1. TU()()()VII Iwww.dacoromanica.ro

2. TUDOR OPRISENCICLOPEDIA LUMII VIIwww.dacoromanica.ro 3. Coperta:MARCEL DANESCUCopyright, 2006: EDITURA GARAMONDISBN: 973-9140-71-8www.dacoromanica.ro 4. TUDOR OPRISENCICLOPEDIALUMII VIIEDITURA GARAMONDBUCURESTI, STRADA MITROPOLIT ANDREI SAGUNA, NR. 71www.dacoromanica.ro 5. Orice reproducere, compilatiesau rezumat al acestei operefail autorizarea Editurii Garamondvor fi urmarite conform legiiwww.dacoromanica.ro 6. IN CHIP DE PREFATAPrin 1941, la varsta de 14 ani, Tudor Opri era un copil minune al botanicii romaneti. Episo-dulintalnirii noastre 1-am evocat in prefata pe care am scris-o cartii sale Mari le prietenii dinnature , aparuta in 1982. M-au uimit atunci vastitatea cunotintelor sale, uurinta i exactitatea cucare determina plantele, maturitatea i originalitatea gandirii sale tiintifice.Un joc al destinului a facut ca acest preadolescent, nascut pentru a fi tin mare naturalist, sa-ischimbe brusc optitmea la sfaritul liceului. La momentul alegerii carierei, vocatia literara s-adovedit a fi mai putemica, pasiunea sa din copilarie trecand pe plan secundar i devenind un hobby.Din fericire tradarea nu a fost totals i ireductibila, intrucat, dei doctor in filologie, distins pro-fesor,poet, istoric literar, animator inegalabil al tinerelor talente scriitoriceti, Tudor Opri nu i-aparasit niciodata pasiunea biologics. Dupe 1949, a fost unul din primii custozi onorifici ai monu-mentelornaturii din Romania, mai tarziu, in 1972, participant la Congresul mondial din Stockholm,al apararii mediului ambiant, secretar general at Societatii pentru raspandirea tiintei i culturii,lasand in urma lui, pana in prezent, mai bine de 30 de titluri de beletristica tiintifica, adevarate biju-teriiale genului, unele din ele premiate, traduse i bine primite in tail i peste hotare, sute i suteemisiuni radio-TV i de pasionante articole inchinate naturii, ca i filme tiintifice de scurt metraj,initiind nenumarate intalniri cu cititorii sai de pe tot cuprinsul tarii.Epuizand in lucrarile i articolele sale aproape toate domeniile clasice i modeme ale biologiei,Tudor Opri si -a propus sa umple un mare gol in literatura romaneasca de informare tiintificaadresate in general iubitorilor naturii i in special milioanelor de copii i adolescenti avizi decunoatere. Acest lucru s-ar fi putut realiza doar printr-o lucrare de sinteza menita sa insumeze acelecunotinte despre viata i lumea vie, absolut necesare culturii unui om modern, sa le grupeze intr-unanumit sistem i sa le confere o anumita viziune, prezentandu-le intr-o forma nu numai perfect acce-sibila,dar i cat mai atragatoare din punct de vedere literar. Aceasta carte gandita intai in patru vo-lume,apoi in 10 volume era destinata sa devind un fel de 1000 de carti intr-o singura carte cumspunea in 1988 un savant belgian de origine romans, un fel de vade mecum a naturalistului ama-tor,aa cum o doreau anticii, enciclopeditii, Buffon, Brehm, iar la noi, profesorul Ion Simionescu,un opus magnus, o opera globald gandita de un singur cap i scrisa de o singura mans, pentru a ise asigura unitatea de conceptie i de stil. Umanist i enciclopedist intarziat intr-o perioada a colec-tivelorde creatie, a computerizarii, a microspecializarilor i a exacerbarii spiritului analitic, TudorOpri a reuit aceasta extraordinary performantd, care ar putea fi comparata doar cu cea realizata deJean Rostand, laureat al premiului Nobel i autorul vestitei sinteze La vie.Tentativa sa care a cerut o imensa munca de infonnare in peste 40 de ramuri directe i comple-mentareale biologiei, o competenta multilaterala i nu in ultimul rand, maiestrie literara a fostincununata de succes. Enciclopedia lumii vii, unica in felul ei, reprezinta cea mai importantalucrare romaneasca de popularizare ale biologiei, competitive cu cele mai profunde i originalelucrari de acest gen din lume.5www.dacoromanica.ro 7. Indiscutabila originalitate a Enciclopediei consta in gruparea extrem de bogatului material infor-mativin jurul problemelor biologice fundamentale, incepand cu definirea vietii, a evolutiei $iexpansiunii ei cosmice. Unele probleme cum ar fi Limitele extreme ale vietii, Forme de apararein lumea vie, Deplasarea in lumea vie, Comunicarea in lumea vie, Forte le misterioase aleCosmosului si omului sunt, prin caracterul exhaustiv si sintetic, unicate in literatura noastra si chiarmondiald de popularizare care, ce e drept, le-a abordat, dar totdeauna fragmentar, strict enuntiativsau unilateral.Ca profesor si ecolog, Tudor Opri face in fiecare paging o calda pledoarie in favoarea atitudiniisuperioare de intelegere, respect si aparare a naturii, implicand pe cititor in armonia cosmica siinvitandu-I sa-si corecteze pragmatismul egoist cu atitudinea afectiva si reflectia filosofica. Insfarsit, filologul $i scriitorul iii valorifica din plin atu-ul stapanirii tuturor subtilitatilor limbii ca sitalentul literar, imbracand paginile stiintifice intr-o fermecatoare haina artistica, demna de vestitiisai antecesori si contemporani: Fabre, Coupin, Cpuif,.Maeterlinck, Carrel, Simionescu, Sagan, Ifti-movici,Sekora, Osipov, Akimuskin. Ne aflam in fata unei carti titanice pe cat de instructive pe atatde seducatoare, un bestseller al genului care merits sa se gaseasca in biblioteca oricarui iubitor alnaturii.Prof dr docent Ion T TarnayschiFost decan a! Facultalii de Biologiedirector al Gradinii Botanice din Bucurecti61www.dacoromanica.ro 8. NOTA AUTORULUIEnciclopedia de fata, organizata intr-un unic i masiv volum, a fost preluata spre publicare deprestigioasa editura Garamond care, dupa 1990, a adus inestimabile servicii colii romaneti iculturii generale. Este o enciclopedie cu larga adresabilitate a marilor probleme i taine ale biolo-giei.Multi dintre cititorii i comentatorii enciclopediei mele BIOS, considerate la vremea aparitieiei drept cea mai importanta i complexa carte romaneasca de popularizare din domeniul tiintelornaturii, si -au exprimat uimirea ca se afla in fata unei vaste lucrari care, prin traditie, ar fl trebuit safie intesata de imagini i, totodata surpriza ca absenta totals a iconografiei nu i-a micorat cu nimicprestigiul i marele ei succes de public i presa, atat in tara, cat i peste hotare. Ma vad acum nevoitdupd aproape doua decenii, cand incerc sa repet experimentul deziconificarii , sa motivez aceastainitiative care vine sa contrazica o mare parte din cartile de astazi, majoritatea traduse, ce puneaccentul exclusiv pe factorul comercial, pe atotputernicia aspectului formal, care vinde cartea.O tara saraca, precum Romania de azi, nuli permite luxul sa tipareasca in stadiul economic incare ne gasim o carte autohtona cu ilustratii mirobolante a carei cumparare ar face o brqa impor-tantain bugetul familiei. Dar, pentru a putea demonstra lumii ca, in pofida modestiei financiare aediturilor i lipsei de interes a sponsorilor pentru astfel de intreprinderi nerentabile are autori cunimic mai prejos decat cei din Occident, stramuta editorial accentul de pe o forma stralucitoarecare incanta doar privirea i gadila orgoliile bibliofile pe un continut infinit mai pretios tiintifici mai util sub raport instructiv-educativ, asigurand totodatd un acces mai uor la informare i cul-tura.Lipsa imaginii obliga insa pe autor sa sporeasca forta de atractie tiintifica i valoarea expune-riiliterare a continutului, iar pe cititor '11 invite la un efort de imaginatie, gandire i participare activei creative la un text valoros, ceea ce, in mod cert i cu mult mai mica cheltuiala, it va ajuta saliimplineasca orizontul cunoaterii.7www.dacoromanica.ro 9. IVIATADEFINITIE, INSUSIRI, IERARHIZAREORIGINEA VIETII (teorii, ipoteze)EVOLUTIA ISTORICA A FORMELOR VII PE TERRADIVERSITATEA ACTUALEI FLORE SI FAUNESUPRAVIETUITORII VREMURILOR APUSEwww.dacoromanica.ro 10. 1CE ESTE $1 CE iNSU$IRI ARE VIATAARGUMENTBiologul american Harry Y. Mc. Swen Jr. in apreciata sa lucrare Partitura pentru Terra,aparuta in 1997 la New York, scria: Dintre toate minunatiile sale, cea mai deosebitii caracteristicaa Peimeintului este cu siguranta viata. Dar ce inseamna sa fii viu? Fiecare dintre noi are probabil oidee destul de clara a distinctiei dintre viata yi moarte, dar conceptul ytiintific ar rameine una dintreintrebarile fundamentale al caror raspuns este mult mai neclar deceit s-ar crede [...]Poate ca vomreuyi sa raspundem mai bine la intrebarea ce este viata dacii definim caracteristicile materiei vii.Enuntand ci eu, cu cateva decenii inainte, acest punct de vedere, am considerat ca pentru cla-rificareanotiunii de vials va trebui initial sa facem disjunctia dintre conceptul vitalist-spiritualistci cel ytiintific-materialist care s-au ciocnit in permanenta din Antichitate pans in prezent (yi pro-babilvor face obiect de disputa ci in viitor) apoi adoptand criteriul ytiintific sa ne referim lacompozitia materiei vii yi la reliefarea insuyirilor acesteia.Trebuie sa precizam in acord cu Loren Eiseley ca, deci materialismul reprezinta baza definitieiytiintifice a vietii, nimic din ceea ce un observator avizat ar declara viu nu e Inca produs in labora-torpornind de la zero. Amesteccind ingredientele viefii: carbon, azot, hidrogen, oxigen obtii aceleayisubstante moarte. totuci, in 1993, la Institutul de cercetare Scripps din La Jolla, California, Ge-raldJoyce a creat o molecula similara cu cea real a. Era un fragment de ARN sintetizat in eprubeta.La un ceas dupe crearea ei, molecula a inceput sa adune materie in jurul ei sa se multiplice. Mole-culamultiplicatoare nu era vie, deoarece nu se putea reproduce, dar acest model artificial, care rei-tereaza in functiile sale vitale molecula celulara vie, vine sa intiireasca ideea ca suntem pe un drumbun in definirea vietii yi ca ea confirms unele puncte de vedere plauzibile pe care, de altfel, ne-amconstruct ci noi punctul personal de vedere in aceasta extrem de delicate yi controversata problems.Viata se na0e sau preexists?Inca din Antichitate s-a produs disjunctiadintre conceptiile despre viata. Unii filozofimaterialiti naivi au considerat-o ca o formade manifestare a materiei vii, chiar daca, in ceprivete modul cum iau natere organismele,conceptiile tor, aflate la primele inceputuri aledezvoltarii tiintei biologice, acreditau princi-piulautogenezei. Idea litii, in frunte cu Platon,afirmau ca materia vegetala i cea animals nueste vie prin ea ins4i, ci are doar posibilitateasa capete viata, dacd in ea se instaleaza unsuflet nemuritor, preexistent, psiheea. InsuiAristotel parintele tiintelor cum era numit inEvul Mediu epoca dominate de doctrina sa11se afla sub inraurirea platonismului. El consi-deraca fiintele vii, ca i celelalte lucruri con-crete(esente), se formeaza prin combinareaunui principiu pasiv materia i un princi-piuactiv forma. Pentru fiintele vii, formao constituie sufletul. Aceasta da infatipre cor-puluii it mica. Prin urmare, materia nu areviata, ci este formats i organizata in modrational cu ajutorul fortei sufletului, numita deAristotel entelechia. Aceasta forts launtrica,orientate spre un scop final, da viata materiei io mentine.Plotin, parintele colii neoplatonicieneaparuta in secolul al III-lea, a fost primul care aformulat notiunea de forts vitals (vis vitalis), pepisiwww.dacoromanica.ro 11. care o regasim pand in