Månedlige arkiver: oktober 2013

Hvordan ble det egentlig liv på jorden

 

 

Jorden er unik i solsystemet vårt. Det er den eneste planeten som har liv. Iallfall som vi kjenner til. Det spekuleres på om det har vært liv på Mars. Også på noen av jupiter- og saturnmånene er det noen som mener at det kan finnes en form for liv.

Jorden er den eneste planeten vi med sikkerhet vet inneholder liv. Og den yrer av liv. Smått og stort, krypende og gående, svømmende og fastsittende. Det fyller hele jordens overflate, fra langt under overflaten og til høyt opp i atmosfæren. Om du knekker en stein i to, så kan det finnes en bakterie eller en annen form for liv der. Eller du finner rester av liv – fossiler. Vi kaller det biosfæren, det kuleskallet der liv finnes. Det er et 19 kilometer tykt og det dekker jo selvfølgelig hele jordens overflate. Nå er vel ytterkantene på biosfæren, dypest nede og høyest oppe, heller tynt befolket. Det meste av livet finnes innenfor et lag på bare 3 kilometer.

Noen mener at livet ble plantet på jorden. Livet finnes overalt i universet og det skal spre seg overalt ved at det, i form av veldig hardføre sporer innkapsles i meteoritter eller kometer og smitter liv til de planetene de eventuelt treffer. Denne teorien sier ingenting om hvor og når eller hvordan livet har oppstått. Den sier bare at det sprer seg i verdensrommet. Det har også vært funnet noe som kan ligne spor av liv i meteoritter, men disse funnene og tolkningen av dem er kontroversielle.
Andre mener at livet er aldeles hjemmelaget. At det har oppstått her på jorden for omtrent 3,4 milliarder år siden, omtrent en milliard etter at jorden ble dannet. Akkurat hvordan livet oppsto fins det flere teorier om. Noen mener de oppsto i havet, noen mener det skjedde i halvsmeltet is eller i vann som vekselvis frøs og tinte. Andre mener at livets vugge stod i en skitten sølepytt. På 1950-tallet gjorde kjemikerne Stanley Miller og Harold Urey et berømt eksperiment. De simulerte et vulkanutbrudd på en primitiv jord.

Miller – Urey eksperimentet

De laget et oppsett med flere sammenkoblede glasskolber. Inni dem fantes det vann med samme sammensetning som urhavet, og en atmosfære som også var ment å ligne den primitive atmosfæren. Så varmet de vannet for  få fordampning og kjølte det ned igjen for at det skulle fortettes (simulert regn). I en av kolbene var det plassert elektroder som det ble sendt elektriske utladninger gjennom.  Etter en stund dannet det seg aminosyrer. Aminosyrer er byggesteiner for proteiner, som er det stoffet live består av. Senere er det blitt foretatt andre, lignende eksperimenter med varierende kjemiske sammensetninger og med UV stråling og radioaktiv stråling som energikilde. De testet egentlig ut en russisk teori om at i en reduserende atmosfære ville det dannes komplekse molekyler når energi ble tilført. Men fra aminosyrer til levende organismer er det ennå en lang vei som ennå ikke er kartlagt.

Det er en rekke teorier som gjelder. Noen tar utgangspunkt i vindpisket skum på en strandkant, andre baserer seg på flåter av pimpstein, proteiner som gror på overflaten på en krystall, proteiner som gror langt nedi jorden eller langs en iskant.

Den første, primitive cellen kunne ikke puste oksygen eller hente næring fra sollys. Den måtte hente energi fra kjemiske substanser. Etterhvert lærte bakteriene seg fotosyntese. Interessant i denne sammenhengen er cyanobakteriene, ofte kalt blågrønnalger til tross for at de er mest i slekt med bakteriene.  Cyanobakteriene er primitive bakterier, svært gamle, helt fra livets spede begynnelse. Som alle bakterier har de ikke cellekjerne, og de har heller ikke kloroblaster slik som plantene har. Istedet foregår fotosyntesen i folder på innsiden av celleveggen. Disse må ha vært i et enormt antall, for de endret jorden. De produserte oksygen som et biprodukt av fotosyntesen og det endret jordens atmosfære og ga grunnlag for utvikling av andre livsformer.

Panspermi-teorien har endel svakheter. For at en metoritt skal inneholde liv, så må den komme fra en planet som har liv. Men en begivenhet som har potensiale å slå løs biter som har energi til å rive seg løs fra planetens (og solsystemets) tyngdekraft, må nødvendigvis være så dramatisk at den i seg selv vil ta livet av de aller fleste organismer. Men det kan selvfølgelig tenkes at i kjernen på et stort stykke finnes noen sporer som overlever. Disse må tåle verdensrommets ekstreme kulde, kanskje ekstrem oppvarming, stråling og selvfølgelig vakuum i tusener, kanskje milliarder av år. Så, når meteoritten endelig treffer en passende planet, så må de tåle oppvarmingen fra nedstigningen i atmosfæren, deretter må de tåle det traumaet som selve nedslaget representerer. Hvis det så likevel skulle hende at disse sporene overlever alt de har gått gjennom, så blir de nå utsatt for ekstreme omgivelser. Hvis de kommer fra en planet der livet har utviklet seg, så kommer de nå til et miljø der vannet er etsende, luften er giftig og inneholder ikke oksygen, det er kanskje ekstrem UV-stråling og det kan være radioaktiv stråling eller partikkelstråling fra stjernen planeten kretser rundt. Kort sagt, den kommer til et miljø den ikke er tilpasset.  Et annet problem, om enn av mer filosofisk karakter, er at denne teorien begrenser dannelsen av liv til en enkelt eller iallfall til et fåtall ganger. Den sier, implisitt, at dannelsen av liv er en tilfeldighet, et engangstilfelle.

Da er det mer tilfredsstillende å tenke at det nærmest er en naturlov at når forholdene ligger til rette for det, så dannes det liv. For det er egentlig ikke prinsipiell forskjell på liv og andre kjemiske prosesser. Forskjellen ligger kun i kompleksitet. For livet er ganske sammensatt, både for de primitive og de mer utviklede organismene. Noen mener at tidsaspektet ved denne teorien er et problem, det at livet ble dannet så forholdsvis raskt etterat jorden selv ble dannet, mens den videre utviklingen har gått saktere.