Spørgsmålet om livets oprindelse har optaget menneskene, siden de først overvejede vores plads på Jorden og i universet. Emnet fremkalder ofte følelser – for det første fordi det involverer os selv, og for det andet fordi biokemikere endnu ikke har en omfattende redegørelse for de specifikke trin, der førte til liv på vores planet.
En ikke-videnskabelig idé Mange mennesker er blevet opdraget til at acceptere visse principper uden at stille spørgsmålstegn, hvoraf et af dem er, at livet opstod ved hjælp af en eller flere guder. Den teologiske eller filosofiske idé om, at livet er opstået ved en sådan overnaturlig proces, er en tro. Det kan ganske vist være en udmærket tro, men det er stadig kun en tro, for der findes ingen entydige oplysninger, der kan accepteres i et videnskabeligt laboratorium eller i en domstol, og som bekræfter, at livet er skabt af et eller flere overnaturlige væsener. Videnskabsfolk har ingen klare data, der på nogen måde støtter ideen om, at nogen eller noget har deponeret allerede skabt liv på planeten Jorden for længe siden. Desuden har vi ingen kendt metode til eksperimentelt at teste ideen om, at guddommelig indgriben har skabt liv.
Videnskaben er agnostisk, når det gælder Gud – ikke ateistisk, som nogle mennesker foretrækker at læse dette belastede ord forkert – bare agnostisk. Bortset fra personlige følelser eller kulturelle overbevisninger ved de fleste professionelle videnskabsfolk ganske enkelt ikke, hvad de skal mene om en Gud eller guder. Vi har ganske enkelt ikke nogen data, som vi kan basere en dom på.
Troen på, at livet pludselig er opstået ved hjælp af en vitalistisk proces, ligger uden for den moderne videnskabs område. Dagens videnskabelige metode, som er en undersøgelsesmetode, der er baseret på fornuftig logik understøttet af eksperimentelle og observationelle test, kan ikke bruges til at undersøge overnaturlige idéer om livets oprindelse. Følgelig synes sådanne ideer, som ikke engang i princippet kan bevises, at være bestemt til at forblive trosforestillinger for evigt og dermed uden for videnskabens område.
Tre videnskabelige forslag Flere alternative teorier om livets oprindelse kræver ikke hjælp fra overnaturlige væsener. Hver af disse teorier bygger på naturlige principper, og de kan hver især testes eksperimentelt. Disse teorier er således baseret på videnskab snarere end på teologi, og kun én af dem har indtil videre overlevet tidens test, kritik og debat.
For det første kan livet være opstået på Jorden ved hjælp af panspermia, hvilket betyder “spirer overalt”. Denne idé, der også kaldes exogenese, hævder, at mikroskopiske levende organismer kom til vores planet fra det ydre rum. En asteroide eller komet, der måske indeholdt primitive celler eller simple bakterier, kunne være faldet ned på Jorden på et tidspunkt i fortiden, hvorefter de over milliarder af år udviklede sig til de mere avancerede former for liv, der nu er spredt over vores planet. Når det er sagt, har ingen meteoritter – de landede rester fra asteroider og kometer – nogensinde vist sig at rumme ægte liv.
Panspermiens grundtanke er, at primitivt liv, der er opstået et andet sted, blev aflejret på Jordens overflade ved hjælp af en kollision med et andet objekt, der allerede rummede liv. De fleste rumforskere hævder imidlertid, at ubeskyttet simpelt liv sandsynligvis ikke ville overleve det barske miljø i det ydre rum eller det brændende styrt ned i vores atmosfære. Stråling med høj energi og højhastighedspartikler i det interplanetariske og interstellare rum samt voldsom friktion og intens varme under bevægelsen gennem luften ville næsten med sikkerhed ødelægge enhver form for liv, der red på ryggen af små himmellegemer. På den anden side kan mikroskopiske sporer måske overleve sådanne fremmede forhold, forudsat at de er dybt indlejret i de indkommende klipper. Hvis biologerne har lært noget nyt om livet i den seneste tid, er det, at livet er meget robust og ofte i stand til at overleve i ekstreme miljøer.
