Jorden for fire milliarder år siden: Den unge klode er under konstante bombardementer af meteorer, som hamrer ned i overfladen, mens brændende lava sprøjter ud af vulkaner og flyder sydende og dampende ud i søer.
Og lige her, midt i infernoet, sker miraklet.
I skyggen af vulkanerne, hvor lavaen størkner og bliver til basalt, finder fire forskellige slags molekyler sammen og danner en kæde, som bliver længere og længere. Det voksende molekyle – den første rna-streng – er spiren til selve livet.
Forskere har i årtier kæmpet med at forstå, hvordan livet kunne opstå ud fra dødt materiale. Nu viser nye eksperimenter i laboratoriet, hvordan det måske er sket.
Forskere fra Foundation for Applied Molecular Evolution i USA blandede en cocktail af organiske molekyler for at efterligne de indledende skridt til livets opståen. Det har andre forskere gjort før.
Men som noget nyt tilsatte de amerikanske forskere en ekstra ingrediens, som på nærmest magisk vis gjorde en kæmpe forskel.
Ingrediensen er såkaldt basaltisk glas, som opstår, når lava køles hurtigt ned, fx i mødet med vand. Med tilskuddet af glasset lykkedes det at frembringe lange rna-strenge, som ifølge den fremherskende teori var rygraden i det tidligste liv.

Bjergarten basalt består af størknet lava. Hvis lavaen er afkølet meget hurtigt, fx ved mødet med vand, indeholder basalten glas, som kan fremme dannelsen af rna-strenge.
Rna udfylder alle funktioner
I dag er alt liv baseret på dna-molekylet, som indeholder cellernes genetiske information. Dna er opbygget som en snoet dobbeltstreng og indeholder rækker af fire forskellige byggesten – såkaldte nukleotider – som hver bærer en base.
Nukleotiderne kaldes også for bogstaverne i det genetiske alfabet, fordi de danner forskellige koder, ligesom rækkefølgen af bogstaver kan danne forskellige ord.
Rna indeholder også nukleotider, men består i modsætning til dna kun af én streng.
Rna spiller en afgørende rolle for, at celler kan fungere, fordi rna overfører den genetiske information fra dna’et til cellens proteinfabrikker, de såkaldte ribosomer. Ud fra den genetiske opskrift i rna’et fremstiller ribosomerne proteiner, som udfører vigtige opgaver i cellerne.
Men rna har flere talenter end blot at være budbringer. Rna-strenge kan folde sig på bestemte måder, så de får andre funktioner og bl.a. selv kan producere proteiner og skabe kopier af sig selv.
Rna er livets multikunstner
Ifølge den fremherskende teori om det første liv bestod det af rna-molekyler, som både kan bære information, understøtte kemiske reaktioner og skabe kopier af sig selv.

Rna består af fire byggesten
De strengformede rna-molekyler består af fire forskellige molekyler, såkaldte nukleotider, som indeholder hver deres base: guanin, adenin, cytosin og uracil.

Strengene er proteinopskrifter
I alle organismer i dag fungerer rna-strenge som bærere af opskriften på proteiner. Opskriften aflæses i de såkaldte ribosomer, som danner proteinerne.

Rna kan kopiere sig selv
Hvis rna-strenge folder sig på bestemte måder, bliver de til såkaldte ribozymer. I det første liv gjorde ribozymerne rna i stand til at kopiere sig selv og dermed formere sig.
Evnen til at udføre flere af de centrale livsprocesser har banet vej for en teori om, at rna var den oprindelige motor i de første primitive livsformer.
Teorien kaldes “rna-verdenshypotesen”, og pointen i den er netop, at rna tog sig af alle de opgaver, dna og proteiner varetager i nutidige livsformer. Dermed skulle der kun én “opfindelse” – rna – til for at sætte livet i gang.
Teoriens svaghed er dog, at den ikke gør rede for, hvordan det allerførste rna opstod. Derfor har forskere ivrigt ledt efter betingelser, som fører til spontan dannelse af rna. Og det har ført til flere meget forskelligartede bud.
Et nyt bud på livets vugge
Nogle forskere mener således, at det første rna opstod i små søer, der vekslede mellem udtørring og genopfyldning. Idéen er, at de konstante skift har fremmet sammensætningen af rna-strengene.
Et andet bud er, at det første rna blev dannet ved varme kildevæld i dybhavet. Omkring kilderne findes der mineralrige, skorstenslignende strukturer, som kan have isoleret og koncentreret de organiske molekyler, der indgår i rna. Simuleringer har vist, at det kan føre til dannelse af rna, men kun i meget korte strenge.
Endelig bygger en tredje teori på, at iskrystaller kan have fremmet dannelsen af rna-strengene. Rna er mere stabilt ved lave temperaturer, og forsøg har vist, at rna er bedre til at løse proteinernes opgaver under frosne betingelser. Det er dog usandsynligt, at der var is på kloden, da de første rna-molekyler dukkede op.

