Vrlo kratka povijest života na Zemlji

Piše Dražen Lisak

Prvobitna Zemlja bila je vruća kugla, atmosfere pune za nas negostoljubivih plinova poput metana, vodene pare i ugljičnog dioksida. Nekad je Zemlja, bombardirana kometima i asteroidima, imala prstenove poput onih kakve Saturn još ima, sve dok se nisu grupirali u novo nebesko tijelo, Mjesec. Ključajuća Zemlja polako se hladila, a kad se dovoljno ohladila da se vodena para kondenzira, milijunima godina padala je kiša. Posljedica su bili prvi oceani koji su u potpunosti prekrili zemaljsku površinu golemim valovima. Vatrena lopta postala je vodeni svijet.

Tim riječima opisuje početke našega planeta engleski znanstvenik Henry Gee u svojoj iznimno zanimljivoj knjizi "A (Very) Short History of Life on Earth" (Vrlo kratka povijest života na Zemlji), objavljenoj u rujnu 2021. godine. U svega dvanaest poglavlja i na 241 stranicu Gee je prepričao čak 4,6 milijardi godina od nastanka Zemlje do njezina budućeg kraja.

Ako mislite da su se stvari malo smirile stvaranjem oceana, varate se. Mjesec se toliko približio Zemlji da je svaka plima bila podivljali cunami, a prave avanture tek su počinjale. Zemlja se možda bila ohladila na površini, no njezina tekuća jezgra ostala je gigantsko kuhalo koje podgrijava i uzburkava tektonske ploče i tako stvara oceane i planine, uzrokuje potrese i vulkanske erupcije, razbija zemljinu koru te stvara novu površinu. Na kraju, ali ne najmanje važno – pogoni  evoluciju!

"Usred sveg tog komešanja i nesreća, započeo je život. Komešanje i nepogode hranile su ga, njegovale i učinile da se razvija i raste." Život je nastao na oceanskom dnu gdje je visoki pritisak lomio zemljinu koru i snažno ubrizgavao vruću vodu bogatu mineralima. Prve životne forme bile su pjenaste membrane pune propusnih rupica koje su vremenom evoluirale u mjehuriće. Kroz te rupice opnasti mjehurići izmjenjivali su hranjive i otpadne tvari s okolinom i uspjeli postati vrlo primitivna i "mikrominijaturna", ali ipak oaza mira i reda u doslovnom moru entropije. "Suštinska je karakteristika života izazovno stisnuti šaku prema beživotnom svijetu", piše autor. 

Život na Zemlji nastao je "samo 100 milijuna godina nakon  nastanka Zemlje", a provirio je iz dubine oceana u osunčane plićake prije nekih 3,7 milijardi godina. Otprilike prije 3,4 milijarde godina život na Zemlji je bilo moguće vidjeti iz svemira. Bio je zelen, mrljast i sluzav, a sastojao se od trilijuna nitastih cijanobakterija koje su kolonizirale grebene tri milijarde godina prije koralja. U pitanju su iste one zelenkastoplave nakupine koje i danas možemo vidjeti u ribnjacima.

U to doba na Zemlji je kisika bilo samo u tragovima. Ozonski pokrivač nije postojao pa nije ni mogao štiti život na planetu od ultraljubičastih sunčevih zraka. U samoobrani, cijanobakterije razvile su pigment (čitaj: klorofil) koji je apsorbirao sunčevu energiju, a nju se pak iskoristile za fotosintezu. "Šteta je postala žetva." Ovaj evolucijski iskorak dogodio se prije 2,4 i 2,1 milijardu godina za vrijeme takozvanog Velikog događaja oksidacije: tada je, iz još nerazjašnjenih razloga, koncentracija kisika u zraku toliko porasla da je potaknula brojne promjene koje su izazvale ledeno doba što je trajalo 300 milijuna godina. Kao i mnogo puta kasnije, ledeno doba je bilo veliki izazov za život, mnoge su vrste izumrle, ali je istovremeno život skočio na novu stepenicu – revolucionarne eukariote. 

