Hvis fenomenene Star Trek, Area 51, Ancient Aliens eller War of the Worlds kan tas som antropologiske ledetråder, blir menneskeheten fortæret av nysgjerrighet rundt muligheten for liv utenfor Jorden. Inneholder noen av de 4.437 nyoppdagede ekstrasolare planetene spor av liv? Hvordan ville disse livsformene se ut? Hvordan ville de fungere? Hvis de kom til jorden, ville vi dele ET- folke omfavnelser, eller ville besøket være mer et slaget i Los Angeles- stilen?
Livet utenfor jorden har vekket uendelig interesse, men mindre offentlig interesse ser ut til å bli gitt til hvordan livet på jorden begynte for 3 til 4 milliarder år siden. Men de to temaene, viser det seg, kan være mer koblet enn man skulle tro - faktisk er det mulig at livet på jorden virkelig begynte utenfor Jorden, på Mars.
På årets Goldschmidt-konferanse i Firenze vil Steve Benner, en molekylær biofysiker og biokjemiker ved Foundation for Applied Molecular Evolution presentere denne ideen for et publikum av geologer. Han er klar over at halve rommet vil være motstridende mot ideen hans. "Folk vil antagelig kaste ting, " ler han og antyder en bevissthet om hvor ut-av-denne-verden ideene hans høres ut. Men det er vitenskapelig grunnlag for påstanden hans (PDF), en logisk grunn til at livet kanskje virkelig begynte på Mars.
Vitenskapen inneholder en rekke paradokser: Hvis det er et uendelig antall stjerner på himmelen, hvorfor er nattehimmelen mørk? Hvordan kan lys fungere som både en partikkel og en bølge? Hvis franskmennene spiser så mye ost og smør, hvorfor er forekomsten av koronarsykdom i landet deres så lav? Opprinnelsen til livet er ikke annerledes; også de er diktert av to paradokser: tjæreparadokset og vannparadokset. Begge, ifølge Benner, gjør det vanskelig å forklare skapelsen av liv på jorden. Men begge deler, bemerker han også, kan løses ved å plassere skaperverket på Mars.
Det første, tjæreparadokset, er enkelt nok til å forstå. "Hvis du legger energi i organisk materiale, blir det til asfalt, ikke til liv, " forklarer Benner. Uten tilgang til darwinistisk evolusjon - det vil si uten at organiske molekyler har muligheten til å reprodusere og skape avkom som seg selv, mutasjoner og alt, er reproduserbart - organisk materiale som er badet i energi (fra sollys eller fra geotermisk varme) vil bli til tjære. Tidlig jord var full av organiske materialer - kjeder av karbon, hydrogen og nitrogen som antas å være livets byggesteiner. Gitt tjæreparadokset, burde disse organiske materialene ha utviklet seg til asfalt. Spørsmålet er, hvordan er det mulig at de organiske materialene på den tidlige jord klarte å hoppe fra sin asfaltiske skjebne til noe som hadde tilgang til den darwinistiske evolusjonen? For når det først skjer - antagelig - er du i gang med løpene, og så kan du styre det miljøet du ønsker, forklarer Benner.
Det andre paradokset er det såkalte vannparadokset. Vannparadokset sier at selv om livet trenger vann, hvis organisk materiale kan unnslippe sin asfaltiske skjebne og bevege seg mot Darwinian evolusjon, kan du ikke sette sammen de nødvendige byggesteinene i en vannflom. Livets byggesteiner starter med genetiske polymerer - den velkjente spiller-DNA-en og dens mindre berømte, men fortsatt veldig smarte venn RNA. Eksperter er enige om at RNA sannsynligvis var den første genetiske polymeren, delvis fordi RNA i den moderne verden spiller en så viktig rolle i produksjonen av andre organiske forbindelser. “RNA er nøkkelen til ribosomet, og det er det som lager proteiner. Det er nesten ingen tvil om at RNA, som er et molekyl som er involvert i katalyse, oppsto før proteiner oppsto, ”forklarer Benner. Vanskeligheten er at for RNA å samles i lange tråder - som er nødvendig for genetikk - kan du ikke ha monteringen i vann . - De fleste tror at vann er viktig for livet. Svært få mennesker forstår hvor etsende vann er, sier Benner. For RNA er vann ekstremt etsende - det kan ikke lages bindinger i vann, noe som forhindrer at lange tråder dannes.
