Hvenær kviknaði líf á jörðinni og hvers vegna?

Svar

Leifar örvera hafa fundist með vissu í jarðlögum sem eru um 3100 milljón ára gömul og mjög sterkar líkur eru á því að þær megi líka greina í 3450 milljón ára gömlum jarðlögum. Þessi gömlu jarðlög eru í Ástralíu og Suður-Afríku. Menn hafa reyndar fundið enn eldri en ekki alveg örugg merki um líf í um 3800 milljón ára gömlum jarðlögum frá Isua á Grænlandi. Það má því segja að mjög sterkar líkur séu á því að líf hafi verið á jörðinni fyrir um 3500 milljónum ára en ef til vill hafi það verið komið til sögunnar nokkur hundruð milljón árum fyrr. Aldur jarðarinnar er talinn vera um 4500 milljónir ára.

Hvernig kviknaði lífið á jörðinni?

Þetta er enn mikil ráðgáta. Reyndar er hugsanlegt að líf jarðarinnar hafi ekki kviknað hér heldur hafi það borist til jarðarinnar utan úr geimnum. Til dæmis er hugsanlegt að það hafi borist hingað með loftsteinum frá reikistjörnunni Mars. Miklu ólíklegra er að það hafi borist frá öðru sólkerfi þótt ekki sé hægt að útiloka það með öllu. En það er sama hvort lífið hefur hafist á jörðinni eða annars staðar; -- það þarf að skýra hvernig það hefur fyrst myndast.

Í náttúrunni er ekki til neitt millistig milli lífs og dauðs efnis. Blanda þeirra lífrænu efnasambanda sem finnast í lífverum er steindauð. Lífverur, jafnvel smæstu bakteríur, eru mjög flóknar að byggingu. Allar lífverur hafa erfðaefni sem gert er úr kjarnsýrunni DNA. Erfðaefnið flytur á milli kynslóða boð um gerð prótína (próteina) en prótín (nánar tiltekið ensím) hvata flest þau efnahvörf sem fram fara í lifandi frumu. Jafnvel smæstu bakteríur þurfa á miklu erfðaefni og mörg hundruð ólíkum prótínum að halda. Líf þeirra er ekki einfalt!

Margir telja nú líklegt að lífið hafi kviknað við heita hveri í sjó eða í heitu umhverfi undir yfirborði jarðar. Þar hafa verið efni eins og vetnissúlfíð og járnsúlfíð og er hugsanlegt að efnahvörf þeirra hafi gefið næga orku til myndunar lífrænna sameinda af ýmsu tagi. Það er hins vegar mikil ráðgáta hvernig erfðaefni hefur fyrst myndast.

Fyrsta erfðaefnið hefur ef til vill verið kjarnsýran RNA sem er mjög lík DNA en er mun óstöðugri. RNA er enn erfðaefni vissra veira (en veirur teljast yfirleitt ekki til lífvera). Sýnt hefur verið fram á að RNA getur hvatað viss efnahvörf líkt og ensím. Það hefur því bæði getað gegnt hlutverki erfðaefnis og lífhvata, ef til vill með hjálp ósérhæfðra prótína. Þessar RNA-lífverur hljóta að hafa verið einfaldar í sniðum, en á næsta stigi hafa þróast aðferðir til þess að túlka erfðaboð þannig að gen erfðaefnisins ákvarði gerð sérhæfðra prótínsameinda, ensíma.

Loks hefur DNA tekið við af RNA sem erfðaefni. Þá var komið það skipulag lífsstarfseminnar sem einkennir lífverur enn þann dag í dag. Þessu marki hefur að öllum líkindum verið náð fyrir 3500 milljónum ára eða jafvel fyrr.

Það eru fyrstu skref lífmyndunar sem allra erfiðast er að skilja og þar er stór eyða í þekkingu okkar. Það er langt frá því augljóst að líf þróist úr "súpu" lífrænna efna jafnvel þótt þúsundir milljóna ára séu til stefnu. Við vitum því ekki hversu líklegt það er að líf myndist við aðstæður eins og voru á jörðinni í árdaga. Því síður getum við fullyrt neitt um líkur þess að líf líkt okkar lífi finnist annars staðar í alheimi.

Sjá einnig svör við öðrum spurningum um upphaf lífs eftir Guðmund Eggertsson: Hvers vegna er ekki hægt að búa til lífveru úr súpu lífrænna efna eins og talið er hafa gerst við upphaf lífsins? og Samrýmist það vísindalegri hugsun að lífverur, og þar á meðal hinn vitiborni maður, hafi þróast úr dauðum jarðefnum án þess að nokkur sköpunarmáttur hafi verið þar að verki?.