Livet er måske sprunget ud af klippesprækker, indikerer ny forskning

Vi ved godt, hvordan livet kom fra simpelt til komplekst gennem evolution, men hvordan det hele begyndte er stadig et kolossalt mysterium.

Mysteriet består af en lang huskeliste af spørgsmål, der skal besvares for at komme fra dødt stof til liv, og nu har forskere fra Ludwig-Maximilians Universitet i München kastet sig over ét af dem.

De ville gerne finde ud af, hvad det var for et miljø, der kunne sørge for inddelingen af livets mange byggesten, i stedet for at det hele bare lå i en stor tilfældig suppe.

Ved at opvarme kunstige klippesprækker med forskellige kemiske blandinger i så de, at mange af blandingerne delte sig op, blandt andet i stoffer der er vigtige for at skabe liv.

»I sprækkerne kan naturen have haft et rigt blandingssystem, en slags laboratorium, hvor livets byggesten blev fordelt, raffineret, og med tiden blandede sig,« forklarer Christof Mast, ph.d. i fysik på Ludwig-Maximilians Universitet i München og hovedforfatter til den videnskabelige artikel.

Fra kaos, til struktur, til liv (med tiden)

Én ting er sikkert om livets oprindelse: Der er mange ubesvarede spørgsmål og mange bud på, hvordan det kan gå til, at diverse kemikalier ender i levende organismer.

Én af videnskabens tidlige idéer om livets oprindelse var idéen om ur-suppen, hvor en ophobning af organiske molekyler, heriblandt livets byggesten, lå i havet og blev transformeret ved lynnedslag.

Den idé blev dog udviklet i begyndelsen af 1900-tallet og har sidenhen været underlagt kritik, blandt andet fordi det virker usandsynligt, at livet er kommet fra sådan en stor blanding af mange stoffer, hvoraf mange slet ikke er relevante for liv.

»Liv skal bruge struktur, så det duer ikke rigtigt med ursuppen, hvor alt ligger samlet. Det er nærmest som at sige, at en Boeing 747 kunne samle sig spontant, hvis man smider flydele ind på en losseplads,« forklarer Tue Hassenkam, lektor i geobiologi på Københavns Universitet, der har læst studiet for Videnskab.dk.

Forskerne tænkte, at klippesprækker kunne være et godt miljø, hvor ingredienserne til stoffer som aminosyrer og DNA, der er essentielle for liv, er blevet opdelt og raffineret.

»Dét virkede sandsynligt, fordi sprækker i sten var overalt på den tidlige jord, og de bliver hurtigt fyldt med vand, der også kan føre alle mulige andre stoffer med sig,« forklarer Christoph Mast.

De opstillede et system med kunstige sprækker og hulrum, der minder meget om dem, man finder i naturlig klippe, og hældte blandinger af aminosyrer, nukleotider og andre livs-relevante stoffer i dem.

Så opvarmede de systemet, men ulige fordelt. Det vil sige, at nogle dele af sprække-systemet fik mere varme end andre.

»Efter at systemet var kølet ned igen, kunne vi se, at hver afkrog indeholdt en forskellig blanding af stofferne. Så de her sprækker kan have været et super godt blandingssystem i naturen,« forklarer Christof Mast.

Resultatet er måske overraskende, fordi vi ikke ligefrem er vant til, at væsker opfører sig sådan. For eksempel en kop sort kaffe der bliver brun, når man hælder mælk i.

»Hvis man så varmer den ene side af koppen, begynder væsken jo ikke at blive mørkere på én side og hvid på den anden, men her er sprækkerne ret små, så der kan ske en mere præcis fordeling,« forklarer Kai Finster, professor i astrobiologi på Aarhus Universitet, der også har læst studiet igennem.

Dækker ét lille spørgsmål blandt mange andre

Forskerne fastslår derfor, at klippesprækker kan have været et rigt blandingssystem, hvor livets byggesten kunne dannes, men mere kan de ikke konkludere i denne omgang.

»Det her er mere et ‘proof of concept’-studie, hvor vi viser, at noget kan fungere. Vi ved stadig ikke, om det er sket på denne måde, eller hvilke kemiske reaktioner der kunne drage nytte af sådan et system og med tiden ende i encellet liv,« siger Christof Mast.

Spørgsmålet om livets oprindelse er et stort et, især fordi der er så mange trin på trappen fra simple stoffer til encellede organismer.

Det nye studie har givet et bud på, hvordan livets byggesten kunne blive skilt fra ursuppen for så på et tidspunkt at blive blandet med andre vigtige byggesten.

Men både før og efter den fordeling er der andre ting, vi ikke ved.

»For eksempel er vi ikke sikre på, hvordan livets byggesten bliver til inden det her,« forklarer Tue Hassenkam:

»Og bagefter har vi for eksempel spørgsmålet om, hvordan de samler sig til den første biopolymer, altså en kæde af biologiske molekyler, der skal bruges til at lave en celles forskellige dele.«

Man kan altså se vores viden om livets oprindelse som en afgrund, hvor vi har livets byggesten på den ene side og encellede organismer på den anden.

Der skal meget forskning til for at bygge bro over den afgrund.

»Det har studiet bidraget til ved på en fin måde at vise, at det her simple system kan have fordelt byggestenene,« siger Tue Hassenkam:

»Man skal dog huske, at de kun har bevist, at det i princippet kan fungere, med en forsimplet model. Der er jo en del forskel på en klippesprække og et hårfint rør belagt med teflon.«

Bidrager til forståelsen af selve livet

Spørger man Kai Finster om vigtigheden af studier som dette, er han ikke i tvivl:

»Det er ét af de helt grundlæggende spørgsmål inden for al videnskab, og jeg håber at de fortsætter deres arbejde på det her vigtige problem,« mener han.

Mere viden om livets oprindelse ville også give os forståelse for meget andet.

For eksempel kan vi måske lære, hvor sandsynligt det er at liv opstår. Er det et naturligt resultat af naturlovene, eller er det super-usandsynligt, at det overhovedet er sket? Kan det være opstået andre steder? Og kunne det være opstået på andre måder?

Men spørgsmålene handler ikke kun om en tidsalder fjernt fra vores, fordi viden om tidligt liv også kan hjælpe vores forståelse af nutidigt liv.

»Det gælder især inden for syntetisk biologi, hvor man spekulerer i, hvordan man skaber liv. Vi forstår jo først rigtigt noget, når vi kan genskabe det, og en dyb forståelse af liv generelt kan føre meget med sig,« siger Christof Mast.