Naime, cijanobakterije su fotosintezom akumulirale dovoljno energije za nastanak eukariota, prvobitnih jednostaničnih organizama s jezgrom, a nastali su zahvaljujući podjeli rada između bakterija. Cijanobakterija je, na primjer, postala kloroplast, druga vrsta bakterija postala je mitohondrij i postala zadužena za akumuliranje energije iz hrane, a sve bakterije – neovisno o tome koja im je bila "specijalizacija" – deponirale su svoj genetski materijal u jezgru i tako sačuvale  genetske informacije cijelog organizma.

Bakterije se množe dijeleći se. Svaki potomak klon je svojeg roditelja. Eukarioti su izumili seks: elegantnu razmjenu roditeljskog genetskog materijala. Posljedica seksa je bila veća diverzifikacija genetskog materijala što je naposljetku omogućilo prvu pojavu višestaničnih organizama. S druge strane, povišena količina kisika u atmosferi istrijebila je mnoge oblike najranijeg života koji je nastao u dubinama oceana gdje kisika praktički nije ni bilo. Povijest života na zemlji je povijest sličnih prilagodbi na okolinu. Cijanobakterija se prilagodila okolini i preživjela kao novi organizam – eukariot. Njezina prilagodba uzrokovala je pak novu promjenu okoliša, a to je bila kobno za vrste koje se nisu uspjele dovoljno brzo adaptirati.

Henry Gee u knjizi "A (Very) Short History of Life on Earth" opisuje evoluciju na djelu, od njenih začetaka do neumitnog kraja. Novi organizmi se razvijaju, evoluiraju ili reteriraju, preživljavaju ili izumiru u jednom naoko mirnom, svakodnevnom okolišu koji se većinom neprimjetno, ali konstantno mijenja. Na primjer, polako hladi ili zagrijava, postupno se mijenjaju količine kisika ili ugljičnog dioksida u atmosferi, stijene erodiraju milijunima godina ili odjednom nastaju planinski lanci uslijed velikih potresa, ili se pak probude dugo snivajući vulkani.

Sažetak sažetog sažetka glasi: život nastaje, evoluira i nestaje već milijardama godina i, eto, prvi put se baš nadam da stvarno ima Boga, pa da bar netko uživa u toj fantazmagoričnoj drami. Organizmi su se najprije razvijali u dubinama oceana, da bi neki potražili sunce bliže površini mora, dok su se drugi odvažili otpuzati i uzverati kopnom, a nekolicina je kasnije krenula eksperimentirati - najprije paragliding s grana, a onda pravo letenje. Neki su letači, poput pingvina, ipak odlučili  odustati od letenja, a neki su se s kopna vratili u ocean, poput plavog kita. Plavi kit je najveća životinja koja je ikad živjela, a nevjerojatno je da su mu preci bili papkari veličine lisice koji su, iz samo njima znanog razloga, odlučili vratiti se u vodu iz koje su njihovi preci izašli prije milijuna i milijuna godina. Preobrazba se može pratiti na fosilima  papkara poznatih kao pakicetus i ihtiolestes. Nalazi pokazuju da im je čeljust postajala sve izduženija, što je karakteristika ribojeda, a njihovo unutarnje uho se postupno adaptiralo na slušanje pod vodom.

Cijela se knjiga sastoji od evolucijskih dogodovština kao stvorenih za rubrike "jeste li znali" ili "vjerovali ili ne". Evolucija je priča svih priča, istinita bajka, fantastičnija od svih priča koje smo ikad izmislili. Ljudska mašta koja je izmislila vuka i sedam kozlića, Ivicu, Maricu i vješticu, patuljke i divove, princeze, prinčeve i čudovišta... ne može se mjeriti s fantastičnim varijacijama koje je "izmislila" evolucija – životinjskim vrstama u povijesti života na Zemlji.