zilele noastre in teoriilediverselor scoli vitaliste.Impletind legendele mistice egiptene, carestau la baza metempsihozei (reincarnarea spiri-tului),cu conceptiile neoplatoniciene, crestinis-mulcreeazA o conceptie mistica originalsdespre viata, cuprinsa in Bib lie. ScantulAugustin vedea in aparitia fiintelor vii o mani-festarea vointei divine, o insufletire a materieiinerte de catre un spirit datator de viata.Intreaga stiinta a Evului Mediu este funda-mentatape conceptiile vitaliste plotiniene.Paracelsus, si mai apoi Van Belmont conside-rauca in corpul plantelor, animalelor omuluipredomind o forts vitals active arheul diri-jatacu ajutorul unor procedee magice si caredetermine formarea organismului intreaga luicomportare ulterioard.Pomind de la lichide $i infuzii organice inputrefactie, in care apareau fiinte microscopice,preotul naturalistul scotian J. Needham(1713-1781), contemporan $i prieten cu natura-listulfrancez G. Buffon, credea ca in fiecareparticula microscopica de materie organics esteascunsa o forts vitals specials care poate daviata materiei organice.Ultimul reprezentant de seams al vitalismu-luieste F. Pouchet care, intre anii 1858-1863,formuleala o teorie proprie, neovitalista,asemanatoare cu aceea a lui J. Needham.Pomind de la procesele de putrefactie sau fer-mentatie,Pouchet considera ca pentru aparitiaorganismelor este necesard preexistenta uneiforte vitale. Aceasta ultima incercare de ofi-cializarea unei conceptii naive si antistiintificea fost definitiv spulberata de experientelesavantului francez L. Pasteur, de care vomvorbi mai amplu in urmatorul capitol. De altfel,vitalismul primise putemice lovituri in primajumatate a secolului al XIX-lea prin mariledescoperiri in domeniul fizicii si chimiei. Doc-trinaevolutionists a lui Ch. Darwin barase dru-mulvitalismului, pregatind astfel lovitura deci-sivape care avea s-o dea Pasteur.Totusi, in a doua jumatate a secolului alXIX-lea, ca si in primele decenii ale veaculuinostru n-au lipsit incercari de reinviere a con-12ceptiilor vitaliste. Ele sunt prezentate amanuntitin cunoscuta lucrare a lui E. Lippman, Urzeu-gungand Lebenskraft. Savanti ca I. Borodin,H. Driesch, K. Nage li, J. Uexkull, L. Berta-lanffy,I. Weissman, T. Elting, E. Sinnot, OlgaLepesinskaia, vorbind despre idioplasma saude un germen nemuritor (plasma germinativa),de un factor transcendental sau de capacitateamateriei vii, necelulare, de a se organiza in for-matiicelulare, reactualizau intr-o forma sau altsconceptia vitaliste.De o anumita yoga se bucura azi teoriapsiholamarkista a paleontologului americanE. Coppe, continuata de R. France, A. Pauly siA. Wagner care sustin ca procesul evolutiei sedatoreste actiunii factorilor psihici proprii nunumai fiecarui organism, dar $i fiecarei celule,impulsului interior spre perfectiune. Pentru aexplica procesul ereditatii, psiholamarkistii auadoptat teoriile lui E. Hering, R. Semon siE. Rignano, dupd care ereditatea este o mani-festarea memoriei, ca acumulare a engramelormnemice, dupd cum spunea Semon.Timp de trei sferturi de secol, conceptiile sti-intificeale biologilor aflati in acea parte a lumiidominate de ideologia comunista au impusfetisizat conceptia lui Fr. Engels, care defineaviata ca pe modul de existenta al corpuriloralbuminoide, constand in reinnoirea continua aelementelor chimice componente.Definitia in sine nu era eronata. $i marelechimist D. I. Mendeleev scria ca proteinele sedeosebesc de multe corpuri complexe prininstabilitatea for fata de multitudinea factorilor,ele servind pentru transformarile permanente silogice care constituie o prima conditie pentruactivitatea vitals .Definitia lui Engels ni se pare azi simplistasi, deci, nesatisfAcatoare. Exists explicatii.Acum un veac sijumatate nu se cunosteau niciacizii nucleici, nici structurile fine ale nucleului.Stiinta moderns a descoperit intre timp alteinsusiri esentiale ale vietii in afara de metabo-lism,ca autoreproducerea ontogenetica a orga-nismului,prin autoreinnoirea periodicA a struc-turiisale, si autoreproducerea filogenetica aorganismului, prin obtinerea unor descendentiaisiaiIi1i1iwww.dacoromanica.ro 12. identici cu parinCii, precum faptul ca acesteca si metabolismul sunt expresiafunctionala, dinamica temporala a anumitorstructuri ale sistemului viu. $tiintele biologicein frunte cu genetica, precum celelalte adia-cente,au facut in ultimul timp descopeririprogrese importante in legatura cu structuraintima a materiei vii. Interpretarea organismelorca sisteme vii care se autoconserva prinautoreglare functionala important castig algandirii stiinCifice contemporane genereaza oviziune multilaterala asupra vietii, tot maidepartata de clasica definitie a lui Engels.Trei lucrari esentiale: Viala de JeanRostand, Romanul vietii de A. Ducrocq siLogica viului de Fr. Jacob, incearca, in modsistematic si original, sa surprinda esenta vietiicareia, in ultima instanta, nu i se poate da Inca odefinitie complete satisfacatoare, atat timp catInca nu s-a rezolvat trecerea pragului de inte-grarecare separa lumea vie de lumea nevie.Compozitia materiei viiSuportul vietii este incontestabil materia vie.Exists o serie de elemente comune ambelorfeluri de materie. Deosebirea de proportii a ele-mentelorchimice in alcatuirea materiei vii esteconditionata de rolul for biologic.Elementele chimice fundamentale sunt car-bonul,azotul, fosforul, hidrogenul oxigenul.Carbonul este elementul omniprezent, ato-miisai constituind scheletul tuturor moleculelororganice. In lanturile lungi in care legaturileVan der Waals in moleculele unite intre ele,atomii de carbon stau la baza structurii mem-branelorcelulare, mitocondriale, a spatializariimoleculelor de acizi grasi polizaharide. Lega-turilecovalente pe care le formeaza cu atomiialtor elemente si trecerea de la legaturi maiputin stabile la cele mai stabile confers car-bonuluiun rol energic de prim rang.Azotul joaca un rol important in proceselede transfer cu H, deci in procese energetice. Deasemenea, radicalul NH2, din cauza ca poateceda un electron, are un caracter bazic, ceea ce13face posibila formarea legaturii peptidice, caresta la temelia alcatuirii moleculei proteice.Sub forma de acid fosfOric, fosforul estecomponentul obligatoriu al acizilor nucleici,apoi combinat cu proteine lipide constituiefosfoproteine fosfolipide. Un rol deosebit alacestui element este acela de acumulator princi-palsi distribuitor universal de energie in materievie datorita acidului adenozintrifosforic (ATP),ale carui legaturi macroenergice pun in libertateo mare cantitate de energie in procesulhidrolizei.Gruparile hidrogenului cu oxigenul sau cucarbonul si transformarea unora in altele au unrol energic. Transformarea gruparii C-H in O-Heste cea mai importanta sursa a energiei dinmateria vie. Ea se petrece in procesul respiratieisi este mediate de legaturile macroergice, maiales de ATP.Prin combinarea acestor elemente iaunastere moleculele mici sau monomerii. Acestiaintra intr-un numar adeseori nedefinit in corn-pozitiaunei macromolecule. Cand monomeriisunt la fel, macromolecula e un polimer; candacestia sunt diferiti, este un pseudopolimer.Organizarea chimice a acestor structuri esteimprecise, ceea ce deschide cai practic nelimi-tatede diversificare a substantelor, diversificarece creste considerabil cand se trece de la poli-meri(cum e celuloza) la pseudopolimeri (cumsunt substantele proteice acizii nucleici).Principalii componergi ai celulei sunt lipi-dele,glucidele, proteinele acizii nucleici.Lipidele reunesc o serie de substance care auca trasaturi comune solubilitatea in solventiorganici (eter, cloroform etc.), avand rol plasticsi de rezerva. Ele se impart in grasimi propriu-ziselipoide (steroli).Glucidele sau hidratii de carbon, dupanumarul monomerilor, pot fi monozaharide(glucoza, galactoza, manoza, fructoza), oligoza-haride(maltoza, celobioza, lactoza, zaharoza)sau polizaharide (amidonul, glicogenul, celu-loza).Zaharurile servesc in special drept corn-bustibil.Amidonul si omologul sau animal,glicogenul, formeaza rezerve de glucide ener-aiinsusiri,ailiaisiaiaiIiIiIiaiwww.dacoromanica.ro 13. getice, iar celuloza intra in alcatuirea struc-turilorvegetale de rezistenta.Proteinele cuprind derivatii azotati organicicare stau la baza materiei vii, avand un rolmajor in organizarea i reglarea activitatii celu-lare,in creterea i inmultirea organismului viu.Exists proteine de transport (hemoglobina),contractile (miozina), cu proprietati hormonale(insulina) sau catalitice (enzimele), de structure(colagenul), de protectie (fibrinogenul), de re-zerva(cazeina, zeina).Acizii nucleici au un rol esential in perpetu-areavietii, fiind purtatorii i transmitatoriicodului genetic. Dupe compozitia chimica, sedeosebesc doua tipuri de acizi nucleici: ribonu-cleic(ARN), respectiv dezoxiribonucleic(DNA), formati dintr-un nutriar mare demonomeri, numiti nucleotide, in compozitiacarora intra restul unei baze azotate de naturepurinica sau pirimidica, restul unui glucid(riboza sau dezoxiriboza) restul unei mole-culede acid fosforic.Importanta biologics a DNA-ului consta infaptul ca succesiunea bazelor azotate din mole-culalui este caracteristica, reprezentand inregis-trareamoleculara a informatiei genetice aspeciei respective. Functia ARN-ului este tran-scriereai transportul informatiei genetice dinnucleu in citoplasma transferul ei in procesulde sinteza a substantei proteice.insuOrile materiei viiAa cum am amintit, principala caracteris-ticaa materiei vii fata de materia nevie esteautoconservarea, care se realizeaza prin auto-reinnoireacontinua a structurii cu ajutorul bio-sintezeiunor substance.Schimbarea periodica a substantei vii nuafecteaza capacitatea structurii de a conserva.Procesul mentinerii unei structuri stabile esterealizat de un aparat genetic care contine, informa codificata, matriciala, informatia speci-ficsstructurii. Prin cariochineza, afirmaE. Guyenot, se mentine, traversand toata viata14organismul, constanta patrimoniului ereditaral celulei-ou.Autoreinnoirea este conditia esentiala aautoconservarii sistemului viu scrie IonDraghici in Esenta vigil. Interactiunile corn-plexecu mediul inconjurator au drept con-secincai uzura structurilor i, in general, a sis-temului.Sistemul biologic este autonom, iirepard singur uzurile (inevitabile unui sistemdinamic), autoreinnoirea find singurul mijlocde auto-separatie a sistemului respectiv, carese realizeaza prin inlocuirea pieselor uzate cualtele noi. Celula are o viata mult mai scurtadecat individul. Pe durata vietii unui individ sesucced multe generatii de celule i, cu toateacestea, individul ramane mereu acelai. Nouageneratie de celule este constituita dupetiparul vechii generatii, tipar inregistrat instructuri specializate.In sistemul individual are loc un continuuproces de autoreproducere a elementelor salecomponente. Ca sursa energetics i plastics, labaza acestor procese sta metabolismul. Metabo-lismuleste o insuire esentiala a fiintei vii, darnu un scop in sine, ci un mijloc pentru realizareaautoconservarii. Metabolismul se realizeazaprin cloud procese antagonice: asimilatia(anabolismul) i dezasimilatia (catabolismul),care se conditioneazd reciproc. Energia rezul-tataprin descompunerea glucidelor i grasi-miloreste folosita in reactiile anabolice menitesa