Nytt liv i stinkende ursuppe

En kunstig laboratorievulkan fra 1958 har gitt ny forståelse av hvordan livet kunne oppstå på jorda. Den stinkende giften hydrogensulfid var en viktig ingrediens i den hete, livgivende ursuppa.
24.3 2011 05:00


“Undersjøiske vulkaner bidro med viktige stoffer for at livet skulle oppstå på jorda.”

På 1950-tallet gjorde kjemikerne Harold Urey og Stanley Miller en serie eksperimenter.

De forsøkte å gjenskape forholdene på jorda den gangen livet oppstod.

Over 50 år seinere har en av Millers studenter gjort nye funn i prøver fra forsøkene. De bekrefter at vulkaner var viktige for at livet skulle oppstå.

Lyn over urhavet

For tre og en halv milliarder år siden slo varmt skum mot kyster av vulkansk stein. Jordskorpa hadde nylig størknet.

Tunge skyer tømte seg i urhavet. Lyn stod som trær av ild ned i bølgene.

Det var denne dramatiske fortida som Miller og Urey prøvde å gjenskape i laboratoriet. Urhavet boblet i en glasskolbe, og den fuktige lufta, som etterlignet den tidlige atmosfæren, inneholdt nitrogen og hydrogen sammen med ammoniakk og metan.

Urey og Miller ledet lufta inn i en kolbe som skulle etterligne den tidlige atmosfæren.

Lyngnister sprang mellom høyspente elektroder. Håpet var at gnistene skulle føre stoffene sammen til større molekyler.

Og så skjedde. Pionerene klarte å lage aminosyrer, byggesteinene til proteiner, som igjen lager arvestoffet DNA.


Figuren viser det opprinnelige Miller-Urey-eksperimentet, men uten tilførsel av damp, som i vulkan-varianten. (Figur: Yassine Mrabet, Creative Commons, se lisens, oversatt av forskning.no)

Nye data fra gamle prøver

Både Harold Urey og Stanley Miller er døde. Men Stanley Miller hadde en student, Jeffrey Bada.

Bada har analysert gamle prøver fra eksperimentene til sin læremester, og gjort oppsiktsvekkende funn.

Med moderne instrumenter har han vist at de tørkede restene av Millers urhav i laboratoriekolben inneholder flere og mer aminosyrer enn den tidas teknologi kunne påvise.


Stanley Miller i laboratoriet på University of California San Diego i 1970 (Foto: Scripps Institution of Oceanography Archives)

Og det virkelig oppsiktsvekkende er at disse prøvene var de siste i en lang serie, og ble gjort med et annet forsøksoppsett en tidligere.

Laboratorievulkan

I 1958 sendte nemlig Miller en het dampstråle inn i kolben med lynene. Meningen var å simulere et vulkanutbrudd.

Den unge jordskorpen blødde ennå lava fra mange og store vulkaner. Mange av dem var undersjøiske. Hete gasser boblet ut i vannet, og tilførte enda en forbindelse som skulle vise seg å være viktig: hydrogensulfid.

Hydrogensulfid er kanskje bedre kjent som prompegass. Det lukter av råtne egg, er giftig og reagerer lett med andre stoffer.

Det er vulkanene som fiser mest av dette illeluktende stoffet.

Derfor kjørte Stanley Miller hydrogensulfid inn i laboratorievulkanen sin. Men han la vekk resultatet. Først 53 år seinere oppdaget Jeffrey Bada at prøvene bekreftet det som også andre forskere nå har funnet ut: Vulkaner kan ha fyrt opp det første livet.

Som på jorda, så også i himmelen

Prøvene inneholder mer aminosyrer enn noen andre gnisteksperimenter, ifølge en artikkel som er publisert i siste utgave av tidsskriftet PNAS.


Jeffrey Bada med prøve fra Stanley Millers forsøk i 1958. (Foto: Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego)

Og hva mer er: Blandingen fra vulkanforsøket ligner mer på hva forskerne i dag tror at urhavet inneholdt.

Enda en bekreftelse på teorien kommer som sendt fra himmelen, bokstavelig talt. Bada har nemlig analysert en spesiell type steinmeteoritter, og funnet de samme svovelholdige aminosyrene som i prøvene fra 1958.

Dette viser at stoffene i urhavet ikke var spesielle for jorda. De samme molekylene som dannet aminosyrer på jorda, finnes blant annet i atmosfærene til kjempeplanetene Jupiter og Saturn.

Mange av molekylene finnes også i den tynne gassen i tomrommet mellom stjernene, det interstellare mediet. Dette borger for at livet kan ha oppstått mange steder i Universet.

Missing link til genene

- Det er et godt stykke fra denne syntesen av aminosyrer og til levende celler, sier Kjetill S. Jakobsen. Han er professor i biologi ved Universitetet i Oslo.

- For å lage levende celler, må et 20-talls forskjellige aminosyrer danne proteiner. For å få til det, trengs informasjonen i genene. Det er en missing link fra aminosyrer til gener, understreker han.

Forskere har riktignok funnet et annet molekyl i den døde naturen som under spesielle forhold i laboratoriet kan bygge opp seg selv ved hjelp av byggesteinene i arvestoffet, uten bruk av proteiner.


Kjetill Jakobsen (Foto: Universitetet i Oslo)

Dette selvbyggende molekylet kalles katalytisk RNA, og er ett av forskernes håp i arbeidet med å finne den manglende lenken mellom død materie og liv.

- Noen forskere mener at RNA derfor må ha kommet før DNA da livet oppstod, sier Jakobsen.

Han trekker også parallellen til de forsøkene som den amerikanske biologen Craig Venter har gjort for å framstille kunstig liv.

- Venter har riktignok brukt byggeklosser fra levende celler, men han har satt sammen arvestoffet med disse byggeklossene fra bunnen av i en maskin. Selv om dette er en bevisst og planlagt handling, kan det tenkes at tilsvarende strukturer kunne oppstå naturlig også, sier Jakobsen.

Kilde:

Jeffrey L. Bada et.al: Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment, 21.mars 2011
 

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.