"Det är lätt att förlåta ett
barn som fruktar mörkret.
Den verkliga tragedin är
en vuxen som fruktar ljuset."
(Platon)

"Den som gifter sig med
tidsandan blir snabbt änka."
(Goethe)

"För att komma till flodens
källa måste man simma
mot strömmen."
(Stanislaw Jerzy Lec)

Från oorganiska till organiska ämnen

I början av 1800-talet tvistade forskarna om det överhuvudtaget var möjligt att ur oorganiska ämnen (t ex kol, natriumklorid, svavelsyra) framställa organiska sådana (kolhydrater, proteiner etc). Ingen hade dittills lyckats med något sådant. Vissa kemister menade att organiska föreningar innehöll någon slags "livssubstans" av icke-fysikalisk natur, en teori som brukade kallas vitalism. Tvisten avgjordes en gång för alla när den tyske kemisten Friedrich Wöhler år 1828 lyckades framställa urinämne utifrån oorganiska föreningar.

Millers apparat för simulering av de atmosfäriska förhållanden som enligt Oparin rådde på Jorden då livet uppstod.

I sann gradualistisk anda började nu vissa forskare spekulera över om kanske rent av livet självt kunnat uppstå spontant ur oorganiska föreningar. Tiden var inte mogen för några mer detaljerade teorier, eftersom man visste alldeles för lite om hur en cell var uppbyggd. Så småningom upptäckte man proteinerna och deras avgörande betydelse för livet och att dessa i sin tur var uppbyggda av aminosyror. Aminosyrorna utgjorde så att säga livets byggstenar. 1936 publicerade den ryske forskaren Alexander Ivanovich Oparin en bok med titeln The Origins of Life. I denna beskrev han de atmosfäriska förhållanden som han antog hade rått på Jorden under den period då livet uppstod. Modellen byggde inte på några observationer, utan var en helt hypotetisk modell, som utgick från de förhållanden som Oparin trodde var nödvändiga för livets uppkomst.

Nästan tjugo år senare, 1953, utförde amerikanen Stanley Miller, numera verksam vid University of California, sitt sedermera så berömda försök. Han utgick då från Oparins prebiotiska (före livet) atmosfärmodell och konstruerade försöksapparaturen ovan. Enligt Oparins hypotes så bestod atmosfären under den period, då man antog att livet uppstod, av vattenånga, metan, vätgas och ammoniak. I hypotesen ingick också antagandet att häftiga åskväder förekommit under detta skede av Jordens historia. Försöksapparaturen fylldes med en blandning av ovanstående gaser. Vattenångan åstadkoms genom att koka vatten och åskvädren simulerades av elektriska urladdningar mellan ett par elektroder. Efter kylning samlades reaktionsprodukterna upp i en fälla. Vid analys av innehållet i denna, visade det sig att det bl a hade bildats fyra av de 20 aminosyror som utgör byggstenar för proteiner. Försöket har upprepats många gånger sedan dess med varierande gasblandningar. När man i läroböcker läser att man därvid har lyckats få fram nästan alla de 20 aminosyror som bygger upp livet och dessutom vissa av de kvävebaser som ingår i DNA- och RNA-molekylerna, är det lätt att bli imponerad. Verkligheten är dock något mindre glamorös. Det visar sig nämligen att endast ett litet antal av dessa ämnen har bildats direkt i apparaturen. De flesta aminosyrorna och kvävebaserna har man erhållit genom att i efterhand syntetisera dem från de ganska små organiska molekyler som bildats under själva försöken.

Det finns åtskilliga problem med Millers experiment. För det första så är man inte alls säker på att den prebiotiska atmosfären verkligen var sammansatt såsom Oparin antog. Geokemiska undersökningar visar att metan och ammoniak förmodligen inte alls var speciellt rikligt förekommande i denna atmosfär, vilket gör den organiska syntesen (sammansättningen) mindre sannolik. Dessutom verkar forskarna idag överens om att atmosfären vid den här tiden hade så hög syrehalt, att komplexa, organiska molekyler skulle förstöras nästan omedelbart efter att de bildats. För det andra så har alla aminosyror som ingår i levande organismer en viss rumslig struktur, man säger att de är vänstervridna (detta innebär att polariserat ljus som passerar en sådan molekyl vrids åt vänster). De aminosyror som producerats vid Millers och andra liknande försök, har emellertid visat sig vara vänstervridna till 50 procent och högervridna till 50 procent. Sannolikheten att få enbart vänstervridna aminosyror om man på måfå plockar 10 stycken ur Millers blandning är 1/2¹⁰ eller ungefär 1/1000. Betänker man att ett protein innehåller hundratals vänstervridna aminosyror, inser man att sannolikheten för att en sådan molekyl skall bildas slumpmässigt måste vara oerhört liten. Att alla aminosyror som bildades skulle ha varit vänstervridna verkar inte rimligt. I varje fall har vi ingen förklaring till varför så skulle vara fallet (i nästa avsnitt diskuteras några ytterligare problem med Millers-Oparins scenario).

Rent logiskt kan man säga att Stanley Millers försök utgör ett cirkelresonemang (så länge som man inte kunnat bevisa att förhållandena på den unga jorden var exakt de som Miller efterliknade i sitt försök). Han bevisar utifrån Oparins antagande om den tidiga jordatmosfären, att givet dessa förhållanden, så kan vissa aminosyror uppstå spontant. Det handlar således om implikation, dvs om Oparins antagande är sant, så kan följden bli att ett fåtal aminosyror uppstår. Men orsaken till att Oparin antog just den atmosfärsammansättning som han gjorde, var ett han visste svaret. För att det kol-kväve baserade liv, som vi kan observera, skall kunna uppstå, måste atmosfären innehålla de nödvändiga ämnena. Med andra ord, för att den typ av liv som finns på jorden skall kunna uppkomma, måste förutsättningarna vara de rätta (vilket knappast kan karakteriseras som någon djupare insikt). Problemet är att ingen vet om dessa förutsättningar verkligen var uppfyllda. Millers försök säger således egentligen ingenting om livets uppkomst, utan ger bara visst stöd för att Oparins antagande implicerar uppkomsten av vissa aminosyror.

Dessutom får vi ju bara, som påpekats tidigare, ett fåtal av de i livet ingående aminosyrorna. Hur de övriga bildats, och varför endast vänstervridna aminosyror ingår i livets molekyler, är fortfarande en gåta.

Den för Miller allra mest förödande kritiken är dock att övergången från ett fåtal av de för livet nödvändiga aminosyrorna till ett enkelt levande system -- med stabilitet, energiomsättning, minnesfunktion och förmåga att föröka sig -- framstår som i det närmaste helt omöjlig. Åtminstone om slumpen varit den enda drivande kraften, vilket är precis vad majoriteten av de som sysslar med livets uppkomst, menar.

Resultatet av Millers försök är inte lika intressant idag. Radioastronomiska observationer har t ex visat att aminosyror är en relativt vanlig beståndsdel av det interstellära stoftet som finns ute i rymden. Att aminosyror kan bildas utav oorganiska ämnen genom spontana kemiska reaktioner, är således inte speciellt uppseendeväckande.

Miller själv tycks numera inte fästa så stor vikt vid sitt försök. Han säger t ex i Scientific American (februari 1991, sid 117) i en artikel av John Horgan, med titeln "In the Beginning...":

Problemet med livets ursprung har visat sig vara mycket mer komplicerat än vad jag och de flesta amdra kunde föreställa oss.

Tillbaka till Livets uppkomst
Tillbaka till Litteraturförteckningen

Du kan läsa mer om livets uppkomst i:
Från organiska ämnen till liv