reface substantele cheltuite i, invers, sub-stantelesintetizate in anabolism cunt degradatein cursul reactiilor catabolice. Aa cum spuneaE. Schrodinger ( Cc este viata?, 1956),metabolismul este un mod specific de corn-portarea materiei vii pe durata de existenta acelulei sau organismului viu, supus unei legitatiferme care tinde sa mentina intact echilibrulfunctiunilor prin coordonare i autoreglare.Dar un sistem viu, ca sa existe i sa seautoreinnoiasca ontogenetic i filogenetic, tre-buiesa posede proprietatea de a da natere, laun moment dat, unui sistem aproximativ identiccu el. Reproducerea proces specific materieivii este, ca metabolismul, un mijloc derealizare a scopului suprem al unei fiinte vii,iiiwww.dacoromanica.ro 14. autoconservarea. Reproducerea se bazeaza peinsusirile exceptionale ale DNA-ului de a sescinda in cele cloud lanturi complementare,fiecare lant vechi functionand ca matrita pentrusinteza catenei complementare. Aceasta pro-prietate,spun J. D. Watson i F. H. C. Crick inStructura moleculard a acizilur nucleici,face ca acizii nucleici sa fie indispensabilimateriei vii. Proteinele sunt lipsite de aceastaproprietate, de aceea ele nu pot constitui sub-stratulvietii. Iata de ce definitia lui Engels,dupd care viata este modul de existents al sub-stanteloralbuminoide, nu mai poate fi luata inconsiderare. Aceasta nu inseamna ca trebuie sasubapreciem rolul substantelor proteice. Ca-racterulindispensabil al substantelor proteicesustine 1. Draghici este demonstrat si de fap-tulca acizii nucleici nu-si pot realiza insusirilefor decat pe fondul schimburilor metabolicerealizate prin activitatea enzimatica a pro-teinei...Proteinele si acizii nucleici se corn-pleteazareciproc. Acizii nucleici contin posibi-litateaautoreproducerii autoreinnoirii, iarproteinele, prin insusirile tor, in special prinmetabolism, realizeaza acesteFrancois Jacob, laureat al Premiului Nobel,formuleaza in acest chip specificitatea repro-duceriica functie caracteristia a vietii: Repro-ducereaeste capacitatea vietii de a genera viata.Viata se transmite de la o fiinta la alta printr-osuccesiune care nu cunoaste intreruperi. Viataeste continua.Uimitorul mecanism al vietii, de o comple-xitatepe care nici astazi nu am patruns-o intotalitate, se desfasoard intr-un cadru materialorganizat care sugereaza un grad de perfectiuneatins dupa o indelungata evolutie neintrerupteadaptari si readaptari. Viata nu apare decat la unanumit nivel de organizare al materiei, legat nunumai de o anumita compozitie chimica propicemiscarii biologice, dar si de realizarea unormatrice adecvate. Fenomenul vietii scria in1975 J. Rostand este legat de un anumit aran-jamentstructural, de un mod de organizareextrem de complex al materiei: cand aceastaorganizare, and acest aranjament sunt rea-lizate,atunci se manifests proprietatile pe care15be numim vitale. Problema vietii este asadar, inesenta, o problema de forma, de structure...krarhia materiei viiIntroducerea notiunii de nivel de organi-zarea materiei vii reprezinta un pas inainte incunoasterea specificului vietii, sustinea J. P.Vigier in Teoria nivelurilor si dialecticanaturii (Pensee, nr. 99, 1961).Notiunea de nivel inseamna gradul deosebitde complexitate a diferitelor categorii de sis-temebiologice, ceea ce duce, firesc, la o ie-rarhizarea acestora.Ea a constituit o preocupare pentru oameniide stiinta cu multi ani in urma. Astfel, LloydMorgan distingea mai multe niveluri succesive:atomi, molecule, cristale, viata etc., caracteri-zate,fiecare, prin legi proprii. T. de Chardinsustinea ca materia vie si cea nevie sunt organi-zateintr-un lung lant de complexitatecrescanda, care incepe cu particulele ele-mentare,se continua cu atomii, moleculele,celula, organism $i se incheie cu societateaumana.In 1963 biologul american P. Weisz, in TheScience of Biology, prezenta o noua schema aierarhiei nivelurilor: particule sub-atomice,atomi, molecule, agregate moleculare, celule,tesuturi, organe, organisme, specii, biocenoze,lumea vie. Cu mici modificari, aceasta schemao intalnim $i la E. P. Odum (Fundamentals ofEcology, 1959), L. Bertalanffy (Problems ofLife, 1960), B. Stugren (,57iinta evolutiei,Bucuresti, 1965).La ora actuala, schema elaborate de savantulrus K. M. Zavadski ( Teoria vida, 1961) siimbunatatita de academicianul roman N. Bot-nariuc(Biologie generala, ed. II, 1979) parea raspunde deocamdata cel mai bine cerintelortaxonomice logicii viului.N. Botnariuc propune patru niveluri de orga-nizare:1. Nivelul individual, avand ca unitatireprezentative indivizii biologici, organismeindividuale; 2. Nivelul populational sau alspeciei, reprezentat prin sisteme populationalesiposibilitati.sisiwww.dacoromanica.ro 15. sau ale speciilor; 3. Nivelul biocenotic,reprezentat prin sisteme biocenotice; 4. Nivelulbiosferei, reprezentat prin sistemul unic al bio-sfereiplanetei noastre.Pe drept cuvant, N. Botnariuc apreciaza casistemele componente ale indivizilor din ie-rarhiamorfofiziologica (celula, tesut, organ,complex de organe) nu pot fi considerate careprezentand niveluri de organizare, ci doarniveluri de integrare, deoarece nu respects cri-teriuluniversalitatii. In ce priveste moleculeleorganice, oricat de complexe ar fi, ele nu potreprezenta un nivel de organizare al materiei vii,ci doar trepte in evolutia materiei nevii spreaparitia vietii.In interiorul nivelului individual de organi-zarese deosebesc diferite trepte de dezvoltarecare, de asemenea, nu au un caracter de univer-salitate.Pe treapta cea mai de jos se aflavirusurile complexe macromoleculare nucleo-proteice.Urmeaza forme la care celula nu aretoate elementele complet diferentiate, cum suntbacteriile algele albastre-verzi, apoi plantelesi animalele unicelulare, urmate de organismepluricelulare cu diferite grade de cohiplexitate.Ceea ce caracterizeaza acest nivel este integra-litateapronuntatd, ceea ce permite indivizilor sAse adapteze in mod optim conditiilor de viata.Indivizii biologici nu pot exista in afaraspeciilor. Populatiile sau speciile reprezintaspune N. Botnariuc nu indivizi izolati, ciansambluri organizate de indivizi in succe-siuneaneintrerupta a generatiilor. Factorul timpdevine o components esentiala a speciei.Fiecare specie are o istorie a sa in sensul propriual acestui cuvant. Individul are o existentslimitata; specia una nedefinita, timpul ei desupravietuire putand ajunge la sute de milioanede ani. Conservarea individului, realizata princele mai diverse adaptdri, este subordonata con-servariispeciei. Procesele si legile sistemelor denivel populational sunt diferite de cele de lanivelul individual. Procesul fundamental carac-teristicacestui nivel it constituie relatiileintraspecifice, contradictorii dar si unitare, careduc la dezvoltarea unei anumite structuri a po-pulatiilorsi speciilor, a unei anumite organizAri,16unei anumite dinamici a trasaturilor popu-lationale.Evolutia, ca proces istoric precizeazaN. Botnariuc este un proces caracteristic po-pulatiilorspeciilor. Cu alte cuvinte, nu indi-viziiizolati, ci populatiile speciile reprezintaobiectul si purtatorul material al evolutiei. Deaceea, legile evolutiei sunt legi caracteristicesistemelor de nivel populational. Cea maiimportanta dintre aceste legi este selectia natu-raid.Ea este factorul care, in succesiunea ge-neratiilor,transforms fenomenul individual alvariabilitatii in proces istoric al evolutiei.Dar speciile nu traiesc izolate, deoarece pro-ceselevitale se realizeaza doar in cadrul actiu-nilorinterspecifice. Plante le verzi, deci planteleautotrofe, pot epuiza rapid resursele de hranadin pamant daca n-ar exista bacteriile caredescompun cadavrele, readucand in circuitulvietii substantele biogene sau fixeaza azotulatmosferic oferindu-1 simbiontilor superiori.Fara plantele verzi, nu pot trai animalele ierbi-yore,de la insecte pans la mamifere. La randullor, aceste flinte constituie baza existentei pen-truinsectele rapitoare, animalele insectivore sicele carnivore, care traiesc pe seama consuma-torilorfitofagi. Din aceasta cauzA, in decursulevolutiei, diferite specii s-au grupat in anumiteregiuni, alcatuind formatii complexe, cu propri-ilefor legi, numite biocenoze. Procesul funda-mentalcaracteristic acestui nivel it constituierelatiile interspecifice, contradictorii darunitare, ca si cele intraspecifice, ducand laadaptari structurale functionale reciproce, laautoreglarea mecanismelor interne in ultimainstanta, la integralitatea biocenozei de careatama specializarea, productivitateasupravietuirea indelungata a acesteia.Nivelul biosferei Inca putin studiatcuprinde, dupa Zawadski Botnariuc, totali-tateabiocenozelor, deci totalitatea vietii pePamant, functioneaza ca un sistem biologicpe scars planetard.qiiiiiqi,iiiwww.dacoromanica.ro 16. 2IPOTEZE, TEORII, EXPERIMENTE PRIVINDAPARITIA VIETII PE TERRAARGUMENTNu trebuie sa dam un credit absolut scepticismului lui Jean Rostand. Ipotezele emise in ultimajumatate de veac au o relativ buns motivatie logics (desi sunt contestate vehement de adeptiicreationismului Viinfific precum Harry M. Morris, Richard Bube, Bernard Ramm, E. H.Andrews, Harold W. Clark 0 multi iar cdteva din ele, precum biogeneza si varianta ei,biostructuralista, pot ft sustinute prin probe de laborator menite sa reconstituie experimental inprezent ceea ce s-ar fi putut petrece in trecut. Realizarea acestor modele ne sugereazei, cu aju-torulcalculului probabilitatilor, caile prin care au putut lua nactere primele formatiuni organizatede viafei. Din clipa cand au fost descoperite cele mai vechi dovezi ale viefii, urme ale structuriiactivitatii organismelor, ipotezele au putut sa se prefacci in realitate, iar tabloul evolutiei vietii sase inchegecoerentRaspunsul la intrebarea privind modul si momentul aparitiei vielii pe Pameint are de luptat cufoarte multe necunoscute dileme, doar in parte rezolvate.Traim intr-un univers de energie, conditionatei, dupa ecuatia lui Einstein, de relatia cu masa,cu materia deci. Viata nu a apcirut dec. data cu structurile capabile sa intretina un permanentschimb de energie cu mediul ambiant. Se ctie azi ca, pentru acest motiv, in structura materiei infraca elemente fundamentale carbonul, oxigenul, azotul, fosforul sulful care, prin proprietatile lor,reispund la modul optim conditiilor de vial a de pe Terra. Elementul central in jurul caruia se orga-nizeazaviata pe planeta noastra este carbonul. Dispunand de patru posibilitati de afiliere la alteelemente prin tetravalenta sa realizeazci o serie de combinatii organice, dintre care unele aucapacitatea de a inmagazina o mare cantitate de energie ce o furnizeaza organismul prin procese-lede metabolism. Aceste depozite de energie sunt constituite din hidrati de carbon (glucide sauzaharuri). 