Biokemi - videnskaben opdager Gud?
Af Lalitanatha Dasa

Som omtalt i tidligere numre af Nyt fra Hare Krishna var Madhavendra Puri Dasa på besøg i København for nylig, og gav ved den anledning en række foredrag på HC Ørsted Instituttet og DTU. Den følgende artikel er baseret på hans foredrag og artiklerne på hans hjemmeside.

Det er nu 50 år siden, at Dr. Stanley Miller i 1953 syntetiserede aminosyrer ved at sende elektriske ladninger igennem en kolbe med en reduceret atmosfære, sådan som man mener, at jordens præbiotiske atmosfære var for 4,6 mia. år siden (præbiotisk: før cellebaseret liv eksisterede). Mange mente, at dette var eksperimentet, der viste, hvordan materie kunne organisere sig selv til liv, og Dr. Millers vellykkede forsøg blev starten på en epoke af optimisme og håb om igennem en omfattende, målrettet forskningsindsats blandt verdens førende biokemikere at fravriste livet dets hemmelighed. Det eller de molekyler, der blev til det liv, vi nu kender, på grund af en evne til at lave kopier af sig selv, skulle afsløres.

Selv om der ikke findes nogen egentlig streng videnskabelig definition af, hvad liv er, anses evnen til at formere sig som central. En levende organisme kan lave kopier af sig selv, disse kopier kan igen kopiere sig selv osv. Biokemikernes videnskabelige udfordring var at finde ud af, hvad det første rigtige liv var, og hvordan det blev til.

De enkleste selvkopierende molekylære systemer, vi kender i dag, er encellede bakterier. (Selv om virus er mere enkle end bakterier, er virussen ikke et selvstændigt væsen, men en snylter, der afhænger af en vært for at kunne formere sig.). Nu tror naturligvis ingen, at bakterier var de første til at formere sig. Ursuppen kan ikke lige pludseligt have givet ophav til bakterier, for selv de simpleste encellede bakterier er ufatteligt komplekse, hvorfor darwinistiske biologer og kemikere må antage eksistensen af mere enkle molekylære systemer, der kan kopiere sig selv.

Begyndelsen
Går vi til begyndelsen, mener fysikere bredt, at efter universets tilblivelse fra The Big Bang var brintatomer det første, der opstod. Under gunstige omstændigheder fortættedes brintatomer til stjerner, hvor der igennem kernefusioner opstod større atomer indbefattet kulstof, kvælstof, ilt, svovl og fosfor. På jorden (og i resten af verdensrummet) forbandt disse atomer sig til simple forbindelser, heriblandt de første organiske molekyler som myresyre (HCOOH), formaldehyd (HCHO) og sukkerstoffet glykolaldehyd (HO-CH2-CHO).

Aminosyrer, der også er relativt simple, må ligeledes være opstået. Aminosyrer er blevet fundet naturligt forekommende i f.eks. meteorer, og som sagt demonstrerede Dr. Stanley Miller, at aminosyrer kan opstå, når elektriske ladninger sendes igennem en reduceret atmosfære. Der er dog stadigt et stort spring fra disse simple molekyler til komplekse selvreproducerende molekyler i levende organismer.

Mange sten er blevet vendt i jagten på præbiotiske selvreproducerende systemer, men med årene har forskerne indskrænket sig til at søge blandt proteiner og nukleinsyrer. Ingen anser det længere for muligt, at det efterstræbte gådefulde molekyle skulle findes uden for en af disse to store grupper af organiske forbindelser.

Proteiner er lange kæder, der er sammensat af aminosyrer og forekommer i alle organismer. De enkleste proteiner består af 300 aminosyrer (som der er 20 forskellige af), og komplekse proteiner kan indeholde tusinder og millioner af aminosyremolekyler. Proteinerne er ’katalytiske’, dvs. de gør noget. De er reelt sindrige nanomaskiner, der enten direkte forestår eller indirekte katalyserer et utal af reaktioner og funktioner i de levende organismer.

