Paradokser ved livets oprindelse

Læser man videnskabsjournalistiske behandlinger af livets oprindelse i medierne, kan man let få det indtryk, at det går strygende med at løse dette spørgsmål. Når man med jævne mellemrum læser overskrifter om, at man nu er “et skridt tættere” eller har fundet endnu “en ny brik”, er det i hvert fald nærliggende at antage, at med alle disse skridt og alle disse nye brikker ligger en løsning på spørgsmålet om livets oprindelse snublende nær.

En god modgift mod denne opfattelse er at læse artiklerne i de videnskabelige fagtidsskrifter, hvor forskerne deler deres resultater og tanker med hinanden. Tag f.eks. en artikel i fagtidsskriftet Origins of Life and Evolution of Biospheres, forfattet af Steven A. Benner, der tog sin Ph.d. i kemi ved Harvard University.

I artiklen, der bærer titlen “Paradoxes in the Origin of Life” (Benner, 2014), giver han sin realistiske vurdering af forsøgene på at forklare livets oprindelse:

“Vi er nu 60 år inde i den moderne æra af prebiotisk kemi [kemi, der førte til livets oprindelse]. Denne æra har resulteret i ti tusindvis af videnskabelige artikler, der har forsøgt at definere de processer, hvormed “molekyler der ligner biologi” måske kan opstå fra “molekyler der ikke ligner biologi” … For det meste rapporterer disse artikler at have haft “succes” i den betydning, som artiklerne definerer begrebet.

“Og alligevel er problemet fortsat uløst.”

Benner påpeger, at “vores kulturelle kontekst har en tendens til at påvirke de hypoteser, vi vælger”, og at der derfor er en risiko for, at forskere undlader at stille spørgsmål ved antagelser, der muligvis er forkerte.

For Benner er det centrale spørgsmål i forbindelse med livets oprindelse, hvordan et molekylært system opstod, der var i stand til at replikere sig selv på en måde, hvor eventuelle mutationer i kopierne også blev nedarvet.

Han beskriver fem paradokser inden for livets oprindelse, hvor data eller teorier modsiger hinanden. Hans formål med at gøre opmærksom på disse paradokser er at tvinge forskere til at overveje teorien bag livets oprindelse, “selv de dele af teorien, der normalt bliver antaget som sande, uden at nogen formulerer dem.”

I det følgende vil jeg kort gengive de fem paradokser, som Benner beskriver dem.

Tjæreparadokset
“En enorm mængde empirisk data understøtter reglen om, at hvis organiske systemer tilføres energi og overlades til sig selv, vil de udvikle sig til ubrugelige komplekse blandinger, ‘tjære’,” skriver Benner. Derimod, fortsætter han, er der i faglitteraturen “præcis nul bekræftede observationer”, hvor et selvreplikerende system opstår spontant fra en sådan blanding.

Vandparadokset
Vand bliver ofte set som nødvendigt for livets oprindelse, men både DNA og RNA bliver nedbrudt i vand. “Enhver løsning på problemet med livets oprindelse må håndtere det paradoks, der opstår, når man sammenholder denne teori og denne observation; livet lader til at behøve et stof (vand), der er skadeligt for de molekyler (f.eks. RNA), der er nødvendige for liv.”

Informationsparadokset
Evnen til selvreplikation kræver information, som fundet i organismers informationsbærende polymerer – DNA, RNA og proteiner. Det er dog ikke sandsynligt, at en tilstrækkeligt langt polymer med den nødvendige rækkefølge er opstået spontant fra den mængde byggeklodser, der måtte have undsluppet tjære- og vandparadokset, vurderer Benner. “Disse udsagn fra teori og observation påtvinger også den konklusion, at oprindelsen af (i dette tilfælde biopolymer-baseret) liv er umuligt.”

Den enlige polymers paradoks
Et selvreplikerende system må både have genetiske og katalytiske egenskaber. I nulevende organismer varetages disse to funktioner af henholdsvis DNA og proteiner, og problemet med at forklare, hvilket af disse systemer, der kom først, har i mange år været omtalt som “kyllingen eller ægget”-problemet.

RNA kan muligvis løse dette problem, da det både har genetiske og katalytiske egenskaber. Imidlertid påpeger Benner, at de to funktioner stiller modsatrettede krav, hvilket gør det svært at forklare, hvordan et enkelt RNA-molekyle skulle varetage begge funktioner på samme tid.

Katalytiske egenskaber kræver, at RNA-molekylet folder sig til en specifik tredimensionel struktur, mens genetiske egenskaber kræver, at RNA-molekylet ikke folder sig, så det kan blive replikeret. Katalytiske egenskaber kræver, at RNA-molekylet består af mange forskellige slags byggeklodser, mens genetiske egenskaber kræver, at det består af få slags byggeklodser. Katalytiske egenskaber kræver, at RNA-molekylet er reaktivt, men genetiske egenskaber kræver, at molekylet er stabilt, så informationen bevares.

“Enhver “biopolymer først”-model for livets oprindelse må løse disse paradokser og give os et polymer, der både folder og ikke folder, har mange byggeklodser samtidig med, at det har få, og som har muligheden for at katalysere svære-men-ønskede reaktioner uden at risikoen for at katalysere lette-men-uønskede reaktioner.”

Sandsynlighedsparadokset
Eksperimenter viser, at RNA-molekyler, der ødelægger RNA, er langt mere sandsynlige end RNA-molekyler, der replikerer RNA. Den basekatalyserede spaltning af RNA er således en “let” reaktion, hvorimod reaktionen, der danner en fosfodiesterbinding, er en “svær” reaktion.

“Så selv hvis vi løser tjæreparadokset, vandparadokset, informationsparadokset, og den enlige polymers paradoks, må vi stadig afbøde eller tilsidesætte den kemiske teori, der gør ødelæggelse, ikke biologi, til det naturlige resultat for vores allerede magiske kemiske system.” (Min fremhævelse)

Paradigmeafhængige paradokser

Benner har naturligvis fuld tillid til, at fremtidig forskning på en eller anden måde vil løse de ovenstående paradokser.

Det er dog åbenlyst, at paradokserne alle er et resultat af den antagelse, at livet opstod spontant som følge af ikke-intelligente processer. Overvejes muligheden af, at livet er et resultat af intelligent design, forsvinder paradokserne.

Fra et design-perspektiv er paradokserne beskrevet af Benner således et udtryk for en systemisk fejl i det naturalistiske paradigme. På samme måde, som et computerprogram vil bryde ned, hvis programmøren uforvarende er kommet til at dividere med nul, er de mange paradokser udtryk for en fejlagtig præmis i paradigmet.

Naturlige, ikke-intelligente processer skaber ikke information ud af livløse materialer, ligesom naturlige processer ikke omdanner bly til guld. Det er derimod vores erfaring, at intelligente designere ofte er kilder til information. Et nyt paradigme, med intelligens som et reelt kausalt element, lader således til at være nødvendigt for at forklare livets oprindelse.

Referencer

Benner S.A., 2014, “Paradoxes in the Origin of Life”, Origins of Life and Evolution of Biospheres, 44:339-343. https://doi.org/10.1007/s11084-014-9379-0