0 alto categorie de substante necesare vietii, cu rol energetic ci structural, sunt lipidele.In compozitia lor, carbonul apare alaturi de hidrogen, oxigen, azot si fosfor.Substantele fundamentale pentru existenta viefii sent protidele, in structura ceirora, in afara decarbon, Intel' lnim oxigen, hidrogen, azot, ca elemente principale, ci in mai mica masura sulful fos-forul.Protidele, constituite, la randul lor, din 24 aminoacizi, formeaza fundamentul structural sifunctional al materiei vii.Explicarea modului cum s-au format aceste molecule organice purtlitoare ci transmifcitoare devials a dat nastere unui mare numar de ipoteze. Cea mai veche este aceea a generatiei spontaneesau autogenezei, care a dominat Limp de milenii glindirea omeneascci, cu dublul ei substrat materi-alistci religios. Aceasta ipoteza naiva, dar care ci -a geisit adepti ci in secolul nostru, merits sit fiecitata ca exemplificare istorica a unui mod de gcindire.Teoriile stiintifice moderne pledeazci cu dovezi comune si cu forts egala de convingere pentruaparitia vietii fie exclusiv pe planeta noastra (biogeneza), fie pe alte planete (panspermia). Nuabsenteazei nici ipotezele dupa care viata de pe Terra ar fi insamcinfatci de fiinte extraterestre, ve-nitede pe planete cu civilizatii avansate (exogeneza). Teoriilor fundamentale, ca ,ci unor variantede interes stiintific, aparute in ultima jumatate de secol, be vom acorda spatiul cuvenit, evidentiin-du-le argumentele,ci dovezile plauzibile, dar punctele vulnerabile.17alti)sisi,ci,,ci,ciwww.dacoromanica.ro 17. Cea mai veche conceptie despre nWereavietii: generatia spontaneeConvingerea ca fiintele vii se pot forma sispontan, de la sine, a existat la toate popoarele,din Antichitate si pand in zilele noastre.Astfel, din cele mai vechi timpuri, in Chinaddinuia credinta ca puricii din plante (afidele)iau nastere spontan pe tulpinile de bambus, dacdbutasii sunt rasaditi pe vremea caldd umeda.In cdrtile sacre ale Indiei se mentioneaiaaparitia a tot soiul de muste gandaci dinsudoare gunoaie. In inscriptiile cuneiformeale babilonienilor putem citi ca din malulcanalelor de irigatie iau nastere viermi alteanimale. In Egiptul antic, se credea ca stratul dehumus ramas dupd revarsarea Nilului poategenera fiinte vii, daca este incalzit la soare; ast-felar lua nastere broastele, serpii, crocodilii.Aceasta credinta s-a bucurat de popularitate inOrient ca si in Occident, in Antichitate, dar si inEvul Mediu. Nu intamplator, in tragedia Anto-niuCleopatra de Shakespeare, Lepidus afir-main Egipt crocodilii iau nastere din malulNilului, sub actiunea soarelui sudic dogorator.Toti filozofii greci, reprezentanti ai materia-lismuluinaiv, erau adeptii teoriei generatieispontanee. Cel mai clar, aceasta idee a fostexprimata in doctrina lui Democrit. Dupd aces-ta,viata este rezultatul actiunii fortelormecanice ale naturii. Aparitia initials a fiintelorvii sau nasterea for spontand din apd namols-ar datora unei combinatii intampldtoare, darprecis determinate a atomilor in calrul miscdriifor mecanice, mai precis, este rezultatul intal-niriiunirii celor mai mici particule de pdmantumed cu atomii focului.Lucretius Caro, in poemul filozofic Dererum natura, sustine ca, datorita ploii si cal-duriiumede a soarelui, din pamant sau balegarapar viermi multe alte animale.Insusi cel mai mare naturalist at Antichitatii,Aristotel, considera ca viermii obisnuiti, larvelealbinelor si viespilor, cdpusele, licuricii felu-ritealte insecte se formeaza din roux, dinputrezirea malului si a gunoaielor, din lemnuscat, din pdr, din sudoare si din came. Viermii18intestinali s-ar forma din cadavrele in descom-punere$i din excremente. Insectele, cum ar filantarii, mustele, moliile, efemerele, gandacii debalegar, cantaridele, puricii, plosnitele, pddu-chii,ar lua nastere din humusul ogoarelor, dinmucegai, baligar, lemne si fructe putrede, dinnamolul raurilor si al marilor, din sedimentulotetului precum si din land veche. Broastele sisalamandrele ar aparea din noroi inchegat, iarsoarecii s-ar forma din pamant umed. In acelasimod s-ar fi nascut si fiintele superioare, aparandinitial sub forma de viermi.Uriasul prestigiul de care se bucura con-ceptiaaristotelicd in fata Bisericii a facut ca teo-riageneratiei spontanee, grefatd pe ignorantaintretinutd de teologie, sd zamisleasca teoriicare de care mai fanteziste si ridicole.Potrivit atestdrilor unor savanti de mareprestigiu ai epocii, gastele ratele s-ar naste dinscoicile marilor, care si ele la randul lor, s-artrage din fructele copacilor. Pasarile pot apareainsa si direct din fructele arborilor. Legendadespre copacul cu gaste o gdsim Inca laInceputul secolului al XI-lea in cartea cardinalu-luiPietro Damiani. Enciclopedistul englezAlexander Needham dezvoltd teoria forrnariipasdrilor din rasina coniferelor. Ideea s-ainradacinat atat de adanc in constiinta maselor,incat camea gastelor ratelor a inceput sa fiesocotita mancare de post si papa Inocentiu atIII-lea a fost nevoit, in 1215, sa interzica,printr-o bula papald, folosirea ei.Legenda despre copacul de gaste a ddinuitpand in secolul at XVII-lea. Ea se intemeia,probabil, pe o coincidenta naiva: racusoriicipripezi, numiti ratusti-de-mare, atingeaumaturitatea tocmai in anotimpul cand soseaudin nord puii gastelor polare. Nu numai gastele,dar mamiferele s-ar zamisli prin generatiespontanee. Astfel, dupa scrierile timpului, mieiiar lua nastere din niste pepeni sau dovleci uriasi.Desi secolul al XII-lea marcheaza o inflorirea cunostintelor, aceasta nu atinge domeniulbiologiei, ramasd la acelasi nivel ca la Inceputulmileniului. Dovada cea mai bund o producevestitul medic belgian Van Helmont care, in1640, publica o celebrd reteta de oblinere asisi$i$i,sica$isisi$isisisiwww.dacoromanica.ro 18. $oarecilor din boabe de grau invelite intr-ocama$a murdara. Dupe 21 de zile, secretiile dincam*, fermentand cu emanatiile cerealelor,dau na$tere la $oareci vii.$i W. Harvey, descoperitorul circulatieisangvine, Francis Bacon, intemeietorulempirismului materialist, sau R. Descartes,parintele rationalismului, erau de asemeneaadepti convin$i ai acestei teorii. Astfel, dupdconceptia carteziana, geneza spontana este unproces natural de autoconstituire a unor ma$inicomplicate nascute din materia inconjuratoarelipsita de viata, cand pamantul umed sty in bata-iasoarelui sau daca are loc un proces de putre-factie.Cu greu se poate zdruncina o conceptie,chiar gre$ita, formate de-a lungul veacurilor.A$a s-a intamplat $i cu teoria generatiei sponta-neecare $i-a gasit adepti pans $i in miezul vea-culuitrecut.Incetul cu incetul, a inceput sa se strangelantul obiectiilor in jurul acestei teorii care adominat cateva milenii gandirea omeneasca.Experimentele unor savanti ca T. Schwann,F. Schulze, H. Schrader i Th. Duch urmareausa infirme posibilitatea genezei spontane avietii, dar forta for demonstrative era mic$oratasau compromise de diverse erori tehnice.Polemica in jurul posibilitatii spontane amicroorganismelor a atins punctul culminant in1862, cand F. Pouchet, publicand in 1859 unvast studiu de 700 de pagini: Heterogenie outrade de la generation spontanee basee sur denouvelles experiences, unde incerca sa reinvieteoria autogenezei, primeste o replica nimici-toaredin partea lui Louis Pasteur. In urma unorexperience stralucite incontestabile, Pasteur adovedit ca microorganismele nu pot lua na$teredin infuzii $i solutii organice, cum pretindeaPouchet. El nu s-a multumit sa combats magis-tralautogeneza, dar a indicat izvoarelegre$elilor predecesorilor $i contemporanilor sai.Astfel, Pasteur a aratat ca aparitia microorganis-melorin experientele cercetatorilor precedenti afost intotdeauna determinate de greselile formetodice, anume de faptul ca nu eliminaseratotdeauna sursele posibile de contaminare. Dace19toate sursele erorilor sunt inlaturate, deci seasigura o sterilizare perfecta, infectarea nu maipoate avea loc. Astfel a fost respinsa ipoteza cainfuziile de putrefactie dau ngtere la microbi$ica insa$i putrefactia solutiilor respective sedatore$te activitatii vitale a microorganismelorprovenite din data. Toate tentativele de a infir-maaceasta teza, facute de Pouchet si de alti a-deptiai sai, au dat grey. Teoria generatiei spon-taneeparea pentru totdeauna ingropata.Cercetarile lui Pasteur au produs o impresiecovarsitoare asupra contemporanilor. Revolutiasavar$ita de savantul francez in biologieechivala cu revolutia infaptuita de Copernic inastronomie. In ambele cazuri, au fost rastumateprejudecati ce stapaneau de milenii mintileoamenilor.Totu$i, victoria stralucita a lui Pasteur a lasatin urma un gol.Multi savanti au interpretat experientele luica o dovada absolute a imposibilitatii de a setrece de la natura anorganica la fiintele vii.Imposibilitatea aparitiei spontane a vietii...trebuie considerate ca find stability la fel decert ca legea atractiei universale, scria in1871 celebrul fizician W. Thomson (LordKelvin).Sfaramarea teoriei generatiei spontanee rasainsa cale libera speculatiilor idealistecreationismului. Nu e de mirare, deci, ca adeptiidarwinismului vor apara teoria generatiei spon-taneeca forma de explicare materialists a na$-terii vietii. E. Haeckel, in Histoire de la crea-tiondes titres organises (1877), spunea ca dacase respinge ipoteza generatiei spontanee trebuiesa recurgem la miracolul creatiei supranaturale.La not in tars, filozofii materiali$ti adeptii luiDarwin an aparat punctul de vedere sustinut deHaeckel in privinta generatiei spontanee, caraspuns la altemativa creationismului. A$a aufacut V. Conta, in Teoria ondulatiei univer-sale,sau dr. N. Leon, in Generatiunea spon-taneeci darwinismul (Convorbiri literare, nr.4, 1903).Mai exista o posibilitate de a eliminaamestecul creatiunii in ipotezele despre ori-yiaiaiaiaiwww.dacoromanica.ro 19. ginile vietii, aceea de a accepta ideea etemitatiivietii.Daca toate incercarile noastre scria in1874 cunoscutul fiziolog german H. Helmoltzde a produce organisme din substanta lipsita deviata dau grey, cred ca vom proceda cat se poatede potrivit punandu-ne intrebarea daca viata nueste tot atat de veche ca si materia.Vegetatia pamantului consemna inTraite de botanique (1891) botanistul francezPh. Van Tieghem a avut un inceput si va aveaun sfarsit, dar vegetatia Universului este etema,ca insusi Universul.Adeptii teoriei etemitatii vietii considerauca singura explicatie posibila a aparitiei vietii peplaneta noastra este ca pe Pamantul virgin, abiaformat, sa fi fost adusi germeni viabili prove-ninddin alte lumi, populate de organisme. Darpentru ca o asemenea ipoteza sa devina accepta-bilastiintific se cerea, in primul rand, sa se de-monstrezeca viata este larg raspandita in Cos-mos,ca ea exists nu numai pe Pamant si nunumai in limitele sistemului nostru solar. In aldoilea rand, era necesar sa se explice in ce modacesti germeni, care aveau de strabatut spatiiinterplanetare si siderale, au putut ajunge pePamant in stare viabild, punand bazele unei notgeneratii de fiinte vii.PanspermiaPanspermia parea singura conceptie care,intr-un anumit fel, raspundea rolului pe carePasteur il atribuise lumii omniprezente a mi-croorganismelor,in geneza proceselor cu carese justifica dezvoltarea aparent spoptana a vietiiin anumite medii.Termenul de panspermia fusese pentruprima data folosit de filozoful antic Anaxago-ras,care vorbea de germenii (spermata) exis-tentipretutindeni (pan), ce fecundeaza malulneinsufletit. Despre circulatia embrionilor deviata capabili sa supravietuiasca unei lungicalatorii prin spatii se pronunta vizionar natura-listulfrancez Buffon, in urma cu doua sute deani.20Panspermia a fost reluata, printre altii, in adoua jumatate a secolului trecut, de H. Richter,Lordul Kelvin.Principalul argument al teoriei panspermiei1-a constituit faptul ca intr-o serie de meteoriti(condriti) pietrosi au fost