Slik blir det liv (Rai Rai)

I over femti år har forskere prøvd å finne tegn til at det finnes levende vesener utenfor jorden. Til tross for stadig bedre instrumenter har man hittil ikke oppdaget noen ting. Kanskje ikke så rart hvis det var fullstendig usannsynlig at liv oppsto av seg selv, slik mange religiøse påstår. Men liv har oppstått minst to ganger på jorden.

I tillegg kommer de gangene vi mennesker har laget liv.

Hvordan livet oppsto er et av de store spørsmålene som har plaget filosofer og naturvitere i århundrer. Vi kommer kanskje aldri til å finne ut akkurat hva som skjedde da livet begynte her på jorden, men vi vet ihvertfall nok om hvordan liv kan oppstå til at det ikke lenger er et uløselig mysterium.

Før havene fantes regnet det i millioner av år mens jorden kjølte seg ned

Livet på jorda
For 4,5 milliarder år siden var jorden en ball av materiale som hadde klumpet seg sammen på grunn av tyngdekraften. Det datt stadig nye biter ned fra himmelen (en stor bit av jorden ble slått av og ble til månen) og friksjon gjorde at overflaten var dekket av lava i hundrevis av millioner år. Først etter fire-fem hundre millioner år var deler av jorden kjølig nok til at vannet som var her sluttet å koke og fordampe. Geologene tror at det da regnet i flere hundre millioner år. Alt vannet på jorden hadde vært en del av atmosfæren og ble nå til hav.

I steiner som er 3,4 milliarder år gamle finner man massevis av fossiler etter encellede organismer. Selv encellede organismer er ganske avanserte greier som må ha blitt formet av evolusjon, så livet må ha oppstått enda tidligere enn det. En eller annen gang mellom 3,4 og 4 milliarder år siden oppsto altså livet på jorden for første gang. Eller kanskje det ikke oppsto her?

Er vi alle aliens?

Forskerene som studerte en stein fra mars fikk nok høy puls da de så disse bakterieliknende strukturene

Astronautene på Apollo 12 landet på Månen og tok med tilbake et kamera som hadde blitt sendt dit med en ubemannet drone over to år tidligere. Inne i kameraet fant NASA-forskere bakterier som hadde vært lukket inne siden kameraet ble bygget. Bakteriene levde fortsatt, etter to og et halvt år i verdensrommet.

Det er fullt mulig at bakterier har haiket med meteoritter, landet på Jorda og senere utviklet seg til alle de andre organismene som i dag lever her. Flere seriøse forskere ser for seg at universet er fullt av mikroorganismer som suser rundt på små steinbiter og blomstrer opp på de planetene og månene som de lander på. En spennende mulighet som vi kanskje får bekreftet av NASA allerede til høsten er at de første organismene på jorden kom hit med steiner fra Mars.

Ett opphav

De fleste forskere mener uansett at det er mer sannsynlig at livet på jorden også oppsto på jorden. Og selv om vi finner ut at livet oppsto et annet sted og kom hit som fiks ferdige organismer har vi ikke fått svar på spørsmålet om hvordan livet oppsto. Vi har bare fått flyttet problemet til et annet sted.
Det kan også hende at livet har oppstått flere ganger. Det er vanskelig å finne ut av og sannsynligvis får vi aldri svar, men vi vet en veldig viktig ting: alt liv på jorda er i slekt! Det er veldig mange bevis for dette. Et av de viktigste bevisene er at så å si alle organismer “oversetter” den genetiske koden til proteiner etter den samme kodenøkkelen. Alt som lever på jorda snakker det samme tilfeldige kjemiske språket fordi vi (og potteplanter, forkjølelsesvirus, hesteskokrabber og kantareller) er etterkommere av det samme tidlige livet. “Alt” liv. En levende organisme som ikke er i slekt med alle oss andre ble laget i laboratoriet til Craig Venter i 2010.

Jukseliv

Craig Venter er en helt ekte Dr. Frankenstein

Craig Venters forskergruppe lagret DNA-koden fra en bakterie i en lang datafil. De slettet noen gener og la inn noen nye koder (blant annet forskernes navn og en webadresse). Deretter “printet” de ut koden i en maskin som kan sette sammen de kjemiske stoffene i DNA i den rekkefølgen man vil. Det nye DNA-et ble så sprøytet inn i en tom bakteriecelle. Cellen begynte å dele seg og leve. Etterkommerne lever fortsatt i beste velgående.

Venter jukset litt ved å bruke en eksisterende celle, men har beviselig laget en levende ting som ikke er i slekt med livet på jorden forøvrig. Et av hans neste mål er å lage hele cellen fra scratch. Og kanskje enda mer revolusjonerende: han håper å kunne designe en ny “replikator”.

Fra døde stoffer til liv

Straks det tilfeldigvis har blitt dannet et molekyl som lager kopier av seg selv, er liv oppstått. 