Jedna od takvih priča ona je o razvoju nove, daleko aktivnije vrste eukariota – životinja. I ovaj revolucionarni evolucijski iskorak dogodio se tijekom ledenog doba koje je trajalo 80 milijuna godina, a koje je bilo posljedica raspada superkontinenta Rodinije što se oblikovao prije oko milijardu godina. Usput, Zemljini kontinenti u ciklusima koji traju desetke i stotine milijuna godina spajaju se u jedan superkontinent pa opet razdvajaju do sljedećeg spajanja, nalik  prstima što se skupljaju u šaku. Zadnji superkontinent prije smrti Zemlje nastat će, procjenjuje Gee, za otprilike 800 milijuna godina. (Više o tome malo kasnije.)

Rodinija je, dakle, nastala prije otprilike milijardu godina, a razlomila se na osam kontinenata prije oko 750 milijuna godina. Rane životinjske vrste, jedva vidljive ljudskom oku, poput crva plosnatog vrtnjaka ili meduze hranile su se talozima organske materije i raznim sluzima. Kad je nestalo sluzi, krenule su živjeti opasno: počele su jesti jedne druge! Dotad su u živjele u nekovrsnom rajskom vrtu: nisu trebale tragati za hranom nego im je ona, takoreći sama, završavala u crijevima. Crijeva su im bila nalik vrećama za skupljanje hrane, nalazila su se na površini njihova tijela, a istovremeno su im služila i kao usta i kao anus.

Novi način prehrane tražio je i nove genetske transformacije kako bi vrste preživjele - ne može se više vegetirati na morskom dnu i apsorbirati hranu iz morskog mulja nego ju se mora aktivno tražiti. Da su se, kojim slučajem, već tada držale PowerPoint prezentacije, na ekranu bi pisalo: "Kako preživjeti u novom svijetu gdje je jedini izbor jesti ili biti pojeden?" Predavač bi bila evolucija i ponudila bi razna rješenja. Na primjer: Postanite pokretni! Okrupnite i nabijte mišiće! Zaštitite se oklopom! Razvijte zube! Vježbajte brzinu! Izoštrite vid! Razvijte čeljusti! Uzgojite kralješnicu! I tako dalje.

Ne može se postati velik i opasan bez velikih crijeva koja počinju i završavaju ustima i anusom. Korak dalje, unutarnji organi mogu nastati samo ako su crijeva odvojena od površine tijela. Razvoj anusa izuzetno je bitan. Prije anusa izmet se jednostavno raspršivao u ocean istim kanalima i na isti način na koji se i apsorbirala hrana, pa su oceani bili zamućeni fekalijama. Pojavom čvrstog izmeta fekalije su počele padati na morsko dno, što je razbistrilo oceane i pridonijelo povećanju kisika, a to je pak otvorilo mogućnosti za okrupnjavanje organizama.

Neke su se vrste u tom procesu odlučile zaštititi oklopima, što ne čudi kad znamo da je u ediakaranskom periodu dolazilo do velikih erozija tla pri čemu su ogromne količine kalcija završavale u oceanima i tako omogućile okoštavanje mnogih predaka jastoga i kornjača. Knjiga opisuje mnoge slične evolucijske dileme vrsta - od eukariota preko reptila i dinosaura, sisavaca i primata, sve do pojave bilja, drveća, prašuma i cvijeća, i na kraju Homo sapiensa.

Čitati o mitskom i epohalnom hodu zemaljskih vrsta po tankoj žici života - vrsta koje su se neprestano prilagođavale iznenađenjima okoliša i međusobno se hrvale na život i smrt - napetije je od najnapetijeg krimića. Pokušati s krilima ili nogama? U vodi ili pod zemljom? Kao biljka ili kao reptil? Postati ogroman ili nevidljiv golim okom? Zadržati škrge ili razviti pluća? Propeti se na stražnje noge i naučiti hodati, pa čak i trčati na dvije noge? Zamahati krilima i vinuti se u nebo? Sve se može pokazati i kao prednost i kao mana. Svaka evolucijska odluka može, na duži rok, biti briljantna, ali i fatalna.

