I en livløs ørken af støv og klipper skyder gejseren det kogende vand mod himlen og gør de omkringliggende sten våde. I den stadig unge jords varme atmosfære fordamper dråberne let, til det næste skyl atter fylder pytterne.
Igen og igen sprøjter vandet. I en cyklus bliver stenene våde og så tørre igen, til noget begynder at tage form. En lille, mikroskopisk genstand, der ligger sammenfiltret i sig selv. Men hvor der før var én, er der nu to. Så fire og snart endnu flere.
En voksende gruppe RNA-molekyler formerer og muterer sig. For første gang opstår darwinistisk evolution på Jorden.
Sådan kan livets begyndelse muligvis have set ud: Ikke i de mørke dybder på havets bund, men skudt ud af jorden og samlet i pytter.
I hvert fald hvis man skal tro en teori, der er kommet frem de seneste år, og som er et alternativ til de gængse forklaringer på livets opståen.
I et studie på Københavns Universitet har to forskere kastet sig over denne teori, kendt som wet-dry teorien, for at gøre os klogere på, om det i virkeligheden er omkring landjordens gejsere, livet har sin vugge - og ikke ved gejserne på havets bund, som lærebøgerne fortæller i dag.
\ Miniordbog
Her er en kort forklaring på nogle af artiklens tekniske udtryk:
RNA er DNA's mindst lige så vigtige, men langt mindre kendte fætter. RNA's rolle er at sende information fra DNA til proteinerne i din krop. Det kan du læse mere om her.
DNA består af byggeklodser kaldet nukleotider. Nukleotiderne kan være A, G, T og C. Det samme er gældende i RNA, men her er T byttet ud med U.
Polymerer er, kort fortalt, en kemisk forbindelse, der er lavet af små molekyler, som er arrangeret i en simpel gentagende struktur for at danne et større molekyle.
I pytterne formedes polymererne
Teorien går i sin enkelthed ud på, at pytterne omkring gejsere i en cyklus er blevet gjort våde og er tørret ud.
Dette har lavet gunstige forhold for udformningen af de første grundlæggende kemiske forbindelser, der er nødvendige for liv. Herfra kunne livet udvikle sig.
Eller rettere: I processen er opstået gunstige forhold for syntesen (sammensætningen) af polymerer - lange kæder af sammensatte molekyler.
Mange molekyler, der spiller en vigtig rolle for det, vi kalder liv, er polymerer. Proteiner er blandt andet polymerer. Også DNA og RNA er polymerer, da de består af lange kæder af nukleotider. Disse nukleotider bestemmer, hvordan din krop, eller enhver anden levende organisme, skal bygges og fungerer.
I det nye studie har forskerne lavet et eksperiment for at undersøge, om RNA-polymerer kunne samles under forhold, der kunne have været gældende omkring gejsere på Jorden i sine spæde år.
Byggeklodserne finder sammen
Forsøget bestod at et relativt simpelt setup: Sprøjt blandinger af vand og nukleotider, RNA’s byggeklodser, på en stenplade, og lad det tørre. Gentag et antal gange og se, om nukleotiderne finder sammen og danner polymerer.
Forskerne lavede forsøget to gange i henholdsvis 20 og 80 grader celcius.
\ Hvorfor lige RNA-polymerer?
Forsøget skulle omhandle RNA, da disse er den bedste kandidat til at være det første skud på livstræet, fortæller en af forskerne bag studiet, Tue Hassenkam, der er lektor på Globe Institute ved Københavns Universitet.
»Mens DNA er et inaktivt bibliotek af genetisk data, kan RNA fungere som noget aktivt. Dertil kan RNA, i modsætning til proteiner, indeholde genetisk information. Det er ikke så godt til at gøre nogen af disse ting som proteiner eller DNA - til gengæld kan det gøre begge, og det er nødvendigt for at kunne udvikle og formere sig,« siger han.
Ved første forsøg ved 20 grader observerede forskerne, at »uregelmæssige snorlige pletter og krystaltråde« blev formet. Et, ifølge forskerne, ikke videre interessant resultat.
Til gengæld skete der noget spændende ved 80 grader: Her fandt nukleotiderne sammen i, hvad der lignede »sande polymerer«, skriver forskerne i studiet.
