Oppstod livet på landjorden, ikke i havet?

Det første cellelivet på Jorden oppstod sannsynligvis i et vulkansk gjørmehull, tilsvarende Darwins teori om en "varm, liten dam", forteller en ny undersøkelse.

20. februar 2012 av Dave Mosher, National Geographic News

Det første cellelivet på Jorden oppstod sannsynligvis i en pytt av varm, slimete gjørme med tilførsel av vulkansk oppvarmet damp, ikke i urtidshavet, sier forskere.

Teorien baserer seg på den nyeste celle- og geologiforskningen, og tilsvarer den berømte naturhistorikeren Charles Darwins hypotese om at livet kunne ha oppstått i en "varm, liten dam", som var rik på næringsstoffer.

Til tross for disse tidlige funderingene hos Darwin har teorier om havet som fødested for livet vært populære de siste årene fordi oseanografer hele tiden finner nye oaser av liv som trives på havbunnen.

I disse dypvannsøkosystemene ernærer enkle, men hardføre bakterier seg på giftige mineraler som slynges opp fra varme vulkanske hull, forhold som mange eksperter mener kunne ligne arnestedet for de første cellene.

I den nye undersøkelsen peker forskere imidlertid på at den væsken som alle celler kjemper for å holde på innsiden av de tynne celleveggene sine, ikke kunne være mer forskjellig fra vannet i urhavene.

I stedet oppdaget forskerne at denne cellevæsken minner mye om fortettet damp, lik den man finner i vulkanske gjørmepytter på landjorden.

Denne typen landbaserte miljøer har mer kalium enn natrium, slik det er i alle levende celler. Marine miljøer, derimot, har mer enn nok natrium.

"Hvis celler skal syntetisere proteiner, de molekylære motorene sine, trenger de store mengder kalium. Natrium blokkerer for disse aktivitetene", sier en av forfatterne av undersøkelsen, Armen Mulkidjanian, som er biofysiker ved universitetet i Osnabrück.

"Livet kan ikke eksistere uten å syntetisere proteiner, og derfor må kaliumnivået være høyt."

Tidlige celler manglet maskineri

I dag er celler avhengige av komplekse proteiner til å pumpe ut overflødig natrium via cellemembranene, slik at cellene kan fungere ordentlig.

De første cellene hadde imidlertid ikke noe slikt maskineri til rådighet, bare rudimentære cellemembraner og de næringsstoffene de var heldige nok å få tak i.

Som en følge av dette var de første cellene ekstremt gjennomtrengelige og fullstendig prisgitt omgivelsene. Derfor måtte forholdet mellom kalium og natrium være større enn én til én, og i kaliumets favør.

Men i vannet i urhavene så vel som i moderne sjøvann er det 40 ganger så mye natrium som kalium.

Med dette problemet i tankene sikret Armen Mulkidjanian og kollegaene seg ekspertise fra geologer for å forstå hvor livet ellers kunne ha oppstått for mellom 4,3 og 3,8 milliarder år siden.

Forskerne innså at geotermiske sletter på landjorden kunne oppfylle betingelsene, særlig gjørmehullene som finnes på steder som Yellowstone nasjonalpark i USA.

"Gjørmehull er steder der damp kommer ut av jorden og kondenserer og fører med seg store mengder mineraler, deriblant kalium", forklarer Armen Mulkidjanian. "Det ligner slim som kommer ut av bakken, og dette ville være fine utklekkingssteder for de første cellene."

Vitenskapsfolk har lenge ignorert gjørmehull som mulige sidestykker til urtidens slam, fordi nåtidens utgaver bobler av svovelsyre, et livsfarlig kjemisk stoff som dannes når hydrogensulfid møter oksygen i atmosfæren.

"Folk ble skremt vekk av de syreholdige forholdene, men Jorden hadde tidligere svært lite oksygen i atmosfæren", sier Armen Mulkidjanian.

"Disse oksygenfattige miljøene var stabile i millioner av år og la trolig grunnlaget for det første livet på Jorden."

Den nye undersøkelsen, som argumenterer for at livet oppstod på landjorden, ble offentliggjort på Internett i dag av Proceedings of the National Academy of Sciences.

Kanskje du er interessert i ...

Les også