Livets oprindelse – fra Darwin til nu, 2

Jeg begyndte i forgårs på et kig på forskningen i livets oprindelse og vil fortsætte med at gøre det over nogle gange her på www.intelligentdesign.dk. Den første artikel afsluttede med Oparins teori om ”coercervater”, kemiske forbindelser, der havde udviklet sig i urhavet over nogle hundrede millioner år og gradvist blevet til en celle, det første rigtige liv.

Oparins ideer forblev i det store hele uprøvede indtil 1953, da Stanley Miller, en kandidatstuderende ved University of Chicago, lavede det nu berømte forsøg, der på den tid blev set som en bekræftelse af Oparins hypotese. I laboratoriet sendte Miller elektriske gnister gennem en blanding af metan, ammoniak, brint og vanddamp. En uge senere analyserede han resultaterne og fandt spor af flere aminosyrer. Overskrifter over hele verden kundgjorde Millers eksperiment: Videnskabsmændene var nu ved at skabe livets byggesten! Som man kunne læse det i magasinet Time:

“Kandidatstuderende Stanley L. Miller, 23, fortalte, hvordan han simulerede betingelserne på en primitiv jord og skabte ud af dens atmosfæriske gasser flere organiske forbindelser, der er tæt på proteiner.”[i]

Nu fortalte Time selvfølgelig ikke, at forskellen på en aminosyre og et protein er noget i stil med forskellen på en mursten og en stor bygning. Ikke desto mindre havde forskningen i livets oprindelse aldrig før (eller senere for den sags skyld) oplevet et sådant løft af begejstret interesse, som Millers eksperiment skabte. Mange videnskabsmænd var overbeviste om, at de var på nippet til at opdage livets hemmelighed. Forskningen mangedobledes, da universiteter og forskningsinstitutioner verden over sluttede sig til jagten på den kemiske bane, som livet havde taget.

Nu, over 50 år senere, indrømmer eksperterne på området dog, at deres succes ikke har stået mål med indsatsen. Ja, i Life’s Solution, en bog fra 2003, indledte Dr. Simon Conway Morris fra Cambridge et kapitel om forskningen i livets oprindelse med sætningen: ”Dette kapitel er historien om en ynkelig videnskabelig fiasko.”[ii]

Det, der er sket siden Millers eksperiment, er, at biokemikerne har opdaget et under af kompleksitet inde i cellen. Denne biokemiske revolution (som er det eneste dækkende ord her) blev igangsat af en anden bemærkelsesværdig bedrift: opdagelsen af DNA’s dobbelte spiralstruktur, som blev offentliggjort i april 1953, kun fire uger, før Miller bekendtgjorde sit eksperiment, af Francis Crick og James Watson, der delte en Nobelpris for deres bedrift.

I de følgende år blev der gjort mange flere opdagelser – hvordan proteiner bliver syntetiseret, den genetiske kode og RNA’s rolle for blot at nævne nogle stykker. I dag ved man, at cellens nanoteknologi langt overgår noget andet, man finder i naturen eller i den menneskeskabte verden for den sags skyld. Vi ved nu, at cellen er som en enorm fabrik med produktionsmaskiner på række, så langt øjet kan se, og fremstiller millioner af produkter, mest i form af tusindvis af komplekse proteiner. Hvert sekund fremstiller en celle omkring 1.000 nye proteiner, der i mange tilfælde selv er sindrige nanomaskiner eller dele af andre nanomaskiner, der hver udfører en eller flere funktioner i organismen.

Hvad har disse opdagelser betydet for forskningen i livets oprindelse? Selv om de videnskabsfolk, der forsker inden for området, stadig håber, at liv kan reduceres til kemi, og at det er realistisk at afdække livets kemiske hemmeligheder, er der ingen enighed længere om, hvad disse hemmeligheder er. Der er teorier, og deres fortalere kan med stor præcision udpege manglerne ved andre teorier. Ingen kan derimod sige med sikkerhed noget som helst om, hvordan livet opstod.

Lad os se på nogle af problemerne ved de forskellige teorier om livets oprindelse.[iii]

Var atmosfæren reducerende?

I eksperimenter som Stanley Millers har forskerne forsøgt at simulere betingelserne, som de antager var gældende på den tidlige jord. Miller og de fleste andre, der er fulgt i hans fodspor, er således gået ud fra, at den tidlige jord havde en “reducerende” atmosfære, hvilket betyder en atmosfære uden fri ilt (O₂). Dette ser ud til at være en nødvendig betingelse, hvis liv skal opstå, for ilt forhindrer effektivt dannelsen af organiske forbindelser som aminosyrer. Hvis de alligevel skulle opstå i det miljø, ville fri ilt hurtigt ødelægge dem. Man mener derfor, at fri ilt først kom på et senere tidspunkt med planternes udvikling og den deraf følgende fotosyntese.

Det har vist sig, at denne antagelse efter al sandsynlighed er forkert. I dag er både geologer og geofysikere enige om, at Jordens tidlige atmosfære må have indeholdt en vis mængde ilt.[iv] Selv om dette betyder, at denne frie ilt ikke kan være kommet fra fotosyntese, frembringer andre processer også fri ilt. Et eksempel er fotodissociation, hvor Solens ultraviolette lys spalter vandmolekyler i deres bestanddele, brint og ilt. På den tidlige jord ville denne brint have undsluppet Jordens atmosfære på grund af sin lethed, og den tungere ilt ville være blevet tilbage. En del mineraler reagerer med ilt i, hvad der kaldes oxidering. At der må have været ilt i den tidlige atmosfære, er blevet bekræftet af forskere, der har opdaget spor af oxidering i bjergarter fra Jordens ældste aflejringer, fra før livet kom på Jorden.[v]

Tilstedeværelsen af fri ilt ville effektivt have hindret dannelsen af ammoniak og metan, to hovedingredienser i Millers hypotetiske tidlige jordatmosfære. Det følger derfor, at Millers eksperiment ikke var baseret på en realistisk simulering af Jordens atmosfære, hvilket ugyldiggør hans eksperiment.

En fejl ved hans eksperiment var også hans antagelse af, at den tidlige atmosfære indeholdt brint i rigelig mængde. Videnskaben har nu konkluderet, at al brint hurtigt undslap Jordens atmosfære og forsvandt ud i verdensrummet.[vi] Uden brint til at reagere med kunne kuldioxid og kvælstof ikke have dannet metan og ammoniak, hvilket også gør Millers eksperiment ugyldigt.

Efterfølgende eksperimenter, der tog højde for disse faktorer, resulterede ikke i aminosyrer eller i bedste fald kun i glycin, den simpleste aminosyre. Man mangler altså stadig en forklaring på de 19 andre aminosyrer. (Fortsættes)

***

[i] Semi Creation, Time magazine, 25.5.1953.

[ii] Life’s Solution, Simon Conway Morris, Cambridge University Press 2003, s. 44.

[iii] Det følgende bygger i store træk på The Design of Life, William A. Dembski and Jonathan Wells, The Foundation for Thoughts and Ethics 2008, s. 207 ff.

[iv] Se Icons of Evolution, Jonathan Wells, Regnery 2000, s. 14–17.

[v] Sammesteds s. 17.

[vi] Sammesteds s. 20.