RSS

Problemen som strör salt i såren på kemisk evolution

16 Jan

Anledningen till att det svider så hemskt när man får salt i såren är att saltet direkt aktiverar smärtnerverna så att smärtan blir intensivare. Samtidigt blir kroppens celler uttorkade och dör. De är väldigt känsliga för salthalten i blodet, som noggrant regleras av njurarna. Det får varken bli för mycket eller för lite salt i blodet, för då dör cellerna.

Salt shaker on white background

Salt utgör ett stort problem för kemisk evolution, som syftar till att förklara hur de första cellerna skulle kunna bildas genom naturliga processer. Kemisk evoution – som alltså föregår biologisk evolution á la Darwin – lider redan av en lång rad problem, och salt i såren medför knappast någon lindrande effekt.

Det faktum att det vårt blod är salt har ofta använts som argument för att livet började i havet. Ett annat argument är att 98 % av vattnet på Jorden är saltvatten, och den andelen antas ha varit ännu större på den tid då man antar att livet uppstod.

Nej tack till salt

David Deamer – författare till boken First Life: Discovering the Connections between Stars, Cells, and How Life Began – köper dock inte att livet skulle ha börjat i saltvatten. Varför inte? Jo, för att salthaltigt havsvatten skulle ha varit för reaktivt för att kunna fungera som spad i ursoppan. Därför har Deamer istället sökt svaren i små varma pölar vid nutida vulkaner i Kamchatka, Hawaii och Californien. I sin bok berättar han om sina resor till sådana pölar där han utfört en del undersökningar och experiment. (Han och hans kollegor försökte bland annat lägga ner en del fettmolekyler i pölarna för att se om de skulle bilda membran i den miljön. Det gick inte.)

Salt är så mycket mer än bara vanligt koksalt (NaCl). En kemist som talar om ”salt” kan syfta på en lång råd olika jonföringar där metaller har kombinerats med icke-metaller. Problemet med havsvatten, är enligt Deamer, inte bara att det innehåller koksalt utan att det även innehåller en massa andra salter, med joner som reagerar på ett sätt som försvårar att andra molekyler att bildas. Till exempel innehåller havsvattnet kalciumjoner som gärna reagerar med fosfater. Det gör att dessa molekyler blockeras så att de inte kan ingå i viktiga biologiska funktioner. (Fosfat är t ex P:et i ATP – cellernas energivaluta. Fosfat är också en del av ”ryggraden” i DNA och RNA).

Något som särskilt bekymrar Deamer är effekten dessa joner har på enkla fettsyror. Många forskare tänker sig nämligen att fettsyror formade sig till bubblor som fungerade som cellmembran för de allra första cellerna. Dessa bubblor kan dock inte ha bildats i havsvatten eftersom vattnets tvåvärda metalljoner (med laddningen 2+, t ex kalcium- och magnesiumjoner) skulle ha reagerat med fettsyrorna. Alla som bor i hem som har ”hårt vatten” i kranarna vet att det går åt mer tvättmedel och att tvålen inte löddrar lika bra. Det beror på att vattnet har en hög halt av kalcium- och magnesiumjoner och att dessa reagerar med fettsyrorna i tvålen (bildar något som kallas kalktvål). Deamer får medhåll av Jack Szostak från Harvard University:

”Havsvatten skulle definitivt bilda en fällning med fettsyrorna och förhindra att membran bildas. Så jag håller med Dave Deamer om att primitiva celler måste ha levt i en färskvattenmiljö.”

Så, då är saken klar? Livet uppstod i färskvatten. Nej, så enkelt är det inte. Samtidigt om dessa tvåvärda joner är väldigt mycket i vägen på många sätt så är de väldigt nödvändiga på många andra sätt.

Jo tack till salt

Deamers kritiker menar att saltet måste ha varit på plats från start. När vanligt koksalt (NaCl) löses i vatten delas det upp i joner – positivt laddade natriumjoner och negativt laddade kloridjoner. Alla levande celler lägger mycket möda på att flytta runt dessa och andra joner. De är nödvändiga för att bevara balansen inne i cellerna och de skapar elektrisk potential som används för att ge energi till många av cellernas funktioner.

”Den här sortens bioenergi är gemensam för alla livsformer”, säger Shiladitya DasSarma från den biotekniska institutionen vid University of Maryland. ”Jag kan inte tänka mig att joner skulle kunna spela en så viktig roll om de inte fanns där från början.”

Deamer (han som inte ville ha salt i vattnet) håller förvisso med om att livet behöver några joner för att komma igång, men att saltvattnet är på tok för salt. Han säger:

”Jag skulle verkligen inte påstå att livet började i destillerat vatten. Det är bara det att havsvatten är för mycket av det goda.”

Men DasSarma tror dock inte att en sådan miljö var möjlig, utan menar istället att havsvattnet som livet uppstod i var var dubbelt så salt som det är idag. Han påpekar dessutom att cellerna behöver magnesiumjoner för att hantera fosfaterna och att kalciumjoner spelar en avgörande roll i cellernas signalsystem. Harold Morowitz från George Mason University håller med om det och påpekar att en del av de joner som Deamer inte vill ha med är övergångsmetaller, och dessa har man räknat med i sina hypoteser om att ”ligander” tidigare skulle ha gjort proteinernas jobb.