(Der findes masser af outrerede versioner af panspermia-idéen, hvoraf den mærkeligste måske er, at livet på Jorden er opstået af affald, der blev smidt her for æoner siden af udenjordiske rejsende! På samme måde kunne rumvæsener måske bevidst have udsået vores planet, om ikke andet så på grund af missioneringseje. Disse og andre bizarre varianter af panspermieteorien har givet næring til science fiction-forfattere i årtier, men arbejdende videnskabsmænd er tilfredse med at betragte dem som ægte “affaldsteorier.”)
Et beslægtet aspekt af panspermi er for nylig blevet populært – nogle kalder det “svag panspermi” – hvorved kun ingredienserne til liv, men ikke selve livet, leveres til Jorden fra rummet. Med de mange fund af organiske molekyler i det interstellare rum i de sidste par årtier, som nævnt i den tidligere STELLAR EPOCH, har nogle forskere foreslået, at ikke nødvendigvis selve livet, men de grundlæggende kemikalier, der er nødvendige for liv, kan være ankommet til Jorden indlejret i kometer eller asteroider. Disse molekyler kan så have fungeret som frø, der gradvist har affødt liv ved hjælp af naturlige kemiske midler – endogenese, som forklaret nedenfor. Det er sandt, at nogle meteoritter, især de kulstofholdige chondritter, som man ved indeholder meget kulstof og stammer fra de gamle asteroider, rummer en række kemikalier, herunder livets byggesten, som tilsyneladende overlevede glædesrejsen gennem Jordens atmosfære.
Murchison-meteoritten, som faldt nær Murchison i Australien i 1969, er det bedste eksempel på denne type bolide, der indeholder råmaterialer, som kunne sætte gang i livet på Jorden for flere milliarder år siden. Andre meteoritter har vist sig at indeholde bobleagtige organiske kugler, der ligner dem, der produceres i laboratoriesimuleringer af livets oprindelse, som beskrives senere i denne KEMISKE EPOKE, hvoraf den seneste er landet i Canadas Yukon-territorium kun få dage inde i det nye årtusind. Desuden er der tydeligt påvist simple organiske stoffer i nogle velundersøgte kometer, f.eks. Halley, Hale-Bopp og Hyakutake, der for nylig prydede vores himmel, mens de besøgte det indre solsystem. Disse fund viser i det mindste, at sådanne molekyler, der er nødvendige for liv, kan tænkes at blive dannet i et interplanetarisk eller interstellært miljø, og at de kan være nået ubeskadiget til Jordens overflade efter deres brændende nedstigning.
På den anden side hævder mange biokemikere, at organiske kemikalier lige så let (og måske i højere grad) kunne være dannet lokalt på Jorden, uden at man behøver at søge svar på jordiske gåder i det ydre rum. Selv om forestillingen om panspermia en dag bliver en mere lovende idé om oprindelsen af liv på Jorden, kvalificerer den sig ikke som en gyldig teori om selve livets oprindelse. “Stærk panspermi” (hvorved intakt liv falder ned på Jorden som manna fra himlen) udskyder blot spørgsmålet om livets oprindelse og flytter det til et andet, ukendt sted i universet.
En anden teori om livets oprindelse – en teori, der direkte omhandler selve livets endelige oprindelse – går under navnet spontan generation. Her mener man, at livet er opstået ret pludseligt og fuldt udviklet fra ejendommelige arrangementer af ikke-liv. Denne idé var populær så sent som for et århundrede siden, men kun fordi folk blev vildledt af deres sanser. F.eks. dukker der ofte små orme op på rådnende affald, og mus synes nogle gange spontant at vride sig ud af snavset linned. Sådanne fænomener blev engang hævdet som bevis for den spontane frembringelse af nyt liv fra de forrådnede rester af gammelt liv. Men selv om observationerne var korrekte, var fortolkningen af disse observationer det ikke. For knap et århundrede siden var de fleste naturforskere bare ikke klar over, at fluer ofte lægger æg på affald, hvorefter æggene klækkes og bliver til orme. På samme måde opstår mus ikke i beskidte lagner, selv om det faktisk kan være der, de gerne gemmer sig.