descoperiti compusi aicarbonului si chiar particule organizate, ase-manatoarealgelor si microorganismelor terestrecarora Clause i Nagy le-au dat denumiri(Clausiphera fissa on Coelestites sexangula-tus).In ultima suta de ani s-au strans nenumarateprobe de meteoriti carbonici (printre cei maicelebri amintim pe: Orgueil, Ivuna, Kaba,Alence, Murchinson) care, in urma unor arna-nuntiteanalize de laborator, au dezvaluitprezenta tuturor grupelor principale de compusice intra in alcatuirea materiei vii de pe Pamant,cum ar fi: hidrocarburi cu lanturi lungi de car-bon,acenafteni, antraceni, piseni, acizi aroma-tici,acizi grasi, 17 aminoacizi (valina, glicina,prolina, alanina etc.), hidrati de carbon (mano-za,glucoza, arabinoza), compusi azotati ciclici(melamina, amelina, adenina, guanina).Evident, in acest caz, se punea problemaoriginii compusilor organici. Existau douaraspunsuri posibile: on sunt de origine biogend,deci sunt produsi ai activitatii unor organismece au trait pe corpul ceresc din care provinmeteoritii, sau au o origine abiogena si, deci,sunt rezultatul evolutiei materiei anorganice,fara prezenta vietii. Parerile au fost impartite.J. Smith, V. Vernadski, I. Haldane, A. I.Oparin, N. Botnariuc printre altii ausustinut originea abiogena. S. Kloez, Ch. Lip-man,M. Calvin, J. Hennessey au sprijinitipoteza biogena. Pans in jurul anului 1962,rezultatele care atestau prezenta unor germeniextraterestri pe suprafata sau in interiorul mete-oritilorau fost contestate. In ultimele douadecenii, prin perfectionarea tehnicii de recoltaresi evitarea unor probabile contaminari, s-auadus dovezi destul de concludente asupra posi-bilitatiitransportului germenilor de pe alte pla-netepe Terra. Astfel, Sectia pentru cercetariexobiologice de la Ames Research Center(NASA) a pus in evident in urma unor analizewww.dacoromanica.ro 20. cromatografice de mare finete, prezenta instructura condritului carbonic Murchinson,cazut in sud-estul Australiei, prezenta amino-acizilorterestri dar si a doi compusi: 2 meti-lalaninasi sarcosina, ce nu intra in componentasistemelor biologice de pe Pamant, ceea cedemonstreaza originea for nepamanteand.Aceasta presupunere este intarita de inexistentaserinei care, datorita transpiratiei, este relevantain amprentele degetelor ar putea fi usor pusain evidenta in procesul de contaminare. Celputin intr-un caz a fost inlaturata principalaobiectie formulate de A. I. Oparin privitoare ladistrugerea totals a germenilor ratacitori, dato-ritaactiunii sterilizante a radiatiilor cosmice,chiar in conditiile rezistentei perfecte a acestorala temperaturile foarte scazute ale vidului inter-stelar.Astfel bacteria Micrococcus radiodurans,supusa unor teste de laborator, a rezistat perfectla iradieri mai intense chiar decat cele emise decenturile de radiatie ale Pamantului.Deci problemei existentei unor germeniextraterestri pe suprafata Pamantului i s-a pututda, dupd 1980, un raspuns pozitiv (chiar daca nuintru totul concludent). Urma sa se solutionezecea de a doua parte a necunoscutei: cum auajuns germenii pe Pamant. Doud ipoteze s-auimpus in lumea stiintifica: una sustine ca ger-meniiau fost transportati cu ajutorul mete-oritilor(ipoteza cosmozoilor sau a litopansper-miei);cealalta afirma ca transportul germenilors-a facut cu ajutorul pulberii cosmice, sub acti-uneapresiunii luminii (ipoteza radiopansper-miei).intrucat despre litopanspermie am maidiscutat, ne vom opri putin asupra radiopansper-miei.Creatorul acestei ipoteze a fost savantulsuedez Svante Arrhenius, laureat al PremiuluiNobel in 1904. Adept convins al conceptiei Caviata este raspandita pretutindeni in spatiul cos-mic,el a incercat sa dovedeasca prin calculeposibilitatea transportului de particule materialede pe un corp ceresc pe altul. Dupe parerea sa,forta principala ce actioneaza in cazul de fatseste presiunea razelor de lumina. Arrheniusavea la indemana stralucitele cercetari ale luiMaxwell, care a demonstrat teoretic fenomenul21presiunii luminii, si nu mai putin straluciteleexperiente ale lui Lebedev, Nicole $i Gule, care1-au confirmat practic la inceputul veacului nos-tru.Arrhenius a calculat dimensiunea optima pecare trebuie s-o aiba un corp pentru a putea fiimpins in spatiu de presiunea radiatiei, in-vingand,astfel, atractia gravitationala. El a sta-bilitca dimensiunea optima ar fi de 100 mili-oanede molecule, adica, daca am presupunecorpul sferic, diametrul sau ar fi de 0,00016 mm.Or, aceasta dimensiune coincide surprinzator cumarimea sporilor de bacterii. Savantul suedezpresupunea ca sporii s-ar deplasa in vid cu omare viteza prin presiunea radiatiei solare. Daceun spor paraseste atmosfera noastra, el va fiimpins pand la orbita lui Mute in circa 20 dezile pand la orbita lui Jupiter in 80 de zile. In14 luni va parasi limitele sistemului nostrusolar, iar dupa 9.000 de ani va ajunge in cea maiapropiata stea, anume Alfa din constelatiaCentaurului.Teoria, celebra in timpul ei, a dat nastere lamulte speculatii privind raspandirea epidemiilorvirale de origine necunoscuta. Azi, ea arenevoie de confirmare. S-au formulat uneleproiecte de cercetari spatiale ce cuprind cap-tareapulberilor cosmice. Acest praf interplane-tarasigura corectitudinea observatiilor, deoa-recepulberile cosmice care cad pe pamant suntrapid contaminate de germenii terestri.0 serie de cercetari moderne (mai ales celeefectuate de Carl Sagan) au venit sa confirmeipoteza lui Arrhenius, inlaturand o serie de re-zervece fusesera formulate. Sporii trebuie sastrabata spatii cosmice fabulos de mari. Pot eisavarsi o astfel de calatorie intersiderala,pastrandu-si viabilitatea, tinand seama si de fap-tulca sunt panditi de numeroase primejdii:frigul cumplit, lipsa totals a umiditatii si a oxi-genului,bombardamentul centurilor de radi-atie?Inca din secolul trecut, R. Pichet $i P. Bec-querelau tinut, timp de treizeci de zile, spori inaer lichid. Toti au limas in viata si, dupa un anjumatate de conservare, au germinat.Cercetari mai not au demonstrat ca forme de$isisisisisiwww.dacoromanica.ro 21. viata terestre pot rezista pans la zero absolut.Astfel, experientele lui B. Luyet au confirmatca prin racirea rapids si profunda a protoplas-meicu aer sau hidrogen se evita fenomenulcristalizarii si deci a distrugerii structurii.Protoplasma se vitrified (deci trece intr-ostare sticloasa) si, la temperaturi joase, aproapede zero absolut, isi poate mentine mii de ani via-bilitatea.Cat priveste lipsa de umiditate si absentaoxigenului, acestea nu constituie bariere incazul unor forme anaerobe, foarte rezistente lauscaciune.Creditul de care se bucura in continuare teo-riapanspermiei it confirma teoria astrofizici-anuluiFred Hoyle, enuntata in 1962, in cola-borarecu matematicianul Chandra Wickra-masinghesi cunoscuta sub numele de teoriaspatiului viu, cu toate variantele ei de dupe1980. Cei doi savanti sunt de parere ca mole-culeleorganice din cosmos (in ultimii 12 ani aufost identificate circa 60) sunt susceptibile, inconditii favorabile, sa se alipeasca prafurilor degrafit o forma de carbon pentru a formaaminoacizi, materiale de baza ale vietii. Trans-portatide comete, care le ofera un mediu co-respunzator,acesti aminoacizi pot forma mole-culemai complexe si chiar microorganisme,gata sa insamanteze orice planeta ce le-ar puteaprimi. Odata implantata, viata ar urma aicilegile evolutiei. Se poate afirma, deci, ea inafara Terrei exists o chimie prebiotica, ochimie a moleculelor de la care a luat nastereviata.Prime le microorganisme se formeaza lascars cosmica. Iata, pe scurt, ipoteza lui Hoyle,demonstrate matematic de Wickramasinghe.Cea mai simple modalitate de producere a sub-stantelorbiochimice, nu a moleculelor unice, cia structurilor de o reprezinta repli-careabiologica. In conditii adecvate de labora-tor,o singura celula bacteriana se divide incloud. Cele doua celule-fiice se divid la randulfor in patru, opt si asa mai departe, pand laepuizarea substantelor nutritive. In laboratorulcosmic ipotetic, culturile s-au extins in conditii22optime pentru a ingloba tot materialul interste-lar.De fapt, timpul necesar pentru ca cea ma 1mare parte din carbonul, azotul si oxigenulinterstelar sa fie astfel convertit ar putea fiaproximativ de 100 de milioane de ani. 0 con-versiebiologica rapids s-ar produce in zoneleunde se formeaza noile stele; conditiile dinzonele exterioare norului cosmic in curs de con-densarear permite apei lichide si substantelororganice sa persiste timp de milioane de ani inobiecte precum cometele. Carbonul, azotul sioxigenul ar forma atunci microorganisme, iar oparte din acestea ar fi expulzate in materialulinterstelar. Acum intra in scenariu cometele,care ar intruni conditii favorabile aparitiei vietii.La periheliu, materialele volatile din nucleul lor,si mai ales apa, tind sa se amestece cu prafurileinterplanetare si substantele organice. In acestmoment, temperatura nucleului ar atinge +27C,ca sa coboare la aproximativ 173 C la afeliu,oscilatii periodice ce ar selectiona structurilemoleculare capabile sa supravietuiasca aici.Radiatia solara (sau a altor stele) ar favoriza for-mareade polimeri si molecule si mai complexe,adaptate tranzitiilor de temperatura. In felulacesta ar lua nastere organisme vii, evidentunicelulare, bacterii. La scars cosmica, timpulpentru producerea unor astfel de evenimenteeste mai indelungat decat istoria Terrei. Viata arfi putut fi implantata pe planeta noastra acum 4miliarde de ani, in momentul trecerii uneicomete.Cea mai recenta versiune a panspermiei,oferita la sfarsitul secolului al XX-lea de Fran-cisCrick, unul din descoperitorii structurilorADN-ului, este ca darul vietii a fost adus pePamant de o nava spatiala trimisa de fiinteextraterestre aflate la mare distanta, teoriesustinuta ceva mai tarziu, insa partial, de CarlSagan ca si de multi autori de science-fiction.Se cauta sa se demonstreze ca viata a aparut inalts lume si a fost adusa fie prin pietre, fie prinprezumtivi extraterestri, scrie Harry Mc. SweenJr., dar acesta nu spune nimic ci doar mutedatele problemei dincolo de planeta noastra,unde se pare ca avem mult mai multe si certemolecule,www.dacoromanica.ro 22. dovezi, mai ales de ordin chimic, ca ar fi pututlua nastere. Chiar daca in momentul de fats nuputem descrie cu exactitate ce s-a petrecut,speculatia, bazata pe uncle dovezi irefutabile,este preferabila viziunii disperate potrivit careiaviata a fost importata din alt colt al universului.BiogenezaPara lel cu panspermia, se dezvolta o nouaipoteza care nu are nevoie de probe cosmice,ci se sustine prin probe de laborator ce reconsti-tute,in conditiile actuale, cum ar fi putut luanastere viata pe Terra din propria ei protoma-terieorganics. Adeptii ei sustin ca izvoarelevietii trebuie autate in limitele planetei noas-tre(E. Graevski, A. McLaren).Aceasta ipoteza trebuia sa infrunte criticileaduse la Inceputul secolului nostru teorieievolutioniste asupra originii vietii. Cum a luatnastere viata insinuau dusmanii evolutionis-muluidarwinist and ea e produsa si trans-misadoar de o fiinta vie? Partizanii originiievolutive a vietii se gaseau inchisi intr-un cercvicios, amintind oarecum vestitul paradox algainii si oului. Cine a aparut mai intai? Dacaoul, atunci cine 1-a ouat? Daca este gaina, deunde provine ea? Sa enumeram obiectiile