Hur började livet? Del ett.

Hjälp! Ett av världens största mysterier är inte löst. Mysteriet handlar om hur själva livet en gång började på planeten jorden. Det finns idag gott om mer eller mindre välgrundade spekulationer om hur det gick till. Tiden när det måste ha skett blir allt mer snäv och olika ledtrådar gör att vi idag har en bättre utgångspunkt till att lösa mysteriet än någonsin tidigare. Mysteriet är så komplext att jag delar upp det i två inlägg. I del ett försöker jag ringa in det vi vet idag och i del två (kommer snart) kommer jag att fortsätta med olika spekulationer om hur ärftlighet en gång uppstod.

(Läs andra inlägget här)

Vad vet vi idag?

Det var inte något som kom krälandes ut ur kärlet direkt, men det var ändå något fantastiskt. I ett av världens mest kända experiment bildades de molekyler som bygger upp liv. Det var aminosyror och kvävebaser som med formaldehyd och vätecyanid som mellanformer hade bildats från en död miljö bestående av bara vatten, metan och ammoniak. Forskarna Standley Miller och Harold Urey började ett riktigt vetenskapligt sökande efter hur livet började rent kemiskt. Tack vare dem vet vi att livets molekyler kan ha bildats på ett mycket ungt jordklot, men idag vet vi också att de ha kommit från rymden med meteoriter. Hur de än bildades så fanns livets molekyler på plats på det unga jordklotet.

Steget till något levande var nog inte så långt som vi föreställer oss men inte heller något som hade kunnat kräla ut ur Miller-Ureys experimentkärl. Det var för mellan 3900 och 3500 miljoner år sedan som kemin tog steget in i biologin. Efter det finns det spår, världens äldsta fossil. Fynden har gjorts i Australien. Jorden var fortfarande ung och hade just svalnat från att ha varit ett brinnande inferno, en glödande yta av vulkaner och lava. Däremot skulle det ta otroligt lång tid, 3000 miljoner år, innan livet utvecklades till något som kunde kräla. Vem vet, om Miller och Urey hade haft en ofantligt lång tid kanske liv tillslut hade krälat ut ur deras kärl?

Vi vet alltså när det hände – men inte vad som hände. Direkta bevis saknas idag och ledtrådarna kan mycket väl ha gått förlorade för alltid. Vi vet att nytt liv inte bildas idag; konkurrensen från det liv som redan finns utelämnar den möjligheten. Desutom har berggrunden som en gång i tiden kan ha burit spåren av det första livet smälts ner till magma i jordens inre. Ibland har den sedan dess tryckts upp igen. Vem vet, kanske fanns fossilerna en gång i det urberg som finns i en skogsbacke nära dig? Granit och gejs är magmatiska bergarter – de har varit nere i jordens inre, blivit omformade och sedan åter tryckts upp av plattektoniken. Men det är inte bara frågan om hur liv började som har varit svår att komma åt, utan också frågan om vad liv är.

Det första livet levde under helt andra förutsättningar än det liv vi ser runt omkring oss idag. Jorden var mycket varm, solljuset trängde inte igenom de tjocka molnen och det regnade ofta. Atmosfären bestod troligen mest av kväve precis som idag, men det fanns bara spår av syre och istället kan det ha varit gott om metan och koldioxid i luften. Himlen var orange och horisonten fylldes ofta av mörka moln från något av de otaliga vulkanutbrotten. Trots att det tycks märkligt ur vår synvinkel var det här en förutsättning för att livet skulle kunna bildas. Starkt solljus hade brutit sönder de komplexa molekyler som behövs för liv och syre hade förstört det tidiga livets möjligheter att tillgodogöra sig energi från olika ämnen.

 

Livet ur ett nutida perspektiv

Hur liv än uppstod så vet vi att det idag byggs upp av celler, drivs av energi och kan föröka sig. Ärftlighetens molekyl – dna – bär informationen om hur det ska gå till. Bara att allt liv som finns idag har samma kemiska grund för sin existens är ett bevis för att livet har ett gemensamt ursprung på jorden, men det finns fler bevis. Det finns dnasekvenser som dyker upp hos allt levande, som ribosomens 16S och 23S. Utifrån 23 protein som finns hos de tre stora grupperna liv – bakterier, arkéer och eukaryoter – visar det sig att en gemensam förmoder är ofattbart mycket mer sannolikt än flera oberoende ursprung.

Det finns en skala av ökande biologisk komplexitet; från det enklaste virus till avancerade biologiska maskiner som människan. De biologiska maskinerna, livet, drivs i grunden av kemiska energi. Vi får inte heller glömma virus. De ligger på gränsen mellan att vara liv, eftersom de bär på ärftlighetens molekyl, och att inte vara liv eftersom de inte kan skapa biologisk energi själva och inte byggs av en cell.

 

Livets kemiska reaktioner

Idag drivs den absoluta majoriteten av allt levande av solen, direkt som hos växterna eller indirekt som hos oss djur. Det är lätt att förutsätta att det skulle vara ett krav för livet också, se bara på hur astronomerna pratar om att hitta syre på främmande planeter. Stora mängder syre i atmosfären tyder på en fotosyntes liknande den som växter utför på jorden idag. Ändå vet vi idag att solen snarare var skadlig än livsnödvändig för det tidiga livet. Än idag finns liv som på olika sätt använder annat än solljus för att få energi, det kan istället vara molekyler som pyrit eller svavelväte som tillsammans med koldioxid och vatten ger kemisk energi som organismen kan använda för att överleva och föröka sig. Vi vet också att det finns bakterier som kan utnyttja energin i solljuset på ett annat sätt än de gröna växterna och utan att släppa ut syre som biprodukt. Andra enkla organismer använder varma källor på havets botten för att skapa energi. Kort sagt; idag vet vi att livet är så mycket mer mångfaciterat än vad vi tidigare trodde.

 

Vi hör ihop

Livet uppstod på jorden för mellan 3900 och 3500 miljoner år sedan. Innan dess fanns livets molekyler, aminosyror, nukleinsyror och kvävebaser på plats. De hade antingen bildats på jorden eller kom från någon av de otaliga meteoriter som slog ner på jorden under den här tiden. Det tidiga livet var inte beroende av solljus för att få energi utan kan ha använt någon molekyl som pyrit eller svavelväte, eller bildats runt någon varm källa. Även om livet kan ha uppstått flera gånger så finns det idag bara ett spår kvar – allt som lever idag har ett gemensamt ursprung.

(Läs andra inlägget här)

Lägg till ny kommentar