Livets början

Det råder en stor samstämmighet bland forskare om att de första levande varelserna måste ha varit väldigt, väldigt små. Det finns två huvudsakliga hypoteser om hur liv uppstod. Antingen var det RNA eller så var det förmågan till ämnesomsättning, eller metabolism, som kom först. Hypotesen om ”RNA först” menar att livet började med molekyler av ribonukleinsyra (RNA) som kunde reproducera sig själva. Hypotesen om ”metabolism först” menar att livet började med en ordnad sekvens av kemiska reaktioner, eller kemiska nätverk.

Ett ribozym är detsamma som en Rna-molekyl, som både kan sätta i gång reproduktionen av sig självt och bilda proteiner, som är de viktigaste byggstenarna och de verksamma molekylerna i levande celler. Därmed tycks ribozymen var början till allt liv. RNA består av aminosyror, vars byggstenar kallas nukleotider. Detta är biologiska molekyler sammansatta av en nukleobas (en kväveförening) samt fem kol-, socker- och fosfatgrupper (salter). Förekomsten av dessa kemikalier och kopplingen mellan dem är grunden för Rna-hypotesen. RNA är som en mindre stabil version av DNA (deoxyribonukleinsyra).

Den här hypotesen inleds med två frågor: a) Fanns dessa kemikalier på den unga jorden? och b) Hur lyckades de smälta samman den första gången? Forskarna har till en viss grad kunnat visa att aktiverade ribonukleotider faktiskt kan polymisera (producera fler av sig själva) och bilda RNA. Huvudsaken vid polymiseringen var att ribonukleotider faktiskt visade sig kunna uppstå från sina byggstenar, ribos och nukleobaser.

Den brittiska vetenskapstidsskriften Nature har rapporterat om ett intressant experiment där en grupp forskare visade att pyrimidinribonukleobaser kan uppstå utan att slås samman med ribos och nukleobaser. Istället skedde det genom en rad andra processer som är beroende av andra föreningar, till exempel cyanoacetyl och glycolaldehyde. Detta är ämnen som troligen fanns ganska tidigt i jordens historia.

I motsats till detta hävdar människor som tror på metabolism-hypotesen att jordens tidigaste livsformer utvecklades från sammansatta organismer som uppstod ur järnsulfidmineraler. Dessa är vanliga runt varmvattenkällor (hydrotermiska öppningar) på havsbotten.

Vid sådana djuphavsöppningar är temperaturen och trycket tillräckligt högt.

Enligt denna hypotes kan trycket och temperaturen orsaka att järnsalter och vätesulfid kombineras. Detta skapar en komplex struktur med en mineralbas och ett metalliskt center (som järn eller zink).

Anhängare av metabolism-hypotesen tänker även att om dessa metaller fanns, kan de initiera en övergång från oorganiskt kol till organiska föreningar. Detta skulle starta en uppbyggande metabolism där nya molekyler byggs upp av enklare byggstenar. När det uppstått en svavelberoende metabolisk cykel, skulle processen bli självgående. Med tiden förlängs cykeln och blir mer effektiv samtidigt som det ständigt byggs upp mer komplexa föreningar, reaktionsmönster och startprocesser.

Denna hypotes beskriver ett system där det inte behövs några cellkomponenter för att liv ska uppstå. Istället uppstår livet ur en förening som till exempel pyrit (svavelkis), som var rikligt förekommande i det tidiga havet. När vi tänker på att haven i arkeikum faktiskt var sura och att

temperaturen på jorden fortfarande var väldigt hög, är inte en modell av typen svavelkis så otänkbar. Den är dock inte lika populär som Rna-hypotesen.

Det finns andra hypoteser om livets ursprung, till exempel att organiska molekyler kom till jorden via kometer eller asteroider. Det alla är överens om, är att de första levande varelserna var oerhört små. Det råder även samförstånd om att livet genomgick en period av intensiv utveckling och anpassning till de ständigt skiftande förhållandena på jorden. Som du kan läsa om på de nästa två sidorna, fortsätter dessa förändringar än idag.