“Replikatorer” er puslespillbrikken som gjør det mulig å forstå hvordan døde kjemiske stoffer kan bli til liv. Mange molekyler har den kjemiske egenskapen at de får andre stoffer til å reagere med hverandre. Kroppene våre er f.eks. fulle av slike enzymer som styrer alle de kjemiske reaksjonene som skal til for at vi overlever. Replikatorer gjør akkurat det samme, men med en helt spesiell vri: de setter sammen kopier av seg selv.
Og slik oppsto livet. En eller flere ganger, i et urhav her på jorden eller ute i verdensrommet. Ett eneste molekyl som fungerte som en replikator oppsto tilfeldig. Etter at den hadde bumpet borti de riktige bestanddelene fantes det to replikatorer. Litt senere fire. Deretter åtte. For hver “generasjon” dobles antallet, etter bare tjue runder er det over en million av dem. Etter tredve generasjoner runder de tusen milliarder. På et eller annet tidspunkt begynner det å gå tomt for byggeklossene som skal til for å sette sammen nye replikatorer.
Men replikatorer er store molekyler med mange atomer. Sannsynligvis er ikke alle replikatorene helt identiske. Noen har kanskje en nitrogenklase stikkende ut der andre bare har et fislete karbonatom. De forskjellige variantene har forskjellige kjemiske egenskaper. De utgavene som best setter sammen kopier av seg selv utkonkurrerer de andre. Etterkommerene deres arver de samme fordelaktige egenskapene. Evolusjon gjennom naturlig utvalg er i gang.
Ingen vet hvilket molekyl som var den første replikatoren, men det finnes mange forslag. Vi vet at det ikke var DNA fordi det ikke er kjemisk aktivt, men mange holder en knapp på RNA. RNA er stoffet som “leser av” DNA i cellene våre. RNA består av den samme koden som DNA (genene) OG fungerer som enzymer. Hvis tilhengerene av RNA-hypotesen har rett, er DNAet i cellene våre bare en form for lagringsplass for de opprinnelige replikatorene.

En ting som er spennende med å vite at en eller annen replikator er opphavet til alle dyr, planter, sopp og encellede småsaker er at vi kan få øye på helt andre former for liv. Finnes det andre replikatorer enn de som det “vanlige” livet kommer fra?
Ja, det gjør det.

Kugalskap!

Prioner. Et helt vanlig protein, men ikke veldig sunt å få i seg.

Mennesker som blir rammet av Creutzfeldt-Jakobs sykdom får store hull i hjernen. Hullene skyldes et protein som bygger om andre proteiner til kopier av seg selv. Sakte men sikkert blir hjernen til pasienten omgjort til en bråte kopier av det livsfarlige proteinet. Det samme stoffet fører til kugalskap hos kyr. Proteiner som har en slik replikatoreffekt kalles prioner.

Ikke alle er enige i at prioner kan kalles en ny form for liv. Prioner gjør fint lite annet enn å lage kopier av seg selv, men på den annen side er de utsatt for naturlig seleksjon og det er blitt påvist nye varianter av sykdommen.

Forkjølelse og data

Hvis vi definerer liv til noe som lager kopier av seg selv og er utsatt for naturlig seleksjon er det enda flere ting som man kan kalle levende. For eksempel vanlige virus. Virus er veldig små proteinskall som inneholder bittelitt RNA eller DNA. Det lille arvestoffet inneholder en enkel kode: oppskriften på proteinskallet den er inni.
Viruset er avhengig av å treffe en celle som henter inn oppskriften. Når det er gjort begynner den stakkars cellen å produsere nye kopier av både oppskriften og proteinskallet. De nye virusene slippes ut og kan infisere andre celler.
Noen datavirus oppfører seg på samme måte. De infiserer datamaskiner og får dem til å sende ut nye ikke helt nøyaktige kopier av seg selv. Fordi disse datavirusene kan forandre seg og vil spre seg avhengig av hvilken variant som lettest smitter andre maskiner, anser noen forskere dem for å være en ny klasse liv.

Men er det ikke farlig, da?

Som du skjønner er det haugevis av forskere der ute som “leker Gud” og langt på vei har lykkes med å skape nye former for liv. Kan de komme til å lage noe som blir farlig?
Matematikeren John Von Neumann, erketypen av en “gal vitenskapsmann”, drømte om maskiner som kunne bygge kopier av seg selv. Ikke så skremmende i seg selv, men med moderne nanoteknologi kan man bygge maskiner av enkeltatomer. Et skrekkscenarie er at noen lager en slik nanomaskin som ombygger alt den kommer i kontakt med til kopier av seg selv. Det eneste som trengs er en enkelt kopi på et laboratorium et sted. Så blir de to, så fire, åtte, 16, 32, 64, 128, 256. Etter kort tid har den grå guggen spist seg gjennom benkeplater og petriskåler. Og for hver runde blir den dobbelt så stor. Hva skal stoppe den fra å omdanne hele jordkloden?
Og hva skjer om Craig Venters nye livsformer rømmer fra laboratoriet?

Vi kan nok ta det med stor ro. Vi har vært på vinnerlaget de siste fire milliarder årene. Minst.

(Tidligere trykket i Alfa)