Tre tidligere bud på livets vugge, hvor de første rna-strenge kan have samlet sig: undersøiske, varme kilder, små vandpytter og iskrystaller.
Den nye teori, hvor basaltisk glas spiller en hovedrolle, stemmer bedre overens med de forhold, som herskede på Jorden ved livets opståen for omkring fire milliarder år siden.
De voldsomme vulkanudbrud over hele kloden bidrog med en overflod af basaltisk glas, som kan have været den afgørende faktor i dannelsen af rna-strengene. Glasset har fremmet de kemiske reaktioner uden selv at indgå i dem – og altså været en såkaldt katalysator.
De amerikanske forskere anført af molekylærbiologen Elisa Biondi har gennemført en række forsøg med prøver af fire forskellige typer glas, heriblandt det basaltiske. Prøverne blev pulveriseret og steriliseret, før de blev tilsat en vandopløsning med de fire byggesten i rna.
Blandingerne fik herefter lov at passe sig selv i op til otte måneder. I løbet af perioden udtog forskerne små prøver og analyserede indholdet.
Analyserne afslørede, at der i prøverne med basaltisk glas var store rna-molekyler med op til 200 nukleotider, mens der i de andre prøver ikke var rna til stede.

Elisa Biondi stod i spidsen for forskerholdet, som testede, hvordan basaltisk glas påvirker dannelsen af rna-strenge.
“Vi ville undersøge muligheden for at sammensætte nukleotider, men at vi fandt så store rna-molekyler, var meget uventet. Vi var både overraskede og begejstrede,” fortæller Biondi.
Faktisk var resultaterne så overvældende, at forskerne næsten ikke turde tro på dem. De gentog derfor forsøgene adskillige gange og lod blandingerne stå i længere og længere tid. Men der var ingen tvivl: Blandingen af nukleotider og basaltisk glas resulterede i store rna-molekyler.
Forsøget demonstrerer dermed, hvordan de første komplekse rna-molekyler kan være opstået helt spontant.
Meteorer såede livets frø
Det næste spørgsmål, som melder sig, er, hvor byggestenene til rna, nukleotiderne, og deres tilhørende baser kom fra.
Det er muligt, at de er dannet på Jorden, men måske mere sandsynligt, at de er blevet til i rummet. I meteoritter har forskere fundet alle de fire baser, som indgår i rna, så livets basale byggesten kan meget vel være importeret udefra.




Ild og vand skabte livets vugge
Tre vigtige faktorer banede for fire milliarder år siden vejen for livet: rigelige leverancer af de nødvendige organiske molekyler, det rette miks af land og vand – og fødselshjælperen, som satte det hele i gang.
1. Byggestenene kom udefra
Meteorer haglede ned fra himlen i Jordens barndom. Med sig havde de molekyler, som er de centrale byggesten i det tidligste rna-liv. Det gælder især de såkaldte nukleotider med de fire baser A, G, C og U.
2. Skift mellem vådt og tørt var ideelt
Meteorkratere lagde grund til søer, som vekslede mellem at tørre ud og blive fyldt op. Molekylerne blev derfor skiftevis udsat for stråling og opløsning. Det gjorde det muligt for dem at finde sammen og danne små kæder.
3. Vulkaner speedede processen op
Søerne blev gødet med rigelige mængder basaltisk glas fra de hyppige vulkanudbrud. Glasset var den helt afgørende katalysator, der speedede de kemiske reaktioner op, så lange rna-strenge kunne opstå.
På trods af at forskerne nu står med en mulig forklaring på, hvordan rna-verdenen opstod, kan de ikke være sikre på, at det virkelig var sådan, det gik til.
“Vores resultater er stærke beviser på en rna-verden. Måske vil vi aldrig formå at beskrive, præcis hvordan livet opstod helt ned til mindste detalje, men vi kan kortlægge de principper, der lagde grund til processen,” forklarer Elisa Biondi.
Her på Jorden er det basaltiske glas, som eksisterede ved livets fødsel, for længst forsvundet. De tektoniske kræfter sørger løbende for at trække materiale fra Jordens overflade dybt ned i undergrunden, så eventuelle spor af rna-verdenen vil være tabt for altid.
Derfor skal vi måske rette blikket mod vores nabo i Solsystemet for at opklare, hvordan de døde byggesten samlede sig til det første liv. I modsætning til Jorden har Mars ikke pladetektonik, så her ligger ældgammelt basaltisk glas stadig frit tilgængeligt i overfladen.

Mars har ingen pladetektonik, og derfor ligger basaltblokke fra planetens barndom frit tilgængelige i overfladen. Hvis rna-liv er opstået på Mars, kan basalten bære spor af det.
Mars havde for fire milliarder år siden et varmere klima, aktive vulkaner og vand på overfladen og var som Jorden udsat for hyppige nedslag af meteorer.
Livet kan dermed i princippet lige så godt være opstået på Mars, og måske er det her, vi finder svaret på, hvordan livet blev til på vores egen planet.