Tilbake til ursuppa

Det var engang for 4,6 milliarder år siden at Solsystemet oppsto. En av planetene var den menneskene kaller Jorda eller Tellus. Da var det flere planeter enn nå, og en av disse kolliderte med den unge Jorda da 100 millioner år var passert. Av dette kjempesmellet oppsto Månen, vår trofaste følgesvenn, som ga vår klode en rotasjon som gjør at døgnet i dag har 24 timer og dessuten stabiliserer den skrå aksen. Derfor har vi årstider og tidevann. Ikke uvesentlig for livets opprinnelse. Vi kan godt si at det var etter denne kollisjonen vår jordiske tid begynner. Jorda smeltet trolig ned til 1000 kilometers dybde på grunn av varmen fra kollisjonen. Hele overflata var dekket av rødglødende og kokende lava.

Tenk dere å besøke Jorda for fire milliarder år siden. Da måtte dere ha solid romdrakt! En ting var varmen - sjøl om jordskorpa da hadde rukket å størkne - og det voldsomme bombardementet fra meteoritter av alle størrelser, noe helt annet var atmosfæren. Det fantes ikke oksygen, det kom først etter at fotosyntesen med vann som elektrondonor ble "oppfunnet" for ca 2,7 milliarder år siden - med andre ord noe vi ennå måtte vente på i rundt 1,3 milliarder år. Mesteparten av atmosfæren besto av nitrogen, som nå, og i tillegg kom karbondioksid og vanndamp samt små mengder karbonmonoksid, hydrogen, metan, ammoniakk og noen edelgasser. Mye av disse gassene strømmet ut fra alle vulkanene og de varme kildene som dekket overflata av den unge Jorda. Har dere besøkt de mest vulkanske områdene på Island, får dere en vag idé om landskapet. Månen var dessuten mye nærmere og ville sett 15 ganger større ut enn den gjør i dag. Litt av et syn! Men noe tegn til liv var det ikke... Eller kanskje...?

Siden lufta ikke inneholdt oksygen, var den reduserende. Derfor kunne det skje helt andre kjemiske reaksjoner enn hva som skjer nå. Dessuten danner jo oksygen ozonlaget i stratosfæren. Ozonlaget absorberer effektivt de skadelige ultrafiolette strålene fra Sola. Dette laget manglet da, og derfor fikk de ultrafiolette strålene fri adgang. Og mens ultrafiolette stråler er skadelige for livet i dag, så var de nødvendige for livets begynnelse. Både disse samt elektriske utladninger (lyn), vulkanske prosesser og meteorittnedslag satte i gang en mengde kjemiske reaksjoner i den unge atmosfæren og på den unge jordoverflata. Interessante reaksjoner!
Vi vet ikke hvilke kjemiske prosesser som ble satt i gang. Det fins flere ulike hypoteser, og de som kommer her gjør ikke og vil aldri kunne gjøre krav på å være de riktige:

Ammoniakk og metan kan reagere til blåsyre og hydrogen. Eller, alternativt, nitrogen, karbondioksid og hydrogen kan reagere til blåsyre og vann. (Den siste reaksjonen går saktere, men er trolig den mest sannsynlige.) Seks molekyler blåsyre kan slå seg sammen til ett molekyl adenin. Adenin er som dere vet en av basene i DNA og RNA samt en viktig komponent i energiformidleren ATP og en mengde andre stoffer. Vegen fra de enkleste forbindelser til en av livets viktigste kjemiske byggesteiner lå bare et par "tastetrykk" unna!
Karbondioksid og hydrogen kan reagere til formaldehyd og vann. Fem molekyler formaldehyd kan slå seg sammen til sukkeret ribose, seks molekyler til glukose - druesukker. Disse viktige stoffene lå også bare et par tastetrykk unna.

Og disse fæle stoffene, blåsyre og formaldehyd, som ville få en hver HMS-ansvarlig person til å stenge labben umiddelbart, var sannsynligvis essesielle for å få i gang livet!

Metanmolekyler kan reagere med hverandre til mer eller mindre lange kjeder: etan, propan, butan, pentan osv. osv. Slik ble det dannet oljeaktige stoffer. Og hvis metan eller noen av de mer langkjedete molekylene innkorporerte et molekyl karbondioksid, ja, da fikk vi ei fettsyre. Og hvis fettsyra reagerte med ammoniakk, fikk vi ei aminosyre. Fettsyrene er en viktig del av fettstoffene, aminosyrene bygger opp proteinene.
Alle disse nye stoffene er flytende eller faste og landet på bakken der de løste seg i vann, eller fløt oppå vann. Vi fikk ei suppe som kunne minne om ei blanding av karamell og buljong med tjære- og oljedråper. I berggrunnen eller i alle meteorittene var det fosforsyre som kunne reagere med fettstoffene til fosfolipider eller med adenin og ribose til for eksempel ATP. Ursuppa ble dannet. Denne hypotesen ble lansert av russeren Aleksandr Oparin i 1924 og engelskmannen J.B.S. Haldane i 1929 uavhengig av hverandre. Det var Haldane som først brukte det megetsigende ordet ursuppa.

Fra laboratoriet vet vi at dette faktisk kan skje. I 1953 gjorde to biokjemikere, Stanley L. Miller og Harold C. Urey, et berømt eksperiment hvor de lot elektriske utladninger knitre i en gass som besto av hydrogen, vanndamp, metan, ammoniakk og karbondioksid. Gassen sirkulerte i et lukket rørsystem hvor det var en kolbe med varmt vann som de kunne ta prøver av. Etter å ha kjørt eksperimentet bare ei uke fant de akkurat de stoffene som burde være i ursuppa, for eksempel enkle sukker, adenin, aminosyrer - hvorav flere av dem som inngår i naturlige proteiner - fettsyrer og fettstoffer. Oparin og Haldanes hypotese om livets opprinnelse, eller skal vi heller si ursuppa, kunne bekreftes eksperimentelt.
Men ursuppa var ikke levende, like så lite som vi kan få liv i en blanding av karamell, buljong, tjære og olje. Hva vil det si å leve? Hva skiller de levende riker fra mineralriket? - Ja, det blir tema for neste blogg.