Nukleotiderne lå altså ikke længere hulter til bulter, som de var sprøjtet ud på pladen, men var fundet sammen i lange kæder.
»Det viser, at hvis vi har de rigtige betingelser, så kan polymerer opstå ud af ingenting,« siger Tue Hassenkam, der er fysiker, lektor på Københavns Universitet og en af de to forskere bag studiet.
»Og ikke bare det. De bliver til længder, der svarer til genetisk kode; flere tusinder af basepar, der kan bruges til noget. De kan umiddelbart godt betegnes som RNA,« fortæller han.
Mangler dobbelttjek
Studiet ser godt og veludført ud, vurderer Kai Finster, der er professor i mikrobiologi på Aarhus Universitet, og som ikke har været involveret i forskningen.
Han efterspørger dog en yderligere måling, der kan bekræfte, at det faktisk er RNA-strenge, der har formet sig på forskernes stenplader, fortæller han til Videnskab.dk.
I forsøget brugte Tue Hassenkam og hans kollega, David Dreamer, måleudstyr, der måler topografien på stenpladens overflade ned til enkelte atomer - se billede herover. Dermed kan det fortælle, hvor tæt nukleotiderne sidder i forhold til hinanden.
»Målingen er pålidelig, men jeg ville foretrække, hvis man også havde gennemført en mere direkte måling, hvor man fik strengene væk fra overfladen og ved hjælp af en kemisk metode viste, at det faktisk er RNA-strenge, der blev dannet,« siger Kai Finster.
»Jeg synes, det er vigtigt, at man dobbelttjekker det. Især hvis man har et resultat, der kunne være banebrydende.«
Endnu ikke klar til lærebøgerne
Der skal mere forskning til, før man kan være sikker på, at wet-dry teorien kan forklare livets oprindelse, er forskerne enige om.
For det første, skal der findes en forklaring på, hvordan nukleotiderne bliver blandet ind i vandet fra gejserne på den tidlige jord, fortæller Kai Finster.
Nukleotider kan opstå naturligt. Blandt andet skrev Videnskab.dk for nyligt om, at man nu har fundet samtlige typer nukleotider på meteorer fra det ydre rum.
»Men det er meget langt fra de koncentrationer, der er blevet brugt i forsøget,« fortæller professoren.
Tue Hassenkam er enig i, at der umiddelbart ikke er nogen god forklaring på, hvordan en stor koncentration af nukleotider skulle havne i gejserne.
Men han tilføjer, at formålet med studiet heller aldrig har været at bevise teorien en gang for alle, hvilket forskerne nok heller aldrig kommer til.
»Formålet med studiet var at vise, at livet kan opstå uden det store hokus pokus. De her polymerer opstår ud fra en utrolig simpel metode - tre fugtninger og tørringer var alt, der skulle til. Så stod vi med noget, der havde potentialet til at starte liv,« fortæller han.
Kunne give opskriften på liv
Skulle dry-wet teorien vise sig at holde stik, vil implikationerne ifølge Tue Hassenkam være enorme.
»Det ville være voldsomt forstået på den måde, at hvis man kan starte en darwinistisk evolution i laboratoriet, så har man startet liv. Udover de filosofiske spørgsmål, det ville rejse, ville det også have stor betydning for blandt andet lægevidenskaben. Meget medicin kommer for eksempel fra bakterier, som vi påvirker på en eller anden måde. Tænk, hvis vi kunne forme bakterierne selv helt fra bunden,« siger fysikeren.
Det ville også hjælpe os med at finde liv i rummet, tilføjer han:
»Vi ville vide, hvad vi skulle kigge efter, og vi ville måske undgå at spilde energi på at lede efter liv på eksempelvis Jupiters måne Europa, hvor der ellers har været spekuleret i, om der findes liv i dens underjordiske hav.«
Kai Finster mener, at forskning som denne er vigtig:
»Spørgsmålet om, hvordan livets første byggesten blev til, er jo helt central i vores forståelse af, hvordan liv er opstået. Så snart vi har celler, giver resten mere eller mindre sig selv. Men overgangen fra ikke-liv til liv er et af de største mysterier overhovedet. Det er super vigtigt, at vi har folk som Tue og David Dreamer, der beskæftiger sig med dette,« siger han.
Studiet er udgivet i tidsskriftet Scientific Reports.
