Det er rundt geysirer som denne wet-dry-teorien hevder at de enkleste og tidligste sporene etter liv skal ha oppstått.(Illustrasjonsfoto: Wirestock Creators / Shutterstock / NTB)
Ny teori om livets opphav får støtte av dansk eksperiment
At livet har opprinnelsen sin i dammene rundt geysirer på land, er en ny teori som dansk fysiker har undersøkt.
JohanGudmandsenJOURNALIST, VIDENSKAB.DK
I en livløs ørken av støv og stein skyter geysiren opp kokende vann. I den unge jordens varme atmosfære fordamper dråpene raskt, før det neste utbruddet igjen fyller dammene.
Igjen og igjen sprøytes vannet ut. I en syklus blir steinene våte og så tørre igjen, til noe begynner å ta form. Et mikroskopisk objekt ligger sammenfiltret i seg selv. Men der det før var én, er det nå to. Så fire og snart enda flere.
En voksende gruppe RNA-molekyler formerer seg og muterer. For første gang oppstår darwinistisk evolusjon på jorden.
Slik kan livets begynnelse kanskje ha sett ut: Ikke i de mørke dypene på havets bunn, men skutt ut av jorden og samlet i dammer.
I hvert fall hvis man skal tro en teori som har kommet fram de siste årene, og som er et alternativ til de vanlige forklaringene på livets opphav.
I en studie fra Københavns Universitet har to forskere kastet seg over denne teorien, kjent som wet-dry-teorien. Studien er publisert i tidsskriftet Nature.
Mini-ordbok
Her er en kort forklaring på noen av de tekniske uttrykkene i artikkelen:
RNA minst like viktig som DNA, selv om det ikke er like kjent. RNA sender informasjon fra DNA til proteinene i kroppen.
DNA består av byggeklosser som kalles nukleotider. Nukleotidene kan være A, G, T og C. Det samme gjelder i RNA, men her er T byttet ut med U.
Polymerer er en kjemisk forbindelse som er laget av små molekyler som er arrangert i en enkel gjentakende struktur for å danne et større molekyl.
I dammene ble polymerene formet
Teorien går ut på at dammene rundt geysirer i en syklus har blitt dannet og tørket ut.
Dette har gitt gunstige forhold for utformingen av de første grunnleggende kjemiske forbindelsene som er nødvendige for liv. Herfra kunne livet utvikle seg.
Eller rettere sagt: I prosessen har det oppstått gunstige forhold for syntesen (sammensetningen) av polymerer – lange kjeder av sammensatte molekyler.
Mange molekyler som spiller en viktig rolle for det vi kaller liv, er polymerer. Proteiner er polymerer. Det er også DNA og RNA. De består av nukleotider, som bestemmer hvordan organismer bygges opp og fungerer.
I den nye studien har forskerne gjort et eksperiment for å undersøke om RNA-polymerer kunne samle seg rundt geysirer på den unge jorden.
Byggeklossene finner sammen
Forsøket bestod av et relativt enkelt oppsett: En blanding av vann og nukleotider ble sprayet på en steinplate, som så tørket. Det ble gjentatt en rekke ganger for å se om nukleotidene fant sammen og dannet polymerer.
Forskerne gjennomførte forsøket to ganger i henholdsvis 20 og 80 grader celsius.
Ved første forsøk, ved 20 grader, observerte forskerne at «uregelmessige flekker og krystalltråder» ble formet. Det var, ifølge forskerne, ikke særlig interessant.
Til gjengjeld skjedde noe spennende ved 80 grader: Her fant nukleotidene sammen i noe som så ut som polymerer, skriver forskerne i studien.
Nukleotidene lå altså ikke lenger hulter til bulter, men dannet lange kjeder.
Annonse
– Det viser at hvis vi har de riktige betingelsene, så kan polymerer oppstå ut av ingenting, sier Tue Hassenkam, som er fysiker, førsteamanuensis ved Københavns Universitet og en av de to forskerne som står bak studien.
– Og ikke nok med det. De blir til lengder som svarer til genetisk kode: flere tusen basepar. De kan godt beskrives som RNA, forteller han.
