Tempus Fugit

"It would be ahistorical to ridicule vitalists. When one reads the writings of one of the leading vitalists like Driesch one is forced to agree with him that many of the basic problems of biology simply cannot be solved by a philosophy as that of Descartes, in which the organism is simply considered a machine... The logic of the critique of the vitalists was impeccable."
-Ernst Mayr

Vitalismen övergavs inte över en natt 1826 utan det tog ett sekel till.

En del av de biokemiska reaktioner som inte kunde förklaras med vanlig kemi, och som därför bidrog till vitalismdebatten under 1800-talet, berodde på enzymer. Först 1897 lyckades man få socker att jäsa utan jäst. 1926 bevisades att enzymer var protein. Först på 1960-talet började enzymer att utforskas på atomnivå.

Enzymer är en slags proteiner som skyndar på eller saktar in olika kemiska processer. Det kanske inte låter så viktigt men utan enzymer t.ex i magsäcken så skulle vi svälta ihjäl. Det ingår enzymer i nästan alla cellers alla funktioner.

Allt levande på Jorden består av nukleinsyror (som DNA och RNA),
av olika fetter (som cisfetter, transfeter och mättade fetter),
av polysackarider (som kolhydrater och cellulosa)
samt till sist av proteiner. Ungefär hälften av den mänskliga kroppen består av protein.

Förutom i musklerna så finns protein också i alla inre organ, i enzymer och hormoner, i röda och vita blodkroppar och faktiskt i så gott som cellernas alla funktioner.
Proteiner består huvudsakligen av aminosyror och aminosyror består huvudsakligen av väte, syre, kväve och kol-atomer.

Ungefär 500 aminosyror är kända men bara 22 bygger proteiner (och endast 20 är reguljära och finns kodade i DNA). Det finns även funktionella aminosyror i kroppen som inte ingår i proteiner. 9 aminosyror kan inte tillverkas av den mänskliga kroppen och måste tillföras via maten, de sk. "essentiella" aminosyrorna. Den första aminosyran upptäcktes 1806.

Proteiner ska innehålla minst 50 aminosyror, annars så kallas de peptider istället. Det minsta proteinet, insulin, har 51 aminosyror. De största innehåller upp till 27000 aminosyror. Proteiner bildas som långa kedjor som sedan vecklas ihop till stora bollar, men det finns variationer. Deras komplexa tredimensionella former är viktiga för de olika funktionerna.

Aminosyror, "livets byggstenar", trodde man länge bara fanns på Jorden. Men:
2003 rapporterades aminosyror i interstellära stoftmoln.

2009 rapporterades aminosyra på en komet.

2012 rapporterades att man hittat aminosyror på meteoriter på ett sätt som visar att de bildats under rätt höga temperaturer. Aminosyror kan alltså bildas på flera olika sätt och kan ibland även tåla temperaturer på tusentals grader.

2013 rapporterar man att man funnit molekyler som leder fram till beståndsdelar i aminosyror och DNA, på ispartiklar i den tomma interstellära rymden.

Idag räknar man med att kanske 30 ton organiskt material faller ner på Jorden från rymden varje dag.

I fråga om livets ursprungliga uppkomst så finns det två läger: de som vill se någon form av minnesfunktion först (nukleinsyror eller liknande) och de som vill se någon form av energiomvandling först (metabolism - proteiner eller liknande). Vissa typer av RNA verkar kunna göra bägge sakerna även om de inte är så effektiva.

Alexander Oparin publicerade 1936 The Origin of life on earth. Alla teorier om livets ursprung utgår från Oparins idéer.

1953 utfördes ett kemiskt experiment där man försökte framställa organiska föreningar genom att kopiera förhållanderna på den unga Jorden. Det har sedan dess varit klart att rätt komplicerade molekyler och föreningar kan uppstå på flera olika sätt och ställen och att mycket av livets kemi kan uppstå utan liv och att liv antagligen uppstod för att den organiska kemin fanns först.

Sk. "black smokers" på havsbotten verkar vara en högintressant miljö att titta på, som verkar lösa många problem i sammanhanget. Hoyles kompis Gold har kommit med förslaget att liv kanske först uppstod i berggrunden under marken. Andra förslag pekar på rymden.

2008 rapporterades det att beståndsdelar av DNA har hittats på meteoriter.

DNA och RNA kallas nukleinsyror, informationsbärande molekyler som finns i cellkärnor. Även om DNA nästan alltid är en dubbelspiral så finns det vissa virus med en, tre eller fyra kedjor.

DNA är antagligen den största enskilda molekyl som man känner till. Desto mer komplicerat något är desto mindre chans att det har uppstått av en ren slump. I levande organismer skapas DNA av proteiner och proteiner skapas mha DNA (och RNA).