Imidlertid sier Benner at disse paradoksene kan løses ved hjelp av to veldig viktige grupper mineraler. De første er borate mineraler. Boratmineraler - som inneholder elementet bor - forhindrer livets byggesteiner fra å svelge seg i tjære hvis de inngår i organiske forbindelser. Bor, som et element, søker etter elektroner for å gjøre seg stabil. Den finner disse i oksygen, og sammen danner oksygen og bor mineralet borat. Men hvis oksygenboret allerede er bundet til karbohydrater, danner karbohydratene knyttet til bor et sammensatt organisk molekyl med stiplet borat som er mindre motstandsdyktig mot spaltning.
Borakskrystaller, som inneholder elementet bor. Foto via Wikipedia.
Den andre gruppen mineraler som kommer inn, involverer de som inneholder molybdat, en forbindelse som består av molybden og oksygen. Molybden, mer kjent for sitt konspiratoriske forhold til Douglas Adams-klassikeren A Hitchhiker's Guide to the Galaxy enn for dets andre egenskaper, er avgjørende, fordi det tar karbohydratene som borater stabiliseres, binder seg til dem og katalyserer en reaksjon som omorganiserer dem til ribose: R i RNA.
Noe som bringer oss - men kretsløst - tilbake til Mars. Både borate og molybdat er knappe og ville ha vært spesielt knappe på den tidlige jord. Molybden i molybdat er oksidert, noe som betyr at det trenger elektroner fra oksygen eller andre lett tilgjengelige negativt ladede ioner for å oppnå stabilitet. Men tidlig jord var for oksygenfattig til å lett ha opprettet molybdat. I tillegg til å vende tilbake til vannparadokset, var tidlig jord ganske bokstavelig talt en vannverden - med land som bare utgjorde to til tre prosent av overflaten. Borater er løselig i vann - hvis den tidlige jorden var en oversvømmet planet, som forskere mener, hadde det vært vanskelig for et allerede lite element som nå er utvannet i et enormt hav å finne flyktige organiske molekyler å binde seg til. Dessuten gjør Jordens status som en vannlogget planet det vanskelig for RNA å dannes, fordi den prosessen ikke lett kan skje i vann på egen hånd.
Disse konseptene blir imidlertid mindre av et problem på Mars. Selv om vann absolutt var til stede på Mars for 3 til 4 milliarder år siden, var det aldri så rikelig som det var på jorden, noe som skapte muligheten for at Martian ørkener - steder der borate og molybdat kunne konsentrere seg - kunne ha fremmet dannelsen av lange RNA-tråder . For øvrig, for 4 milliarder år siden, inneholdt Mars 'atmosfære mye mer oksygen enn Jordens. Videre bekrefter nylig analyse av en Martian-meteoritt at bor en gang var til stede på Mars.
Og, mener Benner, molybdat var der også. "Det er først når molybden blir oksidert at den er i stand til å påvirke hvor tidlig livet ble dannet, " forklarer Benner. "Molybdat kunne ikke ha vært tilgjengelig på jorden da livet begynte, for tre milliarder år siden jordens overflate hadde veldig lite oksygen, men Mars gjorde det."
Benner mener at disse faktorene innebærer at livet oppsto på Mars, vår nærmeste nabo i verdensrommet utstyrt med alle de riktige ingrediensene. Men livet ble ikke opprettholdt der. “Selvfølgelig tørket Mars ut. Tørkeprosessen var veldig viktig for livets opprinnelse, men ikke vedvarende, ”forklarer Benner. I stedet måtte en meteor ha truffet Mars og projisert materialer ut i verdensrommet - og etter hvert kan disse materialene, inkludert noen byggesteiner i livet, ha kommet til jorden.
Ville den plutselige miljøendringen vært for hard for at de nye byggesteinene kunne overleve? Benner tror ikke det. "La oss si at livet starter på Mars, og blir veldig lykkelig i marsmiljøet, " forklarer Benner. "En meteor kommer til å treffe Mars, og påvirkningen kaster ut steiner som forgjengeren din sitter på. Så lander du på jorden, og du oppdager at det er mye vann du behandlet som et lite element. Vil det finne miljøet tilstrekkelig? Det satte absolutt pris på eksistensen av nok vann til at det ikke trengte å bekymre seg. ”
Så beklager Lil Wayne, det ser ut som om det kan være på tide å gi fra seg kravet ditt til den fjerde klippen fra Sola. Som Brenner bemerker: "Bevisene ser ut til å bygge at vi faktisk alle er martians."
