Köld och tö kan ha gett liv åt de första cellerna

Hur gick det egentligen till när de allra första, primitiva cellerna bildades på en planet utan liv? Den frågan har länge sysselsatt forskare, och en ny studie lyfter fram en oväntad huvudroll: kylan.

I laboratoriet har forskare arbetat med pyttesmå blåsor uppbyggda av lipider, alltså samma slags fettmolekyler som bygger upp membranen kring våra egna celler. Dessa blåsor fungerar som enkla modeller för hur de första cellliknande facken kan ha sett ut. När forskarna utsatte blåsorna för upprepad frysning och upptining, något som efterliknar de växlande förhållandena på den tidiga jorden, började något intressant hända.

Blåsorna betedde sig mycket olika beroende på vilken sammansättning deras membran hade. Vissa typer smälte samman med varandra och bildade större fack, medan andra förblev oförändrade. De som slogs ihop visade sig dessutom vara betydligt bättre på att fånga in och innesluta DNA och andra molekyler från omgivningen.

Det är just dessa sammansmältningar som forskarna tror kan ha varit avgörande. När två blåsor förenas blandas också deras innehåll. Molekyler som annars hade hållits åtskilda förs samman i ett gemensamt utrymme, vilket skapar förutsättningar för mer komplicerad kemi. På så sätt kan frys- och töcyklerna ha fungerat som en slags naturlig motor som drev de tidiga strukturerna mot ökad komplexitet.

Den unga jorden var allt annat än stillastående. Temperaturen kunde svänga kraftigt, vatten frös och tinade, och vätskor koncentrerades och späddes ut om vartannat. Tidigare har forskare ofta pