Livets opprinnelse

10.01.2014 18:27

Bakgrunn for å ta med dette emnet

(fra kap 5 i 'Darwin 200 år-en festbrems av Peder A. Tyvand)

Darwin erkjente at hans lære hadde lite eller ingenting å si om livets opprinnelse her på jorda. Flere av hans etterfølgere var ikke like bevisste på hvor lite de visste som Darwin. Darwins etterfølger, Ernst Haeckel (1834-1919) var tidlig på banen med storslått synsing om livets utvikling. Han mente å forstå hele menneskets historie fra primitivt encellet liv. Norske lærebokforfattere som Giske og Schrödingers kattJakobsen er kanskje mer Haeckelske enn (falskneren) Haeckel selv. Giske har uttalt at det ikke er mangel på gode teorier om livets opprinnelse. I kortform går det på: i) Informasjonen først: genetisk informasjon kom først-den laget deretter en 'nesten-celle'. ii) Livet først: de spede livsformene kom først-deretter laget de sin egen genetiske informasjon. Men enten er dette: i) genetikk uten biokjemi eller: ii) biokjemi uten genetikk. Livet forutsetter begge deler. Når lærebokforfatterne holder fast på begge disse innbyrdes motstridende teori-typene som sanne, oppnår de bare å lage et problem á la Schrødingers katt

Cellens kompleksitet

(fra kap 7 i 'Guds bøddel' av John C. Lennox)

celle-arbeiderVi skal først innom cellens enorme kompleksitet i alminnelighet, før vi betrakter kompleksiteten i DNA spesielt. Kløften mellom liv og ikke-liv er etter mange biologers mening 'den mest dramatiske og diskontinuerlige av alle diskontinuiteter i naturen'. Selv den minste bakteriecelle, som veier ca 1 billiontedels gram, inneholder en veritabel fabrikk på nanonivå (10 opphøyd i -9 m). Den inneholder ikke mindre enn tusenvis av eksempler på eksklusivt designet 'høyteknologisk' molekylært 'isenkram'. Dette maskineriet er bygd opp av over 100 milliarder atomer. Det er altså langt mer komplisert enn noe noen maskin som noe menneske noensinne har bygd, og er helt klart uten sidestykke i den ikke-levende verden.


DNAI følge biologen M. Denton synes det være veldig lite som tyder på en evolusjon blant celler. 'Molekylærbiologien har vist at det grunnleggende designet av cellen stort sett er det samme, fra bakterier til pattedyr. I alle organismer spiller DNA, mRNA og proteinene den samme rolle. Den genetiske kodes betydning eller rolle, er også stort sett identisk i alle celler. Til og med Nobelprisvinner Jaques Monod, som siteres av Denton innrømmer: 'Vi har ikke den fjerneste anelse om hvordan en primitiv celle skulle være oppbygd (1972).. ikke den minste rest av virkelig primitive strukturer lar seg påvise'. En har omtrent samme form for stillstand som vi før har omtalt i fossilhistorien.
'Vi har alltid undervurdert cellene', sier Bruce Alberts formann for The National Academy of Scienses i USA. 'Cellen i sin alminnelighet kan sees som en fabrikk som inneholder et omfattende nettverk av innbyrdes avhengige samlebånd, som alle består av ett sett omfangsrike 'protein-maskiner'. Proteinsammensetningen inneholder nemlig bevegelige deler på et meget høyt koordineringsnivå, på lik linje med menneskelagde maskiner. (Voyage inside the cell).


celle-membranI en cellemembran er det ca 100 millioner proteiner, som igjen finnes i over 20.000 ulike slag. De er så små at et par hundre kan få plass i prikken over i-en. Cellen er alltid full av aktivitet med sine mange miniatyrsamlebånd i mikroformat, som produserer uendelige mengder av proteinmaskiner til næring etc. Det har vært en strid nylig angående bakterie-flagellen, som ble hevdet å være irreduserbar, men hvor en har funnet en 'enklere' versjon i annet liv. Nå er det strengt tatt ikke et ledd i noen utvikling, om det er en mellomform. Noe forsøk på å vise noen form for utvikling her, er det ikke engang blitt gjort forsøk på.


bakterie-flagellDarwin var på det rene med at: 'om det kunne påpekes et eneste komplekst organ som ikke kunne blitt til med små trinnvise , tilfeldige, forandringer, så ville hele hans teori fullstendig bryte sammen.' Michael Behe hevder, som svar på Darwins utfordring, at det eksisterer mange komplekse molekylære maskiner, som synes irreduserbare. Det er vanskelig å bevise, særlig når ingen har forsket på hvordan komplekse strukturer er blitt til. Det er ikke utgitt spor av dokumentasjon om darwinistisk molekylærevolusjon.