Nukleinsyrer, der findes i selve cellekernerne, er hovedsageligt DNA og RNA. Et DNA- eller RNA-molekyle består af en lang organisk kæde (der skiftevis består af et sukkermolekyle og et fosformolekyle), hvorpå der sidder en række nukleitider. Nukleinsyrernes funktion er primært at gemme organismens informations- og arvemateriale, men RNA har også nogle katalytiske funktioner.

Proteiner
Som årene er gået, er ideen om proteiner som det første liv blevet opgivet af mange årsager. Således er aminosyrer i vand mere stabile hver for sig, end når de forbinder sig i kæder, hvorfor de slet ikke er tilbøjelige til at danne lange proteinkæder af sig selv. Det anses derfor ikke længere for muligt, at et meget kompleks protein skulle være opstået ved en tilfældig dannelse af en lang aminosyrekæde i en vandig opløsning, og skulle der være sket dannelser af aminosyrekæder under specielle tilstande uden vand (f.eks. ved indtørring af mudder under tørker), vil disse kæder være blevet brudte ved den første kontakt med vand.

Et andet problem med proteiner er, at den selvkopiering, der er mulig, er en fuldstændig identisk kopiering. Selv om nogle proteiner med andre ord laver kopier af sig selv (med hjælp fra nukleinsyrer), er disse ikke anvendelige ved nogen darwinistisk udvikling, der forudsætter en formering med variation eller mutationer. (At dette er tilfældet, bliver indlysende, hvis man forestiller sig, at f.eks. alle hunde, der fødtes, var fuldstændigt identiske. Hvordan skulle der kunne ske nogen udvikling af hunderacerne, hvis samtlige individer var ens. Udvælgelse forudsætter eksistensen af forskelle imellem de forskellige individer.)

Disse og en lang række andre problemer er grunden til, at proteiner ikke længere anses som mulige kandidater for at være det første liv.

DNA og RNA
Forskningen har derfor i mange år koncentreret sig om DNA og RNA. På et tidspunkt faldt DNA dog fra. Der er bl.a. store problemer med selve dannelsen af DNA, og selvkopieringen viser sig at være et endnu større problem. Af den grund har øjnene været vendt imod RNA, og specielt siden 1986, da biologen Walter Gilbert dannede udtrykket  ’RNA-verdenen’ (The RNA World), har molekylærbiologer verden over haft store forhåbninger til, at RNA ville vise sig at indeholde livets gåde.

Forhåbningerne har tilsyneladende heller ikke været helt uden grund. Bl.a. har RNA som sagt katalytiske evner. I vore dages liv sker RNA’s formering ved hjælp af proteiner og enzymer, men i en verden, hvor disse ikke eksisterede, skal RNA selv indeholde alle katalytiske evner, hvis det var det første liv. RNA’s katalytiske evner gav håb om, at dette faktisk kunne være muligt.

Endvidere har RNA egenskaben ’komplementaritet’, hvilket gav forhåbning om, at det kunne lave kopier af sig selv. RNA har fire nukleitider, nemlig adenin (A), urasil (U), cytasin (C) og guanin (G), der forbinder sig op ad RNA-strengen. Komplementariteten består i, at et adenin-molekyle altid tiltrækker et urasil-molekyle, og et cytasin-molekyle tiltrækker altid et guanin-molekyle. Har man således en kæde med A-A-C-U-A-G-osv, er der mulighed for ved tiltrækning af fritflydende nukleitider at danne komplementarkæden U-U-G-A-U-C-osv. Hvis komplementarkæden igen kan danne en komplementarkæde, har man en kopi af den oprindelige kæde (A-A-C-U-A-G-osv). Et plus ved denne kopiering er tillige, at den sker med en vis variation. Der opstår altså mutationer, som der kan ske en udvikling fra.