Til venstre ser vi ulike nukleotid-kombinasjoner etter tre våt-tørr-sykluser ved 20 grader. Til høyre forsøk ved 80 grader. For alle nukleotid-blandingene ble det klart at polymerer hadde fremstått, skriver forskerne. Det er en milliard nanometer (nm) på en meter.(Bilder: Tue Hassenkam / David Dreamer)
Mangler dobbeltsjekk
Studien ser bra ut, mener Kai Finster, som er professor i mikrobiologi ved Aarhus Universitet i Danmark.
Han kunne likevel ønske seg en måling til som kan bekrefte at det faktisk er RNA-strenger det er snakk om, forteller han.
I forsøket brukte Tue Hassenkam og kollegaen hans, David Dreamer, utstyr som måler steinplaten ned til enkelte atomer. Dermed kan det fortelle hvor tett nukleotidene sitter i forhold til hverandre.
– Målingen er pålitelig, men det ville være bedre med en mer direkte måling der man fikk strengene opp fra overflaten og ved hjelp av en kjemisk metode viste at det faktisk er RNA-strenger som ble dannet, sier Finster.
– Jeg synes det er viktig at man dobbeltsjekker det. Særlig hvis man har et resultat som kan være banebrytende.
Hvorfor akkurat RNA-polymerer?
Forsøket handlet om RNA siden det er den beste kandidaten til det første skuddet på livstreet, forteller en av forskerne som står bak studien, Tue Hassenkam, som er førsteamanuensis ved Globe Institute ved Københavns Universitet.
– Mens DNA er et inaktivt bibliotek av genetisk data, kan RNA fungere som noe aktivt. I tillegg kan RNA, i motsetning til proteiner, inneholde genetisk informasjon. Det er ikke så godt egnet til disse tingene som proteiner eller DNA – men det kan gjøre begge deler, og det er nødvendig for å kunne utvikle og formere seg, sier han.
Fortsatt ikke klart til lærebøkene
Det må mer forskning til før man kan være sikker på at wet-dry-teorien kan forklare livets opprinnelse.
For det første det finnes en forklaring på hvordan nukleotidene blir blandet inn i vannet fra geysirene, forteller Kai Finster.
Nukleotider kan oppstå naturlig. Det er blant annet funnet på meteorer fra det ytre rom.
Annonse
– Men det er veldig langt fra de konsentrasjonene som har blitt brukt i forsøket, forteller professoren.
Tue Hassenkam er enig i at det ikke er noen god forklaring på at høye konsentrasjoner av nukleotider skulle havne i geysirene.
Men han legger til at formålet med studien ikke har vært å bevise teorien en gang for alle.
– Formålet var å vise at livet kan oppstå uten så mye hokus pokus. Disse polymerene oppstår ut fra en utrolig enkel metode – tre tørkinger var alt som skulle til. Så sto vi med noe som hadde potensialet til å starte liv, forteller han.
Bildet viser hvor enkelt forsøket egentlig var, forteller Tue Hassenkam: En liten skive med en vanndråpe med nukleotid-blandinger.(Bilde: Tue Hassenkam)
Kunne gi oppskriften på liv
Skulle teorien vise seg å holde stikk, vil implikasjonene, ifølge Tue Hassenkam, være enorme.
– Hvis man kan starte en darwinistisk evolusjon i laboratoriet, har man startet liv. I tillegg til de filosofiske spørsmålene, vil det også ha for stor betydning for blant annet legevitenskapen. Mye medisin kommer for eksempel fra bakterier som vi påvirker på en eller annen måte. Tenk hvis vi kunne forme bakteriene selv helt fra bunnen, sier fysikeren.
Det kan også hjelpe oss med å finne liv i verdensrommet, legger han til:
– Vi vil vite hva vi skulle se etter, og vi kunne kanskje unngå å sløse bort energi på å lete etter liv på for eksempel Jupiters måne Europa, der det har blitt spekulert på om det finnes liv i hav under overflaten.
Kai Finster mener at forskningen er viktig:
– Spørsmålet om hvordan livets første byggesteiner ble til, er jo helt sentralt i forståelsen av hvordan liv har oppstått. Så snart vi har celler, gir resten seg mer eller mindre selv. Men overgangen fra ikke-liv til liv er et av de største mysteriene vi står ovenfor. Det er utrolig viktig at vi har folk som arbeider med dette, sier han.
Studien er utgitt i tidsskriftet Scientific Reports.
