En av de viktigaste frågor vi människor någonsin ställt oss är, var kommer vi ifrån? Genom experiment kan vi nu testa olika hypoteser och försöka sätta samman en vetenskaplig teori om hur livet uppstod. Alltsammans är baserat på experiment, resultat av experimenten och de slutsatser man kan dra utav det.
De första biomolekylerna
Biomolekyler = Små organiska molekyler, som i sin tur bygger upp stora biologiskt aktiva molekyler (makromolekyler).
Miller-Urey-experimentet (1952)
Principskiss över Millers & Ureys experiment.
En "uratmosfär" av fyra enkla molekyler:
- Vatten, H2O
- Metan, CH4
- Vätgas, H2
- Ammoniak, NH3
Värme + energi i form av elektriska urladdningar ("åskväder") tillsattes.
Efter en vecka analyserades "geggan" i den U-formade kylfällan nederst: Långt över 20 olika aminosyror hade bildats.
En organisk soppa
Miller-Ureys viktigaste slutsats: Biomolekyler uppstår enkelt ur små, oorganiska molekyler!
Uppföljande experiment visade bl.a. att adenin bildas i stor mängd om vätecyanid (HCN) återloppskokas med vatten och ammoniak, tillsammans med en rad aminosyror.
Jordens biomolekyler kan ha
- uppstått i atmosfären.
- kommit med kometer från rymden.
- uppstått vid djuphavsvulkaner.
Alla tre har visats experimentellt, men man vet inte vilken som gäller för livet på jorden.
- Den ena utesluter inte heller den andra; alla tre kan mycket väl ha bidragit till bildandet av biomolekyler på den unga jorden!
De första makromolekylerna
Biomolekyler kopplas samman till större, biologiskt aktiva molekyler (makromolekyler).
Olika lermineraler, t.ex. montmorillonit, kan göra det lättare för små organiska molekyler att kopplas samman.
- På "kemiska": Montmorillonit kan katalysera polymerisationen av RNA-molekyler.
De första nukleinsyrorna kan ha bildats på det viset.
RNA-molekyler kan ha varit det första "livet"
… eller i alla fall de första självreplikerande molekylerna.
Problem med DNA:
- Det behövs proteiner för att kunna bilda det.
Problem med proteiner:
- Det behövs DNA som "recept" på proteiner.
"Vilket kom först: Hönan eller ägget?"
Svar: Först kom troligen RNA-molekyler med förmåga att replikera sig själva.
- Sådana har faktiskt tillverkats på laboratorium!
Fettliknande membran håller reaktionerna samlade ⇒ den första "cellen" uppstår.
RNA och DNA.
Var uppkom livet?
- I vattensamlingar/lerpölar?
- Leran kan som sagt hjälpa till med "livsbygget".
- Nära djuphavsvulkaner?
- Kemoautotrofa organismer finns ju än idag.
- Djupt nere i berggrunden (vid sprickor med hett vatten)?
- Skydd mot solens UV-strålning.
- Skydd mot det ständiga bombardemanget från rymden
- "I rymden" och sedan förts till jorden via kometer?
- Livet kanske uppstod på Mars först, och fördes hit till jorden sedan?
Livet kan ha uppkommit vid en sådan här "black smoker", en undervattensvulkan där extremt tåliga kemoautotrofer lever än idag.
När uppkom livet?
Eventuellt så tidigt som 4100 miljoner år sedan
- En del stenformationer tyder på detta, men det är ännu osäkert
Säkrare fossila spår säger 3700–3500 miljoner år sedan.
Instuderingsfrågor
Öva dig själv genom att besvara instuderingsfrågorna på den här länken.