fun-damentalece se aduceau:1) Compusii organici esentiali ai vietii: glu-cidele,lipidele, proteinele, acizii nucleici suntazi in mod exclusiv fabricati de fiintele vii. Cumau putut aparea in lipsa lor?2) Animalele, fiinte heterotrofe, nu pot traifard substantele produse de plante, fiinteautotrofe. Pare firesc, dar, sa se caute origineavietii in lumea vegetalelor foarte primitive (algeunicelulare), nascute prin evolutia materiei mi-neralecapabile sa traiasca autonom, fabrican-du-si propria for hrana. Or, astfel de organismenecesita un sistem de captare a energiei solareun sistem complementar de folosire a acesteienergii. Ele ar fi trebuit sa fie, inca de la origine,fiinte complexe, lucru foarte improbabil. Pe dealts parte, clorofila, agentul esential al fotosin-tezei,este fabricat exclusiv de fiinte vii!233) Pentru a se sintetiza fdra Intrerupere mo-leculelevii, baza materiei organice, este nece-sarao anumita cantitate de energie. Or, izvoruluniversal, de energie folosit de viata (ATP) esteun produs al fiintelor vii, fabricarea lui in inte-riorulcelulei presupunand un mecanism chimiccomplicat.4) Reactiile vitale, chiar la organismele celemai simple, sunt catalizate de catre enzime. Elese realizeaza la temperaturi moderate, dar cuviteze extrem de mari. Or, enzimele primescinformatia de la acizii nucleici, care la randulfor sunt asamblati de catre enzime. Care dintreaceste substante ale vietii a aparut mai intai?Initial, teoria biogenetica coplesita de suc-cesulautoritatea experientelor pasteuriene aavut o infdtisare naiva, schematics, propunan-du-si mai degraba sa ofere modele analogicedecat sa refaca istoric procesele chimice aleaparitiei materiei vii primordiale.La inceputul secolului nostru relateazaOparin in cunoscuta sa lucrare OrigineaA.I.vietii pe pamcint datorita faptului ca multibiologi vedeau cauza proprietatilor vitale aleprotoplasmei numai in structura ei, in con-structiaei spatiala specifica, ignorand cudesavarsire metabolismul aceasta forma demiscare atat de caracteristica vietii asistam ladiferite incercari de a rezolva problema originiivietii cu ajutorul asa-ziselor modele de corpurivii... Reproducerile artificiale a diferite struc-turis-au bucurat de un mare succes tocmai inperioada cand se cauta in protoplasma o oare-carebaza fixa, o constructie mecanica ce arconditiona toate proprietatile ei vitale!Atrasi de asemanarile exterioare, multiautori s-au straduit sa reproduca artificial proto-plasmavie, reusind sa realizeze structuri ana-loagepe cale artificiala prin amestecarea si pre-cipitareaunor substante, sa obtind la microscopimagini izbitor de asemanatoare cu structurilece se observa pe preparatele fixate si colorateale diferitelor tesuturi vegetale si animale.M. Traube, in 1867, a obtinut o pungulitadintr-o pelicula foarte find de fericianura decupru, care, sub actiunea presiunii osmotice, sedilata reproducea fenomenul de crestere aaiaiaigiwww.dacoromanica.ro 23. celulelor. La inceputul secolului trecut (1905),L. Rhumb ler a realizat modele de amoebe dincloroform dizolvat in erlac, ce reproduceaumicarea, nutritia i diviziunea celulelor, iar C.Bfitschel a realizat forme analoage din ulei demasline i carbonat de potasiu.Pornind de la aceste experiente, S. Leduc inLes bases physiques de la vie (Paris, 1907),relateala o serie de experiente ca'nd, intro-ducando bucatica de clorufa de calciu anhidruintr-o solutie saturata de carbonat de potasiu saude fosfat de potasiu, tribazic, a obtinut ciupercii alge osmotice, uimitor de asemanatoare cuprototipurile vii corespunzatoare.$i mai stranii sunt formatiile lui Moravekce se dezvolta in suspensiile de gelatina, azotatde plumb i apa distilata, sub forma de substanteporoase cu o puternica micare de la bald sprevarf. Aceste filamente cresc, ii mentin, indife-rentde pozitia eprubetei sau de alte obstacole,directia initials, sunt sensibile la lumina pe oanumita lungime de unda i, dupd ce ajung la oanumita dimensiune, indiferent de gradul deepuizare a suspensiei hranitoare, se opresc dincretere la incitarea unei atingeri.Un caracter analog 1-au avut i lucrarile rea-lizatein laboratorul de plasmogenie din Mexicoal lui A. Herrera, intre 1928-1935. Acestaamesteca o solutie de sulfocianati cu una de for-moli obtinea astfel substante azotoase macro-molecularecare dadeau solutii coloidale. Prinfixarea for cu formol sau alcool, rezultau preci-pitatecu structuri unele dintre ele semanand inmod izbitor cu cele obtinute prin fixarea celu-lelor.Interesul acestor experience se rezuma laaceea ca arata ce forme variate poate da unamestec de substante coloidale daca sunt prelu-crateintr-un anumit fel. in cunoscuta sa lucrareO noun teorie despre geneza qi natura vietii,aparuta in 1942, Herrera considera drept plas-mogenieexperientele pentru obtinerea struc-turilortiocianice. Desigur, asemenea structuriputeau sa. apard i in conditii naturale, opina A. I.Oparin, dar este indoielnic ca vreun biolog con-temporansA le considere Inzestrate cu atributelevietii. Ele nu poseda nici metabolism organizat,nici capacitate de autoreproducere.24Progresele remarcabile obtinute in deceniulal patrulea al secolului trecut in directia apro-fundarii,cunoaterii structurii i functiilor bio-logiceale proteinelor i ale acizilor nucleici i acelor mai mici i contradictorii fiinte vii ultra-virusurile,descoperite Inca de la sfaritul vea-culuial XIX-lea de D. Ivanovski a permis tre-cereade la modele de materie anorgania lamodele de materie organics ale organismelorelementare.Inca de acum 80-85 de ani, numeroicercetatori au observat ca in solutiile coloizilorhidrofili, pe langa coagulare, se mai constata unfenomen numit de stratificare sau separatie defaze. Solutia se scindeaz5 in cloud straturi: unstrat bogat in substante coloidale i un lichidaproape lipsit de coloizi, separat de primul stratprintr-o limits net conturata.Spre a-1 deosebi de coagularea obinuit5,savantul olandez H. Bungerberg de Jong, inlucrarea sa Protoplasma (1932), a dat acestuifenomen numele de coacervare. Stratul lichid,bogat in coloizi, a capatat denumirea de coacer-vat,iar solutia cu continut sarac in coloizi,aflata in echilibru cu acest lichid, a primitnumele de lichid de echilibru.De Jong a obtinut coacervate simple dinsolutii apoase de gelatina, adaugand substantedeshidratante alcool sau sulfat de sodiu carereduc hidratarea particulelor de gelatina, ceea ceproduce separarea solutiei in cloud straturi. Dacaamestecul se incalzete pand la +50C, seformeaza un coacervat. Se pot obtine coacervatesimple i din alte proteine. Solutii de amandinddializate in apa rece, solutii alcaline de prota-minela care se adauga alcool. Un salt importantat cercetarilor a fost atins data cu obtinereacoacervatelor complexe din amestecarea soluti-ilora doi sau mai multi coloizi purtand sarcinide semn contrar, cum ar fi o solutie de gelatinacu o solutie de guma arabica.Coacervatul din gelatind i guma arabica afacut obiectul clasic cu care au lucrat atat deJong, cat i alti cercetatori. Gelatina poate sadea coacervate nu numai cu gum5 arabica, ci icu alti hidrati de carbon, cum ar fi guma de sal-cam,sarea de sodiu a arabanului, agar-agarul,www.dacoromanica.ro 24. amidonuri de diferite provenience, precum i culipoizi, cum ar fi sarea de potasiu a aciduluioleic (faimoasa coacervata de untdelemn). Inmod egal iau natere coacervate din interacti-uneaproteinelor de fosfatide, steroli, grasimialte lipide.Proprietatile fizico-chimice ale coacer-vatelorcomplexe i ale celor cu structure inter-nscomplexa sunt interesante din punct de vede-rebiologic, deoarece se aseamana in unele pri-vintecu proprietatile corespunzatoare ale proto-plasmei.De aceea de Jong, ca alti citologi aufost de parere ca celula vie nu este in fond decatun coacervat multiplu, extrem de complicat.Modelul coacervatelor va sluji adeptilor bio-genezeisa demonstreze cu probe de laboratormodul cum a putut lua natere viata in oceanelestravechi, formarea coacervatelor constituind oetapa foarte importanta in evolutia substantelororganice primare. Prin formarea coacervatelorpresupunea de pilda Oparin moleculele depolimeri organici s-au concentrat in anumitepuncte spatiale i s-au separat de mediulambiant printr-o limits mai mult sau mai putintranpnta.Coacervatul ramane, aadar, o forma ipote-ticade organizare a materiei organice carereproduce tot analogic unele procese initiale deconstituire a protobiontilor. Coacervatul, deci,nu e un organism viu, ci numai tulburatoarepotentialitate a unui organism viu, primordial.Meritul de a scoate insa din impas teoriaevolutionists a vietii i de a o lega de evolutiainsai a planetei noastre revine biochimistuluirus A. I. Oparin (1922) i biochimistuluienglez J. B. S. Haldane (1928). Parerile celordoi savanti sunt cunoscute in tiinta sub denu-mireateoria Oparin-Haldane. In decursul anilor,ipoteza a suferit o serie de amendamente adusede autorii ca i de adeptii acesteia. Dupdaceasta teorie, evolutia chimica biochimica inrealizarea biogenezei poate fi impartita in treietape succesive: etapa neorganicci, etapaorganics etapa biologicci. Prime le doua etapeconstituie perioada prebiologicd.25Perioada prebiologica a pregatit timp de maibine de un miliard i jumatate de ani aparitiaprimelor forme organizate de viata.Oparin considers ca viata a putut sa apara peTerra deoarece planeta noastra implinete cloudconditii principale:a) Are o masa, i deci o forts gravitationalamedie. Se tie ca planetele cu gravitatie ridicataretin gazele in straturi dense, acestea devenindecrane ce opresc sau franeaza patrunderea ener-gieiradiate solare pars la suprafata planetei.Invers, planetele cu gravitatie mica pierdgazele, absorbite fie de spatiul cosmic, fie deplanetele apropiate cu o forts de atractie supe-rioara.Pamantul, avand o gravitatie moderate, amentinut gazele la o densitate adecvata patrun-deriipermisive pentru viata a radiatiilor cos-micesolare;b) Pozitia ei e convenabila fats de izvorulluminos, Soarele, astfel ca energia solare con-stantsintretine o temperature suportabila,inducand un flux energetic necesar ciclurilorbiotice.Ada cum am mai amintit, trasatura generalaa substantelor care intra in compozitia materieivii este faptul ca toate reprezinta compui aicarbonului. Era firesc deci ca Oparin Haldanesa porneasca in explicarea originii vietii de lamodul de aparitie i evolutie a acestor compui.Carbonul este foarte raspandit in Cosmos.Studiul diferitelor corpuri cerqti a ara.tat caexists o relatie intre gradul de incalzire a steleii forma sub care se afla carbonul. Astfel, instele de tipul 0, avand temperaturi de milioanede grade, carbonul este in stare sub atomics,ionizata. Odata cu scaderea temperaturii, instelele de tipul B se pot constitui atomi neutri decarbon. Primii compui ai carbonului sunt detipul hidrocarburilor i apar in stele de tipul A.Este vorba de metin (CH). In atmosfera stelelorcu temperaturi mai scazute apare dicarbonul(C2). In atmosfera Soarelui (5.000 7.000C) afost identificat metanul (CH4) este probabilaprezenta altor comp* cu mai multi atomi decarbon de hidrogen. S-au identificat, pana in1980, aproape 30 de compui chimici organicide nature abiogend.