Meni su posebno bila dojmljiva događanja koja su počela prije kojih 470 milijuna godina, a koja bi šaljivo mogli nazvati predvježbom stupanja na površinu Mjeseca, zadatak koji je NASA, kao što znamo, uspješno realizirala prije kojih šezdesetak godina. U to doba - prije kojih 500 milijuna godina - oceani su prštali životom, a zemljina površina sastojala se od golih vulkanskih stijena bez ikakve vegetacije, slično Mjesečevoj  površine danas. Oceani su bili ugodne kolijevke života, prepuni hrane, a površina zemlje opasno mjesto za svako biće naviklo na morski habitat. Na površini zemlje tlačila bi ih gravitacija, pržilo sunce i gušio zrak! Bez drveća nije bilo hlada, a bez tla nije bilo niti hrane. Tlo je tek trebalo biti razmrvljeno i pognojeno korijenjem, fungima i crvima. Jedina prednost zemlje bio je nedostatak nemilosrdne konkurencije koja je vladala pod vodom. 

Prije, dakle, 470 milijuna godina, invaziju na tlo započele su biljke puzavice poput mahovina i jetrenjače, a uskoro im se "pridružilo" prvo drveća, ustvari višemetarske gljive danas poznate kao nematofiti. Već nakon šezdesetak milijuna godina – što je sitnica za vremeplov evolucije – površina zemlje bila je kolonizirana šumama nematofita, mahovinom i paprati koja je potisnula jetrenjaču u močvare. Kao kakvi proto-plugovi, korijenje biljaka račvalo se u vulkanskom stijenju i mrvilo ga u prvo tlo. Prvi plodovi bile su gljivice u tlu čija se podvrsta zvana mikorize udružila s biljem. Gljivice su rudarile za mineralima u tlu i njima opskrbljivale korijenje bilja, dok je biljka domaćin putem fotosinteze proizvodila hranu za gljivice. Ova simbioza pokazala se evolucijski dobitnom kombinacijom i danas praktički sve bilje raste i razvija se  zahvaljujući suradnji s mikorizama.

Životinjski pandan Neilu Armstrongu, prvo živo biće koje je stupilo nogom, ili bolje rečeno stotinama nogu, na zemaljsko tlo bila je neka centipeda artropod nepoznatog imena, a najsličnija današnjim paucima. Ako mislite kako su centipede odmah navalile na mahovinu i paprat, varate se: vegetarijanstvo se razvilo tek za nekoliko milijuna godina. Bilje je bilo jestivo samo razgrađeno u biomasu, što su obavljali crvi i gljivice, a i bilo ga je nedovoljno. Inače, organizmi koji se hrane biomasom nazivaju se detritivori.

"Dugo vremena bilje uglavnom nije služilo za prehranu, već kao podloga mini drame u kojoj su minijaturni karnivori ganjali još manje detritivore. Za razliku od nas, ti prastanovnici zemljine kore nisu imali pojma da stoje na začetku nepreglednih drama koje će se tek odviti na površini Zemlje, a naravno i ispod njezine površine i povrh te površine", piše Henry Gee. 

Kao i svaka dobra drama, i ova koju je izvrsno ispričao Henry Gee, završava sveopćim pomorom. Zaboravite onu Krležinu da "nigdar ni tak bilo da ni nekak bilo, pak ni vezda ne bu da nam nekak ne bu". Života nije bilo oduvijek, niti će ga uvijek biti. A pogotovo nas ljudi nije oduvijek bilo, niti će nas biti zauvijek. Kao i svaka jedinka, i svaka vrsta je konačna.

