Hvis fænomenerne Star Trek, Area 51, Ancient Aliens eller War of the Worlds kan betragtes som antropologiske spor, fortæres menneskeheden af nysgerrighed omkring muligheden for liv ud over Jorden. Indeholder nogen af de 4.437 nyopdagede ekstrasolære planeter spor af liv? Hvordan ville disse livsformer se ud? Hvordan fungerer de? Hvis de kom til Jorden, ville vi dele ET- folks omfavnelser, eller ville besøget være mere et slag i Los Angeles- stil?
Livet uden for Jorden har skabt endeløs interesse, men mindre almen interesse synes at være givet til, hvordan livet på Jorden begyndte for 3 til 4 milliarder år siden. Men de to emner, viser det sig, er måske mere forbundet, end man ville tro - faktisk er det muligt, at livet på Jorden virkelig begyndte uden for Jorden, på Mars.
På dette års Goldschmidt-konference i Firenze vil Steve Benner, en molekylær biofysiker og biokemiker ved Foundation for Applied Molecular Evolution, præsentere denne idé for et geologpublikum. Han er klar over, at halve rummet vil være modstridende med hans idé. ”Folk vil sandsynligvis kaste ting, ” griner han og antyder en bevidsthed om, hvor ud-fra-denne verden hans ideer lyder. Men der er videnskabeligt grundlag for hans påstand (PDF), en logisk grund til, hvorfor livet måske virkelig begyndte på Mars.
Videnskaben indeholder et antal paradokser: Hvis der er et uendeligt antal stjerner på himlen, hvorfor er nattehimmelen mørk? Hvordan kan lys fungere som både en partikel og en bølge? Hvis franskmændene spiser så meget ost og smør, hvorfor er forekomsten af koronar sygdom i deres land så lav? Livets oprindelse er ikke anderledes; de er også dikteret af to paradokser: tjæreparadokset og vandparadokset. Begge gør det ifølge Benner vanskeligt at forklare skabelsen af liv på Jorden. Men begge, bemærker han også, kan løses ved at placere skabelsen af liv på Mars.
Den første, tjæreparadokset, er enkel nok til at forstå. ”Hvis du lægger energi i organisk materiale, bliver det til asfalt, ikke til liv, ” forklarer Benner. Uden adgang til darwinistisk evolution - det vil sige uden at organiske molekyler har mulighed for at reproducere og skabe afkom, som selv, mutationer og alt, er reproducerbart - organisk stof, der er badet i energi (fra sollys eller fra geotermisk varme), bliver til tjære. Den tidlige jord var fuld af organiske materialer - kæder af kulstof, brint og nitrogen, der menes at være livets byggesten. I betragtning af tjæreparadokset skulle disse organiske materialer have gået ud i asfalt. ”Spørgsmålet er, hvordan er det muligt, at de organiske materialer på den tidlige jord formåede at springe fra deres asfaltiske skæbne til noget, der havde adgang til den darwinistiske udvikling? For når det først sker - formodentlig - er du ude af løbene, og så kan du styre uanset hvilket miljø du ønsker, ”forklarer Benner.
Det andet paradoks er det såkaldte vandparadoks. Vandparadokset siger, at selvom livet har brug for vand, hvis organisk materiale kunne undslippe dets asfaltiske skæbne og bevæge sig hen imod Darwinian evolution, kan du ikke samle de nødvendige byggesten i en oversvømmelse af vand. Livets byggeklodser begynder med genetiske polymerer - den velkendte afspiller-DNA og dens mindre berømte, men alligevel meget smarte ven RNA. Eksperter er enige om, at RNA sandsynligvis var den første genetiske polymer, delvis fordi RNA i den moderne verden spiller en så vigtig rolle i fremstillingen af andre organiske forbindelser. ”RNA er nøglen til ribosomet, og det er det, der fremstiller proteiner. Der er næsten ingen tvivl om, at RNA, som er et molekyle involveret i katalyse, opstod inden proteiner opstod, ”forklarer Benner. Problemet er, at for RNA at samles i lange tråde - hvilket er nødvendigt for genetik - kan du ikke have samlingen til at foregå i vand . ”De fleste mennesker tror, at vand er vigtigt for livet. Meget få mennesker forstår, hvordan ætsende vand er, ”siger Benner. For RNA er vand ekstremt ætsende - der kan ikke laves bindinger i vand, hvilket forhindrer dannelse af lange strenge.
