Náttúrufræðingurinn - 2003, Page 70

Náttúrufræðingurinn
lífverum er adenósínþrífosfat (ATP)
notað sem orkumiðill. Þessi eins-
leitni efnaskiptanna er í flestra aug-
um sterk vísbending um að þau hafi
í meginatriðum varðveist í sinni
upprunalegu mynd allt frá árdögum
lífsins.
Allar frumur eru umluktar himnu
sem gerð er úr tvöföldu lagi fitusam-
einda og prótínum, sem mörg gegna
því hlutverki að flytja smásameindir
inn í frumuna og út úr henni. I frum-
um heilkjörnunga eru líka innri
himnukerfi. Himnur lífvera verða
ekki til sjálfkrafa eða upp á nýtt
heldur vaxa þær ætíð af himnum
sem fyrir eru. Ekki er hægt að hugsa
sér frumulíf án umlykjandi himnu
og himnan sem umlukti hina fyrstu
frumu eða frumuvísi hefur að öllum
líkindum verið gerð úr tvöföldu lagi
fitusameinda líkt og í nútímafrum-
um.
Greint er á milli tveggja talsvert
ólíkra frumugerða, heilkjarna- og
dreifkjarnafrumna. Heilkjarnafrum-
ur hafa frumukjama sem er umluk-
inn kjarnahimnu og geymir erfða-
efni fmmunnar. Utan kjarnans er
umfrymið þar sem mikið af efna-
skiptum frumunnar fer fram og þar
eru prótín smíðuð eftir forskrift
RNA-afrita af genum kjarnans. I
dreifkjarnafrumum, þ.e. raunbakter-
íum og fornbakteríum, eru hins veg-
ar engin skil milli erfðaefnis og um-
frymis. I umfrymi heilkjarnafmmna
em frumulíffæri sem óþekkt em í
dreifkjörnungum. Næstum því allir
heilkjörnungar hafa hvatbera, sem
em miðstöðvar öndunar, og plöntu-
fmmur hafa grænukorn að auki.
Bæði þessi frumulíffæri hafa litlar
DNA-sameindir enda er talið að þau
séu bakteríur að uppmna.
Engar frumstæðar lífverur eru
þekktar á jörðinni sem gætu verið
millistig á milli þess skipulags sem
hér er lýst og hinnar fyrstu fmmu.
Hins vegar má, eins og áður var
drepið á, telja líklegt að frumur
vorra tíma beri enn ýmis merki
frumgerðarinnar. Því er líka mikil-
vægt að rýna af gaumgæfni í skipu-
lag lífsins eins og við þekkjum það.
Sum fyrstu sporin í átt til lífs kunna
þó að vera afmáð með öllu.
Tilkoma hinnar fyrstu eiginlegu
fmmu hlýtur að hafa átt sér langan
aðdraganda. Ef við gætum rakið þá
myndunarsögu skref fýrir skref gæti
eflaust verið álitamál á hvaða stigi
réttmætt væri að tala um eiginlegt
líf. I þessari grein em skilin sett við
fmmuna sjálfa, fmmu sem er um-
lukin himnu, hefur erfðaefni og
efnaskipti og skiptir sér með reglu-
bundnum hætti. Alla hugsanlega
forvera slíkrar fmmu kalla ég lífvísa
eða fmmuvísa.
Aldur lífs á jörðu
Talið er að jörðin sé um 4.600 milljón
ára gömul en að 600-800 milljónir
ára hafi liðið þangað til hún varð
byggileg fyrir lífvemr. I bergi frá
Warrawoona í Ástralíu, sem er um
3.550 milljón ára gamalt, telja banda-
ríski vísindamaðurinn William
Schopf og samstarfsmenn hans sig
hafa fundið nokkuð ömgg merki um
líf. I berginu má sjá steingerð form
sem líkjast mjög örverum vorra
tíma, t.d. keðjum blágrænna bakter-
ía (Schopf 1993, Schopf 1999). Einnig
er C13/C12-hlutfall kolefnis eins og
við er búist ef um leifar af lífverum
væri að ræða. í um 3.800 milljón ára
gömlum jarðmyndunum frá Isua á
Grænlandi er hlutfall kolefnissam-
sætna skekkt á svipaðan hátt, en
bergið er mjög ummyndað og ekkert
sem líkist örverum er sjáanlegt
(Mojzsis o.fl. 1996). Með hliðsjón af
þessum athugunum hafa sérfræð-
ingar á síðari ámm verið nokkuð ör-
uggir um að lífið á jörðinni sé a.m.k.
3.500 milljón ára gamalt (Nisbet og
Sleep 2001).
Nýlega birtist hins vegar grein
þar sem þessar athuganir og álykt-
anir em dregnar mjög í efa (Braiser
o.fl. 2002). Höfundar greinarinnar
telja myndir af steingerðum bakter-
íum úr Warrawoona-jarðlögunum
langt frá því að vera sannfærandi og
að skekkt hlutfall kolefnissamsætna
geti átt sér aðra skýringu en starf-
semi lífvera. Bíða verður frekari at-
hugana áður en endanlegur dómur
verður kveðinn upp um það hvort
þessar myndir em af lífvemm eður
ei. Óumdeildari leifar af lífverum
em nokkur hundmð milljón ámm
yngri. Lífrænar sameindir, fitusam-
eindir, sem að öllum líkindum vom
myndaðar af lífverum, hafa t.d.
fundist í 2.700 milljón ára gömlum
jarðlögum í Ástralíu (Brocks o.fl.
1999). En lífvemr gætu hafa verið til
mjög lengi án þess að skilja ótvíræð
merki eftir sig. Óvissa um aldur lífs-
ins á jörðinni gerir þeim erfitt fyrir
sem vilja skilgreina þær aðstæður
sem ríktu við kviknun hins fyrsta
lífs.
1. mynd. Alexander Oparin (1894-1980).
Úr bókinni Planets and Life eftir P.H.A.
Sneath 1970.
LÍFRÆNAR SAMEINDIR Á
FRUMJÖRÐ
Rússneski efnafræðingurinn Alex-
ander Oparin (1. mynd) skrifaði árið
1924 athyglisverða litla bók um upp-
mna lífs. Hann stakk þar upp á því
að andrúmsloft frumjarðar hafi ver-
ið súrefnissnautt og mjög afoxandi.
Lífrænar sameindir sem mynduðust
hefðu því getað safnast fyrir og orð-
ið efniviður hinna fyrstu lífvera. í ox-
andi andrúmslofti hefðu þær eyðst
(Oparin 1924). Árið 1929 birti enski
erfðafræðingurinn og lífefnafræð-
ingurinn J.B.S. Haldane (2. mynd)
grein þar sem svipuðum sjónarmið-
um er haldið fram. Haldane gat sér
146