Livets byggesteiner kan spontant sett sammen under de rette forhold. Det kalles spontan generasjon, eller abiogenese. Selvfølgelig forblir mange av detaljene skjult for oss, og vi vet bare ikke nøyaktig hvordan det hele skjedde. Eller hvor ofte det kan skje.
Verdens religioner har forskjellige ideer om hvordan livet så ut, selvfølgelig, og de påkaller de magiske hendene til forskjellige overnaturlige guddommer for å forklare det hele. Men disse forklaringene, mens fargerike historier, etterlater mange av oss utilfredse. 'Hvordan oppsto livet' er et av livets mest overbevisende spørsmål, og et som vitenskapen kontinuerlig bryter med.
Tomonori Totani er en forsker som synes det spørsmålet er overbevisende. Totani er professor i astronomi ved universitetet i Tokyo. Han har skrevet en ny artikkel med tittelen "Fremvekst av liv i et inflasjonsunivers." Den er publisert i Nature Scientific Reports.
Prof. Totanis arbeid bygger tungt på et par konsepter. Den første er universets enorme alder og størrelse, hvordan det blåses opp over tid og hvor sannsynlig hendelser vil oppstå. Den andre er RNA; spesifikt, hvor lang tid en kjede med nukleotider må være for å "forvente en selvreplikerende aktivitet" som papiret sier.
Totanis arbeid, som nesten alle arbeider med abiogenese, ser på de grunnleggende komponentene i livet på jorden: RNA, eller ribonukleinsyre. DNA setter regler for hvordan individuelle livsformer tar form, men DNA er mye mer sammensatt enn RNA. RNA er fremdeles mer sammensatt av størrelsesordener enn de råkjemikaliene og molekylene som finnes i rommet eller på overflaten av en planet eller måne. Men dens enkelhet sammenlignet med DNA gjør det mer sannsynlig å oppstå via abiogenese.
Det er også en teori i evolusjonen som sier at selv om DNA bærer instruksjonene for å bygge en organisme, er det RNA som regulerer transkripsjonen av DNA-sekvenser. Det kalles RNA-basert evolusjon, og det står at RNA er underlagt Darwinian naturlig seleksjon, og også er arvelig. Det er noe av begrunnelsen bak å se på RNA vs DNA.
RNA er en kjede av kjemikalier kjent som nukleotider. Noe forskning viser at en kjede med nukleotider må være minst 40 til 100 nukleotider lenge før den selvrepliserende atferden som kalles liv, kan eksistere. Over tid kan nok nukleotider danne en kjede for å oppfylle det lengdekravet. Men spørsmålet er, har det vært nok tid i universets liv? Vel, vi er her, så svaret må være ja, må det ikke?
Men vent. I følge en pressemelding som kunngjør denne nye artikkelen, "… nåværende estimater antyder at magisk antall på 40 til 100 nukleotider ikke burde vært mulig i det volumet av rom vi anser som det observerbare universet."
Nøkkelen her er begrepet ‘observerbart univers.’
"Imidlertid er det mer i universet enn det observerbare," sa Totani. I moderne kosmologi er det enighet om at universet gjennomgikk en periode med rask inflasjon som produserte et stort område med ekspansjon utenfor horisonten for det vi direkte kan observere. Å faktorisere dette større volumet til modeller for abiogenese øker enormt sjansene for at det skjer liv. ”
Universet vårt ble til under Big Bang, en eneste inflasjonshendelse. I følge Totanis papir inkluderer vårt univers sannsynligvis mer enn ti100 Sollignende stjerner, ”mens det observerbare universet bare inneholder omtrent 10 sekstiler (1022) stjerner. Vi vet at livet har skjedd minst en gang, så det er ikke uten tvil at abiogenese skjedde minst en gang til, selv om sjansene er uendelig små.
I følge statistikk skal mengden av materie i det observerbare universet bare være i stand til å produsere RNA som er 20 nukleotider lang, godt under 40 til 100 tallet. Men på grunn av rask inflasjon er store deler av universet ikke observerbart. Det er rett og slett for langt unna for lys som sendes siden Big Bang for å nå oss. Når kosmologer legger opp antall stjerner i det observerbare universet med antall stjerner i det uobserverbare universet, er det resulterende tallet 10100 Sollignende stjerner. Det betyr at det er mye mer materiell å spille, og den abiogene opprettelsen av lange nok RNA-kjeder er ikke bare mulig, men sannsynlig, eller til og med uunngåelig.
I sin artikkel uttaler professor Totani det grunnleggende forholdet som undersøkes. “Her avledes en kvantitativ sammenheng mellom minimum RNA-lengdelmin kreves for å være den første biologiske polymeren, og universstørrelsen som er nødvendig for å forvente dannelse av et så langt og aktivt RNA ved tilfeldig å tilføre monomerer. "
Blir det forvirrende? Her er en forhåpentligvis mer oversiktlig oppsummering.
"Hvis utenomjordiske organismer av en annen opprinnelse enn de på Jorden blir oppdaget i fremtiden, vil det innebære en ukjent mekanisme på jobb for å polymerisere nukleotider mye raskere enn tilfeldige statistiske prosesser."
Professor Tomonori Totani, Tokyo University
Universet er større enn den observerbare delen, og inneholder sannsynligvis 10100 Sollignende stjerner. For sannsynligheten for abiotisk dannelse av RNA på en jordlignende planet til lik 1, eller enhet, må minimum nukleotidlengden være mindre enn omtrent 20 nukleotider, noe som er mye mindre enn det opprinnelig angitte minimum 40 nukleotider.
Men forskere tror ikke at RNA bare 20 nukleotider kan være selvreplikerende, i hvert fall ikke fra vårt perspektiv som observatører av jordlivet. Som Totani sier i papiret sitt, "Derfor, hvis utenomjordiske organismer av en annen opprinnelse enn de på Jorden blir oppdaget i fremtiden, vil det innebære en ukjent mekanisme på jobb for å polymerisere nukleotider mye raskere enn tilfeldige statistiske prosesser."
Hva ville den prosessen være?
Hvem vet, men dette er sannsynligvis et bøyningspunkt der folk i troen kan klype inn og si: "Hvorfor Gud, selvfølgelig."
Totanis arbeid har på ingen måte gitt svar. Men som mye vitenskapelig arbeid, hjelper det å avgrense spørsmålet, og inviterer andre til å studere det.
"Som mange innen dette forskningsfeltet, er jeg drevet av nysgjerrighet og av store spørsmål," sa Totani. Å kombinere min nylige undersøkelse av RNA-kjemi med min lange historie med kosmologi fører meg til å innse at det er en sannsynlig måte universet må ha gått fra en abiotisk (livløs) tilstand til en biotisk. Det er en spennende tanke, og jeg håper forskning kan bygge videre på dette for å avdekke livets opprinnelse. "
Mer:
- Pressemelding: Er livet et sjansespill? Studie avslører at livet i universet kan være vanlig, men ikke i vårt nærområde
- Forskningsartikkel: Fremvekst av liv i et inflasjonsunivers
- Space Magazine: Universe Could be 250 Times Bigger than What is Observable