Superkontinent koji će se sastaviti za oko 800 milijuna godina bit će, prema procjenama znanstvenika, najveći ikad, ali i posljednji. Tektonske ploče će zaštekati kao parna lokomotiva koja je ostala bez pare. Nuklearni elementi uranij i torij koji su konvergirali u središte Zemljine utrobe, nakon što su nastali urušavanjem supernove, uskoro će nestati i prestat će biti tekuća žeravica u središtu Zemlje koja je podmazivala ples privlačenja i odbijanja tektonskih ploča. Zemlja će otplesati posljednji tango. Stalna uzbibanost planeta, koja je svojim kataklizmičkim izazovima tjerala život na najveća postignuća, utopit će se u Vječnost.

Mi tome nećemo svjedočiti jer ćemo izumrijeti mnogo prije, za nekoliko tisuća do nekoliko desetaka tisuća godina. Naš period obitavanja na Zemlji – u ukupnosti života – bit će toliko kratak da bi neki budući istraživači, za kojih 250 milijuna godina, možda mogli zaključiti kako se nešto zbivalo u naše doba, ali je zapravo nemoguće ustvrditi što točno. Moguće će tadašnji istraživači biti pripadnici nove, evolucijski superiorne vrste čiji preci već odavno žive na Zemlji. Evolucija nije pravocrtan proces gdje se jedna mutacija progresivno nadograđuje na drugu ili gdje jednog dana svi eukarioti postanu multistanični organizmi. Evolucija ne teče po pokretnoj kronološkoj traci, već se gubi i pronalazi u labirintima zamišljenih "vremenskih strojeva".

Homo sapiensa neće spasiti ni eventualna kolonizacija svemira. U najboljem slučaju, pretvorit ćemo se u novu vrstu. Izumrijet ćemo, piše Henry Gee, zbog nekoliko razloga. Zbog pojave znane kao "dug izumiranja", što će reći da već živimo u posuđenom vremenu jer smo davno prije fatalno promijenili svoj habitat bez da smo to tada znali. Nadalje, genetski smo previše homogeni što ne daje dovoljno prostora za evolucijsku diverzifikaciju, a i reproduktivne navike nam neće baš pomoći da nadomjestimo umrle.

Evolucijska uspješnost obično se mjeri dugovječnošću preživljavanja određene vrste. Tako se raznorazne bakterije ili  insekti navode kao daleko najuspješnije vrste ikad. Ali, nije li jedan jedini svjesno proživljen život vredniji od milijarde godina nesvjesnog životarenja? Nije li svijest, a ne dugovječnost pravi meritum evolucijske uspješnosti?

Henry Gee, iznenađujuće, nije toliko zabrinut zbog ljudskog doprinosa efektu staklenika. Gee priznaje da je naš doprinos možda velik, ali i jako kratkotrajan, i da su već poduzete mjere koje će ga obuzdati u relativno kratkom roku. Budućnost svijeta na duge staze nije globalno zatopljenje već novo ledeno doba, tvrdi u knjizi. Dva faktora koja najviše utječu na život na Zemlji su sunčeva svjetlost i, za efekt staklenika najutjecajniji plin, ugljični dioksid. Uslijed erozije tla  ugljičnog dioksida bit će sve manje i manje u Zemljinoj atmosferi, dok konačno ne postane rijedak. Da se izrazim eufemistički, Zemlja neće skončati pregrijana, već pothlađena. 

Milijardu godina od danas Zemlja će biti napuštena, poput neke goleme srednjovjekovne ruine, obrasla ničim. Tužna je pomisao da neće biti niti šarenih cvjetnih polja niti cvrkuta ptica. No nama je naravno najviše žao što više neće biti nas. Saznanje o konačnosti naše vrste dodaje jednu novu tužnu notu našoj smrtnosti kao jedinke. Srce se na trenutak stisne, kao da je i samo okovano ledenom korom nekog unutarnjeg ledenog doba. Usprkos tome, Gee završava optimistično: "Ne očajavajte, Zemlja je još tu i život još živi!"

I u vama.