$isiinsisi,$isisisisi5iwww.dacoromanica.ro 25. Prezenta for a fost evidentiata atat prin ana-lizaspectrala, cat si prin studierea compozitieinumerosilor meteoriti.Pe Terra, compusii de carbon din ce in cemai activi si mai complecsi au devenit, dupdracirea planetei sub 100C, si deci dupa for-mareaatmosferei si hidrosferei primare, mediicu o compozitie chimica de tip reducator. Inatmosfera, substante ca: hidrogenul, vaporii deapa, amoniacul, metanul, supuse unui intensbombardament de radiatii si corpusculeextraterestre, ca si unor puternice descarcarielectrice, au dus la formarea unor substantecomplexe ca aldehide, alcooli, acizi organici,azotat de amoniu si in cele din urma la formareade aminoacizi. $i in mediul acvatic s-au produso serie de reactii in urma carora s-au format sub-stanteorganice micromoleculare de tipul alde-hideiformice, glucozei, ribozei, acizilor grasi,purinelor, pirimidinelor.0 astfel de presupunere indrazneata trebuiaconfirmata prin cercetari experimentale menitesa obtina substante organice pe cale nefermen-tativa(deci abiogena), in conditiile atmosfereiprimitive reducatoare si ale surselor de energiede atunci. Un precedent it constituise, in 1913,incercarea incununata cu succes a lui W. Lob dea obtine aminoacizi prin descarcari electrice,efectuate asupra unui amestec de CO, NH3 siH20.Experientele au fost reluate cu mijloacemoderne in 1953 de Stanley Miller, fostul stu-dental profesorului american H. Urey, adept alacestei teorii. Pornind de la ipoteza lui A. I.Oparin privind alcatuirea atmosferei primitive,el a supus timp de o saptamana descarcarilorelectrice generatoare de ultraviolete un amestecde H (13%), CH4(26%), NH3 (26%) si vapori deapa (35%), Inchis intr-un balon de 5 1,1a tempe-raturade 60C. Miller a obtinut numerosi com-pusi(CO, CO2, acid cianhidric, acid formic,aldehida formica, glucide, grasimi, acid acetic,uree $i numerosi aminoacizi), tragand concluziaca primii compusi ce se sintetizeaza in prezentadescarcarilor electrice sunt acidul cianhidric sialdehidele $i ca reactiile nu se petrec in prezenta26oxigenului, ceea ce confirma caracterul chimicreducator al atmosferei primitive. Experientelelui Miller au fost continuate de americaniiC. Pannamperuma i Carl Sagan, care auobtinut, in conditiile aceleiasi atmosfere pri-mare,baze purinice si pirimidinice prin iradierecu electroni avand o energie apropiata de aradioactivitatii naturale sau a razelor cosmice.Prin actiunea ultravioletelor sau a razelor gamaasupra solutiei de aldehida formica s-au obtinutsi pentozele (riboza si dezoxiriboza).Experientele cercetatorilor nisi A. Pasanschii T. Pavlovskaia au urmarit sa reproduce pro-ceselecare se petrec cu substantele organice dinprotoatmosfera dizolvate in oceanul primar. Dinsolutii de aldehida acetica si azotat de armoniu,CO si CH4, iradiate cu raze ultraviolete, au re-zultatamine, amide, uree, acizi organici.Un pas Inainte a fost facut in 1958, candA. Kornberg a realizat prima sinteza a uneimolecule de acid nucleic. Experienta a fost ref-a-cutain 1962 de Schramm, dar in prezenta unoresteri polifosforici, si de C. Pannamperuma(1965), cu iradieri la temperature de 150C. S-auobtinut acizi nucleici si lanturi de nucleotide si,in cele din urma, AMP (adenozinmonofosfat),din grupul de compusi macroorganici carereprezinta acumulatorul universal de energiein sistemul biologic.In acest fel, s-a putut demonstra experimen-talca pe suprafata Pamantului se putea acumu-lao cantitate apreciabila de variate substanteorganice cu molecule relativ simple.Acest lucru a permis trecerea la cea de adoua etapa a procesului, la cea biologica.Demonstrarea aparitiei primelor forme orga-nizatede viata din materia organics initiala aridicat cele mai grele probleme autorilor acesteiipoteze.Se puneau, dintru Inceput, doua intrebari:unde si cum au luat nastere aceste prime unitatide viata. La prima intrebare raspunsurile suntimpartite. Se disputa si acum dace locul bio-genezeipoate fi oceanul primar, apele statatoarede mica adancime sau substraturile cu namol,argile si alte minerale care puteau absorbi pesuprafata for moleculele organice mici,www.dacoromanica.ro 26. inlesnind cataliza polimerilor cu o anumitaordine a monomerilor.In 1965, S.W. Fox atrage atentia ea procese-lebiogenezei n-au putut avea loc decat in apelescazute de langa tarmuri, unde se concentraumari cantitati de substante organice expuse radi-atieiultraviolete si temperaturilor ridicate, pro-dusede activitatea vulcanica. El pomea si de laobservatia ca, in 1963, in urma unor eruptii vul-canicesubmarine, langa coastele Islandei, a luatnastere insula Surtsey. Pe solul proaspat racit,cercetatorii au gasit numerosi aminoacizi, intrecare si unii care nu intrau in compunerea fiin-telorvii. In 1981, vulcanologii rusi au identifi-cat,in conditii ce excludeau orice contaminareexterns, in cenusa rezultata in urma unorexplozii vulcanice din Kamceatka, substanteorganice, intre care aminozaharuri, hidrocar-bonati,15 aminoacizi si porfirinele biotice stu-diatede catre Alex. Krasnovski.Pot fi amintite si lucrarile lui A. Bard siJ. Lew less, care au demonstrat experimental caunele argile continand catalizatori minerali suntin stare sa produce aminoacizi din atmosferaprimitive. Alte argile, bogate in nichel,actioneaza asupra aminoacizilor ca niste mag-neti,absorbindu-i si realizand astfel sintezaunor protenoizi. Experiente asemanatoare audus la sinteza uscata a unor acizi nucleici, uti-lizandargile bogate in zinc.Pentru a raspunde la a doua intrebare trebuiesa se admits existenta unei protoselectii, a uneiselectii prebiologice care sa favorizeze aparitiasi persistenta macromoleculelor cu functii cedeschideau perspective ulterioare de evolutie amaterialului organic.Ca urmare a acestei protoselectii, ar fi pututlua initial nastere niste macromolecule capabilesa manifeste un inceput de asociere a sub-stantelorde tip proteic si chiar de formare aunor roiuri polimoleculare. Asa cum am maispus, in 1932, in cunoscuta sa lucrare Proto-plasma,Bungenberg de Jong, cercetand soluti-ilecoloidale, a remarcat si descris fenomenul decoacervare, deci de separare $i concentrare astratului bogat in coloizi sub forma unor pica-27turi microscopice (2-670 microni), pe care le-anumit coacervate.Continuand incercarile lui de Jong, savantulindian H. Badahur a obtinut, in 1971, formatiijeewanu (particule de viata, in limba hindi),expunand la soare sulfocianura de amoniu informol. Datorita tensiunii superficiale, acestestructuri se misca asemenea unor amibe. N-ar fiexclus, sustine Badahur, ca aici sa fi luat nasterepolimeri care apoi au format coacervate.Pentru sustinerea teoriei Oparin-Haldane,fenomenul coacervarii este important deoarece,in cursul evolutiei substantelor organice, el ar fiputut constitui un mijloc eficient de concentrarea compusilor macromoleculari, in special a sub-stantelorde tip proteic dizolvate in hidrosferaterestra. Dat find ca prin coacervarea sub-stantelororganice macromoleculare se for-mealde obicei, un numar Insemnat de picaturifoarte mici, cu o structure intema determinate,procesul de coacervare constituie o etapa-cheiepentru organizarea spatiala a sistemelor orga-nicepolimoleculare.Trei decenii mai tarziu, S. W. Fox, experi-mentandcu diferiti aminoacizi, a obtinutnumeroase polimerizari, utilizand ca sursa deenergie caldura. Rezultatul cel mai interesant afost obtinerea, pomind de la acizii aspartic siglutamic, a unor polimeri cu greutate molecu-laracuprinsa intre 5.000 si 25.000, pe care i-anumit protenoizi din cauza numeroaselorinsusiri ce ii apropie de proteine. In prezentaapei sarate, la temperaturi de 25 45C, pro-teinoiziitind sa treaca la forme structurate, for-mandunele microsfere cu diametrul de doimicroni. Microsferele au insusirea de a-si sporivolumul prin adaugare de alti protenoizi sauprin absorbtia substantelor din mediu si de a seinmulti prin diviziune. Dace pH-ul mediuluieste destul de ridicat, se formeaza in microsferao membrane proteica asemanatoare cu mem-branacelulara. In timpul proceselor de absorbtiea unor substante sub actiunea unor catalizatori(zincul, de pilda) sau a razelor ultraviolete, s-aconstatat o eliberare de energie. In sfarsit,supuse unei usoare presiuni, microsferele tindsa se aranjeze in lanturi asemanatoare cu algelewww.dacoromanica.ro 27. coloniale microscopice, ap cum a constatatDuane L. Rohling de la Universitatea din Ca-liforniade Sud (S.U.A.). in 1975, T. Deckerintroduce notiunea de bioid fonnaldehidic. El arlua na0ere din metan i ape, ar putea inmagazi-naenergie solard, ar putea avea aferentatieinverse (feed-back) i, prin formarea de gelurimembranoase, ar putea sa creeze indivizi.Atat coacervatele lui Jong, cat i microsfe-relede proteins ale lui Fox sau bioizii fonnalde-hidiciai lui Decker i0 propuneau sa demon-streze,ca modele ale unor sisteme deschiseprimitive, felul cum s-a trecut Ia primele formeorganizate de viata i cum s-au realizat metabo-lismul,nutritia i chiar reproducerea la nivelprebiologic.S-a incercat corectarea unor puncte vulnera-bileale ipotezei Oparin-Haldane.De pilda, teoria evaporarii la cald pe care sesprijina ipoteza nu explica fonnarea proto-biopolimerilor.Se Stie ca, din punct de vederetermodinamic, mediul apos constituie o barierain calea desf4urarii acestei reactii. De aseme-nea,la temperaturi de 150-200C, caracteris-ticetineretii planetei noastre, formarea i stabi-lizareaunor atari macromolecule, ca i integri-tateafor sub bombardamentul radiatiilor ultravi-oletenu sunt cu putinta.De aceea, Inca din 1973, S. Miller i L. E.Orgel ( The origins of life on earth) au emisideea Ca mai degraba temperatura scazuta con-stituieo conditie necesara fazelor initiate alebiogenezei: Nu tim care a fost temperaturaoceanului primitiv, dar putem spune ca instabi-litateadiferitelor combinatii organise i apolimerilor sunt argumente convingatoare caviata nu ar fi putut aparea in ocean dace tempe-raturasa nu ar fi fost mai scazuta de 25C. Tem-peraturade 0C ar fi fost foarte potrivita acestuiproces, iar cea de 21C ar fi fost i mai potri-vita.La asemenea temperaturi scazute, majori-tateaapelor ar fi fost inghetate, in stare lichidaaflandu-se doar apele ecuatoriale... Toate reacti-ilebazate pe matrite care, se pare, au dus laaparitia organizarii biologice se desfaoardnumai la temperaturi inferioare temperaturilorde topire ale structurilor polinucleotidice. In28cazul spiralei polinucletoid-mononucletoid,aceasta temperatura variaza intre 0C (chiar maiscazuta) i, de exemplu, 35C. Mediul in care aaparut viata este, adesea, numit ca bulion diluat,cald, de compu0 organici. Noi credem ca unbulion concentrat i rece ar fi fost un mediu mainirnerit pentru aparitia vietii.Sapte ani mai tarziu, cercetatorii romani I.C.Simionescu i F. Deng, din Iasi, au adusdovezi experimentale teoriei la rece, demon-strandca primii protobiopolimeri au gasitconditii termodinamice favorabile formarii fornu in mediul apos, ci pe suprafetele reci aleghetarilor, pe suprafetele inghetate ale ocea-nelori pe cristalele de gheata din atmosfera. Inatari conditii se satisfac cerintele termodina-mice.La adapostul temperaturilor scazute, pro-du0iprimari se concentreaza i permit sintezaprotobiopolimerilor.Mai intai se sintetizeaza polimerii de toatespeciile i apoi apar monomerii, ca produ0 dedegradare a polimerilor.De asemenea, teoria Oparin-Haldane, ca 0modelele obtinute in laboratoare nu aveaudovezi concludente privind