu mikrometrów, owalny jednokomórkowiec. Gdyby je umieścić jeden za drugim, to na długości jednego centymetra zmieściłoby się ich aż 1000. Każdy z nich ma na końcu dwie wici, wykorzystywane do poruszania się w wodzie. Glony te, podobnie jak inne rośliny, zdobywają energię dzięki procesowi fotosyntezy. Wytwarzają pokarm z dwutlenku węgla, związków mineralnych i innych składników odżywczych, a rozmnażają się przez podział komórki.

Dunaliella może żyć nawet w nasyconym roztworze soli. Należy do nielicznych organizmów żyjących i rozmnażających się w Morzu Martwym, którego zasolenie jest około ośmiu razy większe niż przeciętne zasolenie wody morskiej. Te tak zwane proste organizmy mogą także przetrwać nagłe zmiany stężenia soli w ich środowisku.

Posłużmy się przykładem glonów Dunaliella bardawil, obecnych w płytkich słonych bagnach na pustynnym skądinąd półwyspie Synaj. W czasie burzy koncentracja soli w tych bagnach szybko się zmniejsza, a w okresie upałów — gdy woda wyparowuje — raptownie zwiększa. Te maleńkie glony znoszą takie skrajne warunki częściowo dzięki umiejętności wytwarzania i gromadzenia odpowiednich ilości gliceryny. Dunaliella bardawil niezwykle szybko syntetyzuje glicerynę — w ciągu paru minut od zmiany stężenia soli może w zależności od potrzeb zacząć wytwarzać lub usuwać glicerynę. To bardzo ważna zdolność, gdyż w niektórych środowiskach stężenie soli potrafi się zmienić w ciągu kilku godzin.

W tych płytkich bagnach glony Dunaliella bardawil są wystawione na intensywne światło słoneczne. Byłoby to dla nich zabójcze, gdyby nie ochrona, jaką zapewnia pewien barwnik. Kiedy rozwijają się w środowisku spełniającym ich wymagania odżywcze,  czyli obfitującym w azot, mają jasnozielony kolor dzięki chlorofilowi, zielonemu barwinkowi. Jeżeli jednak w środowisku brakuje azotu, panuje duże stężenie soli, wysoka temperatura i silne nasłonecznienie, zmieniają kolor na pomarańczowy lub czerwony. Dlaczego? W tak surowych warunkach zachodzi pewien skomplikowany proces biochemiczny. Zawartość chlorofilu znacznie spada, a zamiast niego jest produkowany inny barwnik, beta-karoten. Ta wyjątkowa zdolność wytwarzania barwnika decyduje o przeżyciu glonów. Pojawienie się dużych ilości beta-karotenu — nawet do 10 procent suchej masy glonu — powoduje wspomnianą zmianę koloru.

W USA i Australii glony Dunaliella są hodowane w celach komercyjnych w dużych stawach, a wytwarzany beta-karoten wykorzystuje się na rynku spożywczym. Olbrzymie zakłady tego typu znajdują się na przykład w południowej i zachodniej Australii. Można też produkować syntetyczny beta-karoten. Jednakże tylko dwie firmy dysponują bardzo drogimi i rozbudowanymi zakładami biochemicznymi produkującymi go na skalę przemysłową. Ludzie poświęcili dziesiątki lat i przeznaczyli mnóstwo pieniędzy na badania, budowanie zakładów i rozwój technologii, by produkować to, co glony Dunaliella wytwarzają bez najmniejszych trudności. Te mikroskopijne fabryki błyskawicznie reagują na zmiany zachodzące w ich środowisku.

Inną niezwykłą właściwość glonów zaobserwowano u gatunku Dunaliella acidophila, odkrytego w 1963 roku w kwaśnych źródłach i glebach o dużym stężeniu kwasu siarkowego. Podczas badań laboratoryjnych stwierdzono, że ten gatunek może się rozwijać nawet w roztworze kwasu siarkowego jakieś 100 razy mocniejszym od soku z cytryny. Natomiast Dunaliella bardawil potrafi przetrwać w środowisku silnie zasadowym. Pokazuje to, do jak ekstremalnych warunków umieją się dostosować glony z rodzaju Dunaliella.

Warto się nad tym zastanowić

Zdolności tych glonów są naprawdę niezwykłe. A przecież jest to tylko niewielka część zadziwiających właściwości, dzięki którym jednokomórkowe organizmy mogą przetrwać i się rozwijać w najrozmaitszych, nierzadko wrogich, środowiskach. Dunaliella potrafi też między innymi regulować procesy wzrostu, rozmnażać się, wybiórczo przyjmować pokarm, chronić się przed szkodliwymi substancjami, wydalać odchody, unikać chorób lub je zwalczać oraz uciekać przed drapieżnikami. By podołać tym wszystkim zadaniom, człowiek potrzebuje aż 100 bilionów komórek!

Czy rozsądne jest twierdzenie, że ten jednokomórkowy glon to tylko prosta, prymitywna forma życia, która wykształciła się przypadkiem z kilku aminokwasów w bulionie pierwotnym? Czy logiczne byłoby przypisywanie tych cudów przyrody czystemu przypadkowi? O ileż mądrzej jest uznać, że organizmy żywe mistrzowsko zaprojektował i stworzył w określonym celu niezrównany Intelekt. Ogromna złożoność życia i zależność między poszczególnymi gatunkami, znacznie przekraczające naszą zdolność pojmowania, wymaga Twórcy charakteryzującego się inteligencją i prawdziwym kunsztem.

Dokładne studium Biblii, wolne od dogmatów religijnych lub naukowych, pozwala znaleźć zadowalające odpowiedzi na pytania związane z pochodzeniem życia. Miliony ludzi, w tym wielu starannie wykształconych, dzięki takiej analizie wzbogaciło swe życie. *

[Przypis]

[Ilustracje na stronie 26]

Po lewej: Produkcja beta-karotenu z wykorzystaniem glonów „Dunaliella”

Obok: Powiększone glony „Dunaliella”. Kolor pomarańczowy wskazuje na dużą zawartość beta-karotenu

[Prawa własności]

© AquaCarotene Limited (www.aquacarotene.com)

[Ilustracja na stronie 26]

Dunaliella

[Prawa własności]

© F. J. Post/Visuals Unlimited

[Ilustracja na stronie 27]

Obraz uzyskany dzięki skaningowemu mikroskopowi elektronowemu: jądro (J), chloroplast (C) i aparat Golgiego (G)

[Prawa własności]

Zdjęcie ze strony internetowej www.cimc.cornell.edu/Pages/dunaLTSEM.htm. Wykorzystane za zgodą właściciela