Benner siger imidlertid, at disse paradokser kan løses ved hjælp af to meget vigtige grupper mineraler. De første er borate mineraler. Boratmineraler - som indeholder elementet bor - forhindrer, at livets byggesten blokerer i tjære, hvis de indgår i organiske forbindelser. Bor, som et element, søger elektroner for at gøre sig selv stabil. Den finder disse i ilt, og sammen danner ilt og bor mineralet borat. Men hvis iltboren findes allerede er bundet til kulhydrater, danner kulhydraterne forbundet med bor et komplekst organisk molekyle, der er præget af borat, der er mindre modstandsdygtig over for nedbrydning.
Borakskrystaller, der indeholder elementet bor. Foto via Wikipedia.
Den anden gruppe mineraler, der kommer i spil involverer dem, der indeholder molybdat, en forbindelse, der består af molybdæn og ilt. Molybdæn, der er mere berømt for sin konspiratoriske forhold til Douglas Adams-klassikeren A Hitchhiker's Guide to the Galaxy end for dens andre egenskaber, er afgørende, fordi den tager de kulhydrater, der borater stabiliseres, binder til dem og katalyserer en reaktion, der omlægger dem til ribose: R i RNA.
Hvilket bringer os - dog kredsløbsmæssigt - tilbage til Mars. Både borate og molybdat er knappe og ville have været særlig knappe på den tidlige jord. Molybdæn i molybdat er stærkt oxideret, hvilket betyder, at det har brug for elektroner fra ilt eller andre let tilgængelige negativt ladede ioner for at opnå stabilitet. Men den tidlige jord var for ilt-mangel til let at have skabt molybdat. Plus, vender tilbage til vandparadokset, var den tidlige jord ganske bogstaveligt talt en vandverden - med jord, der kun udgør to til tre procent af dens overflade. Borater er opløselige i vand - hvis den tidlige jord var en oversvømmet planet, som forskere mener, ville det have været svært for et allerede knap element, der nu er fortyndet i et enormt hav at finde flydende organiske molekyler at binde sig til. Derudover gør Jordens status som en vandregistreret planet det vanskeligt for RNA at dannes, fordi denne proces ikke let kan ske i vandet alene.
Disse koncepter bliver dog mindre af et emne på Mars. Selvom vand bestemt var til stede på Mars for 3 til 4 milliarder år siden, var det aldrig så rigeligt som det var på Jorden, hvilket skabte muligheden for, at martiske ørkener - steder hvor borat og molybdat kunne koncentrere sig - kunne have fremmet dannelsen af lange strenge af RNA . Desuden indeholdt Mars 'atmosfære for 4 milliarder år siden meget mere ilt end Jordens. Endvidere bekræfter den nylige analyse af en Mars-meteorit, at bor engang var til stede på Mars.
Og, mener Benner, var molybdat også der. ”Det er kun, når molybdæn bliver stærkt oxideret, at det er i stand til at påvirke, hvordan det tidlige liv dannede sig, ” forklarer Benner. ”Molybdat kunne ikke have været tilgængelig på Jorden på det tidspunkt, hvor livet først begyndte, fordi tre milliarder år siden Jordens overflade havde meget lidt ilt, men Mars gjorde det.”
Benner mener, at disse faktorer indebærer, at livet stammer fra Mars, vores nærmeste nabo i rummet udstyret med alle de rigtige ingredienser. Men livet blev ikke opretholdt der. ”Naturligvis tørrede Mars ud. Tørringsprocessen var meget vigtig for livets oprindelse, men ikke vedvarende, ”forklarer Benner. I stedet ville en meteor være nødt til at ramme Mars og projicere materialer i rummet - og efterhånden kunne disse materialer, inklusive nogle livets byggesten, have nået det til Jorden.
Ville den pludselige ændring i miljøet have været for hård for de nye byggesten til at overleve? Benner synes ikke det. ”Lad os sige, at livet starter på Mars og bliver meget glad i det Martiske miljø, ” forklarer Benner. ”En meteor kommer til at ramme Mars, og påvirkningen udsætter klipper, som din forgænger sidder på. Så lander du på Jorden, og du opdager, at der er masser af vand, som du behandlede som et knap element. Vil det finde miljøet tilstrækkeligt? Det satte bestemt pris på eksistensen af nok vand til at det ikke behøvede at bekymre sig. ”
Så ked af det, Lil Wayne, ser ud til, at det måske var på tide at give afkald på dit krav til den fjerde klippe fra solen. Som Brenner bemærker, ”beviserne ser ud til at bygge på, at vi faktisk alle er martiere.”