RNA-verdenens sammenbrud
De senere års forskning har imidlertid skuffet biokemikerne. Det har vist sig, at kun hvis en RNA-kæde indeholder et stort overskud af cyanin, kan den danne en komplementarkæde. Dette kan en kæde med et overskud af guanin derimod ikke, da guanin i stedet for at forbinde sig med fritflydende nukleitider forbinder sig med sig selv. Da cyanin tiltrækker guanin, vil en kæde med et overskud af cyanin uvægerligt danne en komplementarkæde med et overskud af guanin, hvilket gør den næste komplementarkæde en umulighed, og processen standses.

Endvidere har det vist sig, at der er store vanskeligheder med selve dannelsen af RNA under præbiotiske tilstande. RNA er ustabilt i vand, og både dannelsen af sukkeret ribose og fosfor, der tilsammen udgør RNA-kæden, er vanskelig. Har man ribose og fosfor, er det ligeledes problematisk at få dem til at gå i forbindelse.

I det hele taget er vanskelighederne ved RNA så store, at de førende præbiotiske kemikere nu afskriver det som det første liv. Dr. Lesley Orgell og Dr. Gerald Joyce skrev i 1999 i The RNA-world, 2nd edition efter at have diskuteret problemerne med dannelse af nukleinsyrer, ”Dannelsen af selv korte nukleinsyrer [under præbiotiske tilstande] ville have været et mirakel.”¹

Dr. Robert Shapiro i Origins, A Sceptics Guide to the Creation on Earth, at ”Troen på, at der var nukleitider og nukleinsyrer på den præbiotiske jord er en slags mytologi, for der er ingen beviser, der støtter dette, og alle vidnesbyrd støtter den modsatte konklusion.” ³

Dr. Stanley Miller, der blev omtalt i begyndelsen, skrev i år 2000: ”Der findes ingen plausibel måde, hvorpå nukleitider kunne være dannet på den præbiotiske jord.” ⁴

Dr. Gerald Joyce konkluderede mere end 50 års omfattende forskning med ordene: ”Som det står nu, er der ikke blevet fundet nogle plausible molekyler, der ser ud til at kunne have startet evolutionen.” ²

Ingen anses for større eksperter på dette felt end disse fire forskere. Specielt Dr. Orgel og Dr. Joyce er verdens absolutte autoriteter indenfor præbiotisk kemi og har brugt hele deres professionelle karrierer igennem 40 år på at studere RNA. Dr. Orgel har igennem årene fået antaget mere end 200 artikler i de største videnskabelige journaler (’peer-reviewed’) som Journal of Molecular Evolution, og enhver, der udtaler sig om præbiotisk kemi, citerer ham.

Det er således situationen af i dag. Verdens førende præbiotiske biokemikere indrømmer efter 50 års omfattende forskning, at der er ingen molekyler, der kan kopiere sig selv med variation og starte evolutionen. Man har fortsat ingen anelse om, hvad det oprindelige liv var. Den tidligere optimisme er væk og afløst af opgivelse og fortvivlelse, for RNA var ikke blot det store håb. Efter udelukkelse af andre muligheder var det også det sidste og eneste håb!

Hypotesen om, at livet opstod som en tilfældig kemisk reaktion, har således ledt til 50 års fejlslagen forskning.  Her er det fristende at spørge, om tiden ikke er inde til at overveje alternative hypoteser. Er det for eksempel værd at udforske mulighederne for, at der er intelligens eller skabelse bag livet?
 

Noter:

I et personligt brev til Stephen Bernett skrev Dr. Shapiro i maj 2003, at der ikke er nogen grund til at tro at der eksisterede nukleotider for fire mia. år siden. Han skrev desuden, at populære fremstillinger og biologibøger på mange niveauer, endda op til universitetsniveau, ofte kommer med vildledende påstande om, at nukleotider i de for evolutionen nødvendige koncentrationer hyppigt stod til rådighed for fire mia. år siden. Han kaldte sådanne påstande for ’mytologi’. (Shapiro R. Origins: a Skeptic.s Guide  to  the  Creation  of  Life  on  Earth, 1986, New York: Summit Books).