Hur det hela startade är ännu inte löst. Man tror att livet startade med RNA och ribonukleiner istället och att DNA och proteiner utvecklades senare. De senaste varianterna av RNA-hypotesen menar dock att RNA-världen måste ha föregåtts av nånting ännu mer ursprungligt. 2004 hittades polycykliska aromatiska kolväten i en nebulosa (förkortas PAH på engelska) och det finns ett förslag att RNA-världen skulle ha föregåtts av en PAH-värld.

Kanske uppkom livet mycket tidigare än man har trott, när universum ännu var ungt.

Jorden verkar inte ens vara den mest beboeliga planet vi kan tänka oss. Det kan finnas planeter som är mycket bättre för liv än vår.

Under 60-talet var James Lovelock involverad i NASAs planering för Mars-sonder. Han blev intresserad av Mars atmosfär och konstaterade att den befanns sej i kemiskt jämvikt på ett sätt som Jordens atmosfär inte var. Om livet på Jorden skulle dö ut så skulle Jordens atmosfär förändras drastiskt. Man kunde alltså se på atmosfären om en planet hade liv eller inte. Lovelock drog slutsatsen att Mars inte hade något liv.

Han var sen med och utvecklade CLAW-hypotesen som ett exempel på hur livet på Jorden kunde påverka atmosfären och klimatet. Hans Gaia-hypotes innebär att livet på en planet kan påverka en planets atmosfär och klimat för att maximera livsförutsättningarna. Han har stött på kritik från flera håll, som går ut på att Jordens livsformer inte kan organisera sej för någon gemensam plan, men han har visat att det kan fungera i datorsimuleringar. På senare tid har han varit mycket engagerad mot den globala uppvärmningen.

När NASA utforskar exoplaneter så studerar de bl.a atmosfären och letar bl.a efter kemisk obalans som skulle kunna tyda på liv. Jordens atmosfär innehåller mycket fritt syre. Syret frigörs av växterna med fotosyntesen. Den tidiga Jorden hade en syrefattig atmosfär.

Fotosyntesen sker i kloroplaster i växtceller. Det finns hypoteser om att kloroplasterna en gång kan ha varit självständiga livsformer.
I djurceller så är det mitokondrier som tillverkar ATP som sedan används som energikälla i de flesta av cellens funktioner. Det finns hypoteser om att mitokondrierna en gång har varit självständiga livsformer.
Den amerikanske biologen Lynn Margulis har starkt bidragit till endosymbiontteorin.
Mitokondrier utför nånting som kallas "oxidativ fosforylering" för att tillverka ATP och den processen har vissa likheter med fotosyntesen hos kloroplasterna.
När man studerar metabolism så kan man ibland hitta slående likheter mellan organismer som inte alls är närbesläktade.

Kolhydrater består av kol, väte och syre. Socker, stärkelse och cellulosa är exempel på kolhydrater. Växter bildar kolhydrater mha fotosyntes. Människor har enzymer för att bryta ner sockerarter men inte cellulosa.

Man kan göra fetter av väte, kol och syreatomer. De skapas i första hand av levande organismer och används mest som energilagring och som smörjmedel. De är viktiga i nervsystemet. Det är viktigt att fetter inte är vattenlösliga för en människokropp består huvudsakligen av vatten.

Vi känner till fler ämnen inom organisk kemi än inom oorganisk kemi, trots att organisk kemi bara handlar om kol och oorganisk kemi om alla andra grundämnen. Trots detta finns det hypoteser om kiselbaserat liv och annan exotisk biokemi. Alienmonsten sägs vara kiselbaserade vilket får en att undra hur de kan livnära sej på en diet av enbart kolbaserade människor?

2010 rapporterade NASA att de hittat en bakterie som inte alls behövde fosfor, vilket allt annat liv på Jorden gör.

Plasma i ett magnetfält i tyngdlöst vakum uppvisar tydligen en del intressanta beteenden. De sägs bilda spiralformer som kan utvecklas och kopiera sej och t.o.m. ärva egenskaper. Forskarna vill inte kalla dessa strukturer för levande men påpekar att det är en knepig fråga vad liv egentligen är.

Kan fysiken och kosmologin fortfarande lära sej nånting av biologin?

"Ärftlighet är ett modifierbart lagrat program; metabolism är en universell maskin. Receptet som kopplar ihop dem är en kod, ett abstrakt budskap som kan förkroppsligas i en kemisk, fysisk eller till och med immateriell form. Dess hemlighet är att den kan replikera sig själv. Allting som kan uttnyttja resurserna här i världen för att göra kopior av sig självt är levande"
-Matt Ridley

Det kan i sammanhanget vara passande att rekommendera den fantastiska romanen "Starmaker".