directia i ordinea(secventa) sintezei aminoacizilor. Teoria ab-sorbtieia cercetatonilui israelian M. Katschalskiaduce o dovada demna de luat in considerare.Ea sustine rolul unor minerale care se gasesc iastazi in locuri ce ar putea fi considerate dreptmodele ale biogenezei in absorbtia compu0lororganici existenti in apele primitive. Este vorbade montmorilonit, un fel de argils neagra, caremanifests surprinzatoare proprietati catalitice,contribuind nu numai Ia orientarea, dar i laimprimarea unei anumite ordini, secvente a sin-tezelor.Deci functia catalitica a unor astfel deminerale nu este importanta doar pentru cafavorizeaza desfaurarea unei reactii, dar cadevine i un factor de selectie in procesul deevolutie, deoarece o reactie catalizata (deci maiintense i rapida) este protejata fata de altelecare se desfasoara cu viteze 0 intensitati multmai reduse, fund supuse in mai mare masurafactorilor defavorabili.Coreland i recomandand datele esentialeale teoriei biogenetice, chimistul Manfredwww.dacoromanica.ro 28. Eigen, laureat al Premiului Nobel, propuneurmatoarele etape ale organizarii haosului inspirit evolutionist:1. Constituirea primelor polinucleotide.2. Selectia acelora care si-au creat un me-canismde pastrare si transmitere lard erori aavantajelor calitatilor obtinute.3. Stabilizarea sistemului pe baza autoorga-(un sistem de feed-back pozitiv ce corn-pleteazasistemele catalitice, in vederea auto-stimulariisintezelor de autointretinere).4. Aparitia unui spatiu informational rea-lizareaunui cod functional de transmitere azestrei informationale.5. Stabilirea consolidarea functiei deautoreproducere a moleculei.6. Integrarea sistemului informational (unribozom primitiv) intr-un genom gigantic,favorizand astfel aparitia protocelulei.0 confirmare in laborator a mecanismuluide producere a celei mai simple fiinte vii oconstituie biosinteza virusului simplu Fix 174din 5.500 nucleotide in patru grupe aranjateintr-o ordine si proportie precise, realizata in1967 de biologul american Arthur Kornberg,laureat al Premiului Nobel. Polimerul DNA,capabil sa realizeze gruparea moleculelor DNAin proportii precise, se comports la fel ca unvirus natural, patrunde in bacterii, se inmultestein ele si in cele din firma le distruge. Sinteza luiKornberg a demonstrat care sunt pieseleabsolute necesare primei forme organizate deviata: proteinele, components principals acelulei dar fare putere de reproducereautonoma, acizii nucleici care, in calitatea for depurtatori ai ereditatii, inlesnesc acest lucru, insfarsit, proteinele enzimatice a caror activitatecatalizatoare imbina intregul ciclu al aparitieiprimordiale a vietii.Cand, cum, sub ce forma a aparut in natureprima forma de viata, iata marile intrebari legatede etapa biologica.Protobiontii au fost, dupa Oparin si Haldane,prima materie vie. Cele mai primitive formeale acestei organizari scria A. I. Oparinputeau exista numai in conditia unui aflux per-manentdin mediul exterior al diferitelor sub-29stante organice, capabile sa serveasca dreptmaterial pentru construirea componentelorprotoplasmatice $i sa furnizeze energia necesarapentru biosinteze. Singura metoda de mobi-lizarea acestei energii a fost scindarea anaerobea substantelor organice exogene. Evolutia pro-gresivaa organismelor primare s-a orientat indirectia emanciparii fata de aceste conditii.Selectia naturals a retinut acele organismeinzestrate cu organite necesare pentru a preluaunele functii fiziologice si de a utiliza un cerccat mai lung de surse energetice.0 revolutie in organizarea materiei vii aconstituit-o dupa Oparin aparitia membraneice a transformat forma de arheoplast in celuld,in interiorul careia s-a putut organiza mai rapido structure interna si a putut aparea pigmintulasimilator ce a permis trecerea la o viataautotrofa in urma careia primele organismeunicelulare s-au putut dezvolta inmultiprintr-un mecanism propriu. Odata cu scindareaprin fotosinteza a moleculei de ape, oxigenul afost eliberat in atmosfera, care si-a schimbatfundamental chimismul, din reducatoaredevenind oxidants. 0 parte din oxigen s-a trans-formatin ozon. Acest gaz va forma un ecran deprotectie impotriva ultravioletelor.Dovada uimitoare a trecerii de la modul dehranire autotrof la cel heterotrof o reprezintaEuglena, apreciata de biologi ca o adevaratafosila vie si plasata, din cauza modului ei dehranire, la pragul dintre lumea vegetala si ceaanimals. Corpul ei unicelular confine granuleverzi de clorofild, ceea ce ne-o arata capaLila saindeplineasca functia complexa a fotosintezei.Asezand o Euglena la intuneric si adaugandin mediul ei de viata substance organice, ea iiipierde culoarea verde, devine aproape stravezieincepe sa se hraneasca precum un animal. Adu-sadin nou la lumina, I i recastiga grauntii declorofila si revine la modul vegetal de hranire.Este posibil, spun adeptii teoriei lui Oparin,ca organismele care fac trecerea dintre celecloud regnuri sa fi fost de tip Euglena viridis,care se poate hrani hetero- autotrof.0 teorie modems a trecerii de la organis-melemonocelulare procariote la cele eucariote,sisisisi,sisisiwww.dacoromanica.ro 29. avand ca punct de pornire ipoteza Oparin-Hal-dane,a fost formulate recent de biologul ameri-canL. Margulius. El considers ca evolutialucreaza la nivel molecular ca simbioza dintreunele organite celulare, determinate de schim-bareaconditiilor de viata in cadrul oceanuluiprimar, ar duce la formarea unor organisme notcu alte tipuri de hranire.La baza tuturor organismelor vii sustineMargulius sta procariotul heterotrof, deoareceel confine codul genetic actual prezinta sin-tezaproteica. Procariotele anaerobe s-au dife-rentiatin diferite tipuri prin mutatie selectienaturals. Acestea foloseau hidrogenul atmosfe-ricsau hidrogenul sulfurat pentru reducere CO2.Mai tarziu au aparut procariote care foloseauhidrogen din apa in reducerea CO2 i produ-cereaoxigenului.Criza determinate de acumularea oxigenuluiatmosferic a impus procariotelor anaerobe he-terotrofesa realizeze endosimbioza cu o bac-teriemutants aerobe i astfel a aparut stramouleucariotelor de azi, celula eucariota ancestrala.In al doilea stadiu, eucariotul a captat prinsimbioza cu o bacterie spirocheta un organ demicare necesar cautarii hranei de care amoeb-sidulinitial. Din amoeboflagelatele (tip proto-zoar)aparute s-au desprins evolutiv fungii ianimalele, iar mai tarziu plantele. Simbiontulmotil s-a diferentiat in evolutie i a produsaparatul mitotic acromatic: fus nuclear, centriolietc. In sprijinul acestei idei sustine Marguliusvine variabilitatea diviziunii mitotice celularela protozoare, unii fungi, alge nucleate i alteeucariote inferioare. De la mitoza la meioza s-aprodus un salt prin care evolutia a descoperitcalea pentru distribuirea echilibrata a genelor incelule-fiice, pentru recombinarea genelor imarirea variabilitatii genetice a organismelor,pentru producerea celulelor sexuale haploide ialtele.In al treilea stadiu ar fi aparut cloroplastul,in urma simbiozei dintre amoeboflagelate i oalga fotosintetizanta. Aceasta din urma a evolu-atspre cloroplastul de azi.Primul arment in favoarea teoriei sim-biczeiaplicata la evolutia ecuariotelor din pro-30cariote consta in descoperirea DNA-ului circu-larde tip bacterian, sub forma de nucleoid, inmitocondrii i cloroplaste. Cantitativ, DNA-ulacesta se aseamand cu cel din bacterii. Al doileaargument este descoperirea in mitocondri icloroplaste a ARN-ului, ribozonul de tip bacte-rian.In aceste organite exists sinteza proteicaindependents de cea nucleara. Un al treileaargument ar fi existenta ereditatii extracromo-zomialepe baza genelor proprii ale organiteloramintite mai sus si independents de ceanucleara. In sffirit, al patrulea argument 1-arconstitui reuita cultivare in vitro a unor plas-tidefotosintetizante, precum i faptul ca unelevirusuri paraziteaza selectiv anumite organitecelulare (cloroplastele).Margulius conchide ca evolutia s-a realizatprin endosimbioze repetate.Dupe o alts ipoteza, formulate in 1974 deSchnepf, celula (eucitul) a luat nastere din sim-biozaa trei feluri deosebite de proto-celule. 0bacterie mare, fermentative, a luat ca endosim-bionto bacterie aerobe una fotosintetizanta,care putea scinda apa. Simbiontii au pierdut, perand, membrana procitara; apoi aparatul genetics-ar fi redus treptat. Mai putin convingatoare ince priveste explicarea determinarii compo-nentilormoleculari ai organitelor (citrocromii,clorofilele, carotinizii), teoria se sustine prinexemple actuale, anume prin prezenta unorendosimbionti ce joacd rol de organit celular.Ciliatul Euplotes are drept simbionti bacteriigram-negative, fard de care nu se poate divide.Algele unicelulare eucariote GlaucocystisCyanophora nu au plastide, folosind Cyaneelealge albastre pentru aprovizionarea cu sub-stantede fotosinteza, iar amiba Pelomyxa, lip-sitade mitocondri, se serveste de bacterii endo-simbionte.Alte teorii moderne despre originea vietiiRespingand deopotriva teoria biogenezei ia insamantarii Pamantului cu germeni veniti depe alte lumi, savantul rus L. Berg a emis, in1947, o variants originala a ipotezei meteorice,sisiigigigiwww.dacoromanica.ro 30. pomind de la cunoscuta teorie geogonica aastrofizicianului rus 0. A. Schmidt, dup5 carePamantul s-a nascut nu prin racirea materieiincandescente, rupta din Soare, ci pe cale mete-orica.Odata in aglomerarea meteoritilor dincare a luat fiinta Parnantul scrie L. Berg aputut s5 moteneasca i germeni de viata, poatechiar un complex de organisme gata formate.In favoarea acestei ipoteze au pledat probelemicropaleontologice descoperite in a douajumatate a veacului trecut.Prime le forme bacilare in care s-au gasit iresturi de aminoacizi, datand de aproape 3 mili-ardede ani, au fost numite Archaeosphaeroidesbarbertonensis i Eobacterium isolatum deCare descoperitorii lor, cercetatorii americaniElso Barghoorn i James Schopp. Urrne dealge albastre-verzi, apartinand inceputurilorvietii (2 miliarde de ani), au fost deduse dindeterminarea unui set de opt aminoacizi, custructura nealterata, despre care se presupune eaprovin din corpul unor astfel de organisme. Inresturile unor alge unicelulare, pastrate indepozite calcaroase bioconstituite, cunoscutesub numele de stromatolite, a fost it'd intrea-gaserie de aminoacizi. Au fost determinate pecale de laborator unele microorganisme desprecare se afirma ca au trait in atmosfera primara,saturate cu amoniac i metan. Un astfel demicroorganism viu, contemporan, a fost aflat deSanford Siegel intr-un sol saturat cu acelegigaze.In deceniul al aptelea, o descoperiredeosebit de interesante in acest sens a fostfacuta de profesorul german W. Dombrovski,care a izolat peste 40 de specii de bacterii Incanecunoscute din cristalele de sare de varsta per-miana.Ele semanau cu Bacillus sphaerotilluscirculans, foarte bine conservat in roci saline.Aceste bacterii inactive, find introduse intr-osolutie special nutritive, au Inviat i au InceputA. se inmulteasca, prezentand un metabolismdeosebit de cel al bacteriilor contemporane. Indeceniul urmator (1970-1980), descoperiri simi-lares-au fa:cut in S.U.A., Rusia, Marea Britanie,reactivandu-se bacterii-fosile cu varste de 40-200 milioane de ani. In 1992 paleontologul31american J. W. Schoph a descoperit 11 speciide microbi fosili, in Australia d