Náttúrufræðingurinn - 2003, Blaðsíða 71

Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
2. mynd. J.B.S. Haldane (1892-1964). Úr
bókinni The Origins of Life eftir C.
Ponnamperuma, 1992.
þess til að lífrænar sameindir hefðu
myndast, m.a. fyrir áhrif útfjólublás
ljóss, safnist fyrir í frumhöfunum og
rnyndað þar volga, þunna súpu
(Haldane 1929). Síðan hefur oft verið
vísað til þessarar súpu, frumsúp-
unnar, sem þess umhverfis þar sem
fyrstu lífverur gætu hafa myndast.
3. mynd. Stanley Miller (f. 1930). Mynd
frá árinu 1953 úr bókinni Sparks of Life
eftir C. Wills og J. Bada, 2001.
Það var svo árið 1953 að Banda-
ríkjamaðurinn Stanley Miller (3.
mynd) birti niðurstöður tilrauna
sem hann hafði gert til að kanna
Wo Ifrarn- rafskau t
I I I I I 1 I 1 I 1 I
10 sm
4. mynd. Útbúnaður sem Stanley Miller
notaði í fyrstu tilraunum sínum til pess
að nýmynda amínósýrur og aðrar lífræn-
ar sameindir við aðstæður sem líkja áttu
eftir skilyrðum á frumjörð. Útbúnaðurinn
var úr gleri nema rafskautin (eftir Miller
1953).
myndun lífrænna sameinda við
mjög afoxandi skilyrði. Miller
hleypti rafstraumi í gegnum blöndu
af vetni (H2), ammoníaki (NH4), met-
ani (CH4) og vatnsgufu (H20).
Blandan var síðan leidd ofan í vatn
þar sem söfnuðust fyrir þau lífræn
efni sem myndast höfðu við neistana
(4. mynd). Við efnagreiningu kom í
ljós að meðal þeirra efna sem mynd-
uðust voru ýmsar af þeim amínósýr-
um sem koma fyrir sem byggingar-
efni prótína (Miller 1953). Síðar
hefur verið sýnt fram á að fleiri mik-
ilvægar lífrænar sameindir geta
myndast við sambærileg skilyrði,
t.d. púrín-niturbasar, sem eru bygg-
ingarefni kjarnsýra, og vissar sykrur.
Ýmsar aðrar lífsnauðsynlegar smá-
sameindir korna þó ekki frarn.
Hafi andrúmsloft frumjarðar ver-
ið svo afoxandi gætu eldingar eða
útfjólublá geisluxr hafa gegnt svip-
uðu hlutverki við framleiðslu líf-
rænna sameinda og neistarnir í til-
raun Millers. En lífrænar sameindir
gætu líka hafa borist til jarðar með
loftsteinum eða með halastjörnum.
Sýnt hefur verið fram á að í kolefnis-
ríkum loftsteinum eru amínósýrur,
meðal annars nokkrar sem koma
fyrir í prótínum (Miller og Lazcano
2002; Schopf 1999). Loks gætu líf-
rænar sameindir hafa myndast við
heita hveri í köldum sjó eins og síðar
verður vikið að.
En var andrúmsloft frumjarðar
svo afoxandi? Nú hallast margir að
því að svo hafi ekki verið. Þeir telja
frekar að það hafi að mestum hluta
til verið blanda af koltvísýringi
(C02), nitri (N2) og vatnsgufu (Lahav
1999). í slíku andrúmslofti er þess
ekki að vænta að mikið myndist af
lífrænum smásameindum eða að
þær safnist fyrir. Sumir vísindamenn
eru þó enn á þeirri skoðun að and-
rúmsloftið hafi í upphafi verið býsna
afoxandi og hafi getað verið það
þegar líf kviknaði (Zubay 2000). Þeir
telja þá víst að líf jarðar eigi sér 3.500
milljón ár að baki og ef til vill nokk-
ur hundruð milljónir ára til viðbótar.
Frumkvöðullinn Stanley Miller, sem
enn tekur þátt í umræðunni um
uppruna lífs, leggur áherslu á að
óvissa ríki urn samsetningu frum-
andrúmsloftsins. Hann virðist þó
gera ráð fyrir uppsöfnun lífrænna
sameinda á frumjörð (Miller og
Lazcano 2002).
Viðurkenna verður að mikil
óvissa ríkir enn um það hve mikið af
lífrænum sameindum hefur rnynd-
ast á frumjörð eða borist þangað og
hve mikið hefur getað safnast fyrir,
t.d. í höfunum. Eins og fram kemur
hér á eftir er uppsöfnun lífrænna
sameinda forsenda sumra kenninga
um uppruna lífs en a.m.k. ein at-
hyglisverð kenning kærir sig koll-
ótta um slíka uppsöfnun.
KENNLNGAR UM UPP-
RUNA LÍFS
Settar hafa verið fram ýmsar kenn-
ingar urn uppruna lífs á jörðinni og
er ekki kostur á að geta þeirra allra
hér. Gróflega má skipta þessum
kenningum í tvo meginflokka. I
þeirn fyrri eru kenningar þar sem
gert er ráð fyrir að tilkoma eftir-
myndunarsameinda, forvera erfða-
147