Theorien om spontan generation viste sig at være forkert, da forskere begyndte at overvåge laboratorieeksperimenter nøje. Især den franske kemiker Louis Pasteur fra det 19. århundrede var en af de første forskere, der udførte eksperimenter under steriliserede forhold. Ved hjælp af specielt designet udstyr kunne han vise, at enhver luftpakke indeholder mikroorganismer blandt andre usynlige forurenende stoffer. Uden særlige forholdsregler og nøje kontrol kommer levende stof ofte i kontakt med ikke-levende stof, hvilket giver den illusion, at liv pludselig opstår på steder, hvor der ikke tidligere har eksisteret liv. Ved at opvarme luften og dermed ødelægge mikroorganismerne modbeviste Pasteur imidlertid grundigt ideen om livets spontane opståen. Når luften først er steriliseret og isoleret, forbliver den fri for liv, selv mikroskopisk liv, på ubestemt tid.
En tredje teori om livets oprindelse er kendt som kemisk evolution. Ifølge denne idé omdanner præbiologiske ændringer langsomt simple atomer og molekyler til de mere komplekse kemikalier, der er nødvendige for at skabe liv. Den centrale præmis i den kemiske evolution, som de fleste videnskabsmænd foretrækker i dag, er, at liv er opstået naturligt fra ikke-levnedannelse. I denne forstand ligner teorierne om kemisk evolution og spontan generation hinanden, men tidsskalaerne er forskellige. Kemisk evolution sker ikke pludseligt, men mere gradvist, idet den til sidst opbygger komplekse strukturer ud fra enklere strukturer. Denne moderne teori antyder således, at livet er opstået på Jorden ved hjælp af en ret langsom udvikling af ikke-levende stof. Hvor langsomt og hvornår præcist er vi usikre.
Overslag over den tidsskala, hvor den kemiske evolution fandt sted, kan udledes ved at studere fossiler – de hærdede rester af døde organismer, hvis skeletkonturer eller knogletræk er bevaret i gamle bjergarter. For eksempel viser figur 5.2, hvordan sedimentære bjergarter, når de forstørres mange gange, giver tydelige beviser for de fossile aftryk af gamle individuelle celler – den enkleste kendte form for liv. Radioaktive undersøgelser beviser, at bjergarternes alder typisk er 2-4 milliarder år. Dette antages at være den tidsperiode, som fossilerne har været begravet, idet de formentlig er blevet fanget i klippen, mens den var ved at størkne, hvilket gør dem til nogle af de ældste fossiler, der nogensinde er fundet.
 |
FIGUR 5.2 – Fotografiet til venstre, taget gennem et mikroskop, viser fossiliserede celler fundet i canadisk klippe, der er radioaktivt dateret til at være ~3 milliarder år gammel. Resterne af disse primitive organismer viser koncentriske kugler med halvgennemtrængelige membraner og mindre tilknyttede sfæroider. Billedet til højre viser et forstørret billede af en af disse gamle celler mere tydeligt. Fossilets indre væg er ~10-3 cm (eller 10 mikron) på tværs. (E. Barghoorn) |
Ved viden om, at Jorden opstod for ~4,5 milliarder år siden, og at de ældste bjergarter krystalliserede fra deres tidlige smeltede tilstand for ~4 milliarder år siden, konkluderer vi, at livet sandsynligvis opstod omkring en milliard år efter, at Jorden blev dannet, og <0,5 milliarder år efter, at Jordens skorpe var afkølet nok til at kunne bære liv. Da endnu ældre, endnu ikke opdagede fossiler sandsynligvis ligger begravet et eller andet sted i Jordens bjergarter, formoder vi, at de mest primitive former for liv kan have taget næppe mere end et par hundrede millioner år at udvikle sig kemisk fra ikke-liv. Det er tænkeligt, at de kan have taget endnu kortere tid, måske endda så kort tid som årtusinder eller århundreder. Sporene til historien og tempoet i livets opståen er sandsynligvis skrevet ikke kun i deres gamle strukturer (fossiler), men også inde i cellerne og molekylerne (generne) i nutidens organismer.