Ligander är små organiska molekyler. När de kombineras med övergångsmetaller kan de sköta viktiga kemiska reaktioner. I våra celler sköts dessa reaktioner av proteiner, men forskarna känner att de är alldeles för stora och komplexa för att ha kunnat vara med från början. Därför vill man ha ligander till att sköta proteinernas jobb, och till det behövs alltså övergångsmetallerna. Men övergångsmetallerna är som sagt i vägen på andra sätt.

Ett svårtlagt pussel

Som vi ser har forskarna mycket svårt att få ihop pusslet om livets uppkomst. Vi ser att ur vissa aspekter behöver vattnet vara fritt från salt, medan det i andra avseenden behöver innehålla salt. Salterna är i vägen och nödvändiga på samma gång. Anledningen till att forskarna inte är överens i den här frågan är förstås för att de är specialiserade på olika saker. Den ene säger att det måste vara på ett visst sätt för att fungera, och den andre säger att det måste vara på ett visst – motsatt – sätt för att fungera.

Kan det vara så att det är något med hela idén som inte stämmer? Hur många och hur allvarliga problem kan en hypotes stöta på innan den är att betraktas som felaktig och omöjlig?

Källa: Inlägget är till stor del hämtat från artikeln A salt-free primordial soup? (Phys.org) av Michael Schirber.

Annonser
 
10 kommentarer

Publicerat av på 16 januari, 2013 i Livets uppkomst

 

10 svar till “Problemen som strör salt i såren på kemisk evolution

  1. MrArboc

    27 januari, 2013 at 17:17

    Hur många och hur allvarliga problem kan en hypotes stöta på innan den är att betraktas som felaktig och omöjlig?

    Vilken hypotes pratar du nu om?

     
    • Johannes Axelsson

      27 januari, 2013 at 17:34

      Hurså? Tycker du att det är olika från hypotes till hypotes hur allvarliga problem de får stöta på innan de är att betrakta som felaktiga och omöjliga? Tycker du att vissa hypoteser bör få vara immuna mot det? I så fall varför?

       
      • MrArboc

        28 januari, 2013 at 07:33

        Varför kan du inte svara på ens en så enkel fråga?

         
      • vidstige

        20 juli, 2013 at 17:09

        det finns något som kallas ”Kreationism”, hur många problem tycker du är rimligt att den stöter på innan en vuxen person inser det rimliga i den hypotesen? Repetera gärna frågorna på din egen FAQ varje dag i ljuset av vad du själv skrev.

         
  2. Anders Åberg

    27 januari, 2013 at 20:19

    Klart att det är något med iden som inte stämmer, vi vet ju inte hur det gick till och dom olika teorier som finns är med största sannolikhet ofullständiga och kommer enligt sund vetenskaplig praxis att förändras på olika sätt i framtiden.
    So what?

     
    • Attih

      27 januari, 2013 at 23:38

      ”Förändras på olika sätt i framtiden”

      Skönt att man kan ändra på forskning som inte passar in i evolutionsteorin, så att det till slut passar in ändå 😉

       
      • Anders Åberg

        28 januari, 2013 at 10:00

        Precis Attih, det brukar på vanligt språk kallas att ändra kartan efter verkligheten, alltså diametralt motsatt till den religiösa metoden att fantisera ihop en verklighet som inte finns, för att få den att passa kartan.

         
        • Attih

          28 januari, 2013 at 12:28

          Vi får väl se Anders.

           
      • vidstige

        20 juli, 2013 at 17:36

        så som det fungerar är att man vet mer och mer och man kan därmed ringa in sin okunskap. Framtida forskning gör denna ring mindre och mindre allteftersom vi lär oss mer och mer. Ta t.ex. jordens form. Först trodde vi att den var platt, sen sfärisk och idag vet vi att den snarare är svagt päronformad. Vi har en väldigt exakt bild över jordens form. På så sätt var det egentligen ”fel” att jorden var sfärisk, och de mätdata vi har idag kommer säkert att förfinas ytterligare. På så sätt kan man säga att vetenskapen alltid har ”fel”, men att felet hela tiden blir mindre och mindre. Det är inget hokus-pokus utan en helt naturlig utveckling om man är kunskapshungrig såsom forskarvärlden är. Hoppas det klargjorde några frågor som du hade! 🙂

         
  3. Janolof

    28 januari, 2013 at 10:29

    ”Anledningen till att forskarna inte är överens i den här frågan är förstås för att de är specialiserade på olika saker. ”

    Just det! Forskare är specialiserade på olika saker och har inget intresse att ge efter på sitt specialistområde för att att tillfredställa forskare inom andra områden. Trots det (eller egentilgen, tack vare det) har geologer, paleontologer, genetiker, evolutionsbiologer m.fl. kunnat presentera en samsyn om evolutionens historiska förlopp. Även i den här frågan kommer säkerligen olika förslag som kan lösa motsättningarna att presenteras. Kanske kommer de att tillfredställa alla parter, eller kanske inte. Vi får se.

     

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s