James Shapiro, biokjemiker ved University of Chicago, innrømmer at det ikke finnes noen dealjert darwinistisk redegjørelse for utvikling av grunnleggende biokjemiske og cellulære systemer. Vi står alene med 'en bred vifte av ønsketenkning'. Til og med bakt-flagell-movingCavalier Smith, som var ytterst kritisk til Behes 'irreduserbar kompleksitets teori', innrømmer at Behe har et poeng når han hevder at det ikke finnes noen detaljerte biokjemiske modeller. Behe på sin side hevder at hans konklusjoner er utledet av naturfaglige analyser, ikke av en tro eller et hellig skrift. Stephen Jay Gould innrømmer også at de 'fleste interessante fenomener i biologien' ikke kan forklares ved reduksjon. Han sier: vi har bruk for nye filosofier og modeller, og disse skal komme gjennom en gjenforening mellom humaniora og naturvitenskapene. Det er interessant at Gould kaller det nye filosofier, ikke bare vitenskapelige metoder..


To av de mest framtredende scenarier om livets opprinnelse har vært: 'replikasjon først' eller 'stoffskifte først'. Dawkins som er tilhenger av den første, fikk mye oppmerksomhet for sin bok 'The selfish gene': 'På et tidspunkt ble det dannet et særlig bemerkelsesverdig molekyl (ved en tilfeldighet): Replikatoren. Det hadde den særlige egenskap at det kunne kopiere seg selv. Nå viser det seg nok at Dawkins teori faller i samme kategori som det meste andre han formidler: 'fortellinger'. Det har 30 års forskning vist, etter at Dawkins bok ble utgitt.


Livets byggestein


Molekylære maskiner som bakterieflagellen (bilde), er laget av proteiner. De er igjen satt sammen av livets grunnleggende byggesteiner, aminosyrer. Tyve av dem opptrer i levende organismer. Et av de sentrale spørsmål i biologien er: 'hvordan er de oppstått'? Tidligere hadde en hypoteser om dette, som forutsatte en atmosfære nærmest fri for oksygen. Nyere undersøkelser viser at det er tegn på at det i tillegg til metan, ammoniakk og hydrogen, var 'betydelige mengder av fritt oksygen'. Da falt bunnen ut for noen teorier om livets selv-oppståelse.
aminosyrerAt aminosyrer ikke kan dannes i en atmosfære med oksygen, er også bekreftet eksperimentelt. Det som måtte ha vært av aminosyrer, ville bli nedbrutt igjen. Kort sagt var den den tidlige jords atmosfære ytterst fiendtlig for dannelse av aminosyrer.


Proteinets opprinnelse


protein i cellenProteiner er konstruert med lange tråder av uhyre spesialiserte og komplekse kjeder av molekyler, bygget av aminosyrer. Det avgjørende kjennetegn er at hver aminosyre skal være anbrakt på rett sted. De må være korrekt plassert, i likhet med instruksjonene i et data-program eller bokstavene i en tekst. Med 20 aminosyrer i levende organismer, er sannsynligheten 1:20 for å havne riktig på tilfeldig vis. Sannsynligheten for bare å få en kjede på 100 aminosyrer i rett rekkefølge er (1/20) opphøyd i 100 som tilsvarer 10 opphøyd i -130. (Et ett-tall på plass 130 bak desimalkommaet.) Det gjelder kun ett enkelt protein.
Livet som vi kjenner det, krever hundretusener av proteiner. Vi har beregninger som indikerer at sjansen for at det skal oppstå tilfeldig er ca 10 opphøyd i -40.000. (Et ett-tall på plass 40.000 bak desimalkommaet).


Leslie Orgel, spesialist på livets opprinnelse, hevder at det er ytterst usannsynlig at livet skal oppstå tilfeldig. For det første kreves en avskjerming i forhold til 'ødeleggende miljø'. For det andre og viktigste så kreves en enorm spesifisitet. For bare å minne om liv, må aminosyrer være satt sammen på en helt spesiell måte. Om noe slikt skulle oppstått tilfeldig, måtte alle tilgjengelige ressurser være på samme sted til samme tid. I så fall noe av et mystisk sammentreff. Likevel er sannsynligheten helt illusorisk..

Hovedproblemet

Hovedproblemet gjelder hvordan så komplisert og spesifikk informasjon oppstår. Det å få bygget proteinene ut fra den komplekse rekkefølgen aminosyrene opptrer i. Aminosyrene danner språklignende dna-strukturstrukturer! Livet er genetisk dirigert eller organisert. Livet er programmert av den genetiske programvaren som ligger i DNA (og RNA). Ordenen i en levende celle stammer fra en intern kontrollfunksjon som holder orden på den informasjonsbaserte genetiske organisering vi finner i alt levende. Stephen R. Meyer sirkler inn problemet slik: Det er ikke hvordan orden oppstår som er problemet, men hvordan informasjon oppstår.

???Leslie Orgel, nevnt ovenfor, har oppsummert situasjonen som følger: Det finne flere tilforlatelige teorier om hvordan organisk materiale kan ha oppstått på den tidlige jord. Men ikke i noen tilfeller er de dokumentert overbevisende vitenskapelig. På tilsvarende vis kan en rekke alternative scenarier anføres som har med selvorganisering av en replikerende enhet fra prebiotisk organisk materiale. Men alle teorier som virker gode, er basert ikke bare på hypotetiske, men på direkte problematiske kjemiske synteser. Klaus Dose, en annen framtredende forsker på livets opprinnelse, konkluderer slik: Mer enn tredve års forsøk med livets opprinnelse innenfor kjemisk og molekylær evolusjon, har ført til en bedre erkjennelse av det enorme problemet livets opprinnelse utgjør.. det har ikke bidratt til dets løsning. På nåværende tidspunkt har alle diskusjoner om de viktigste teorier og eksperimenter på området enten endt i dødvann eller med en innrømmelse av at dette vet vi ikke det fjerneste om.

SannsynligheterSir Francis Crick, som ikke har mye sympati overfor mirakler, har likevel skrevet følgende: 'Livets opprinnelse synes nærmest være et under, så tallrike er de betingelser som skal være oppfylt, for å få det i gang. Stuart Kauffmann fra Santa Fe instituttet har konkludert på følgende vis: 'Enhver som forsøker å innbille deg at han eller hun vet hvordan livet er satt i gang her på jorda, for ca 3,45 milliarder år siden, er enten en narr eller en slyngel. Det er det ingen som vet det ringeste om. Det samme hevder Francis Collins: 'Men hvordan en replikerende organisme har oppstått fra først av, vet vi ingen ting om. Det er rimelig å si at vi på nåværende tid simpelthen ikke aner hvordan. Ingen av dagens hypoteser kommer en gang i nærheten av å gi en forklaring på hvordan det prebiotiske miljø, kun på 150 millioner år har gitt livet mulighet for å oppstå. Jeg har ikke sagt at det ikke er fremført rimelige hypoteser, men håpet om at de skulle stille med en statistisk sannsynlig forklaring på livets opphav og utvikling synes stadig fjernt.

Ordforklaringer:

peptider: kjeder av aminosyrer. laget i cellens ribosomer, hektet sammen av peptidbindinger

monomerer-referer ofte til organiske molekyler, som danner syntetiske polymer. Feks. brukes monomeren vinylklorid tl å danne polymeren PVC

polymer: sammensetning av monomerer

prebiotisk-'før liv'; den prebiotiske periode er den periode da levende celler ennå ikke fantes

replikasjonspolymerer -'kopi polymerer', polymerer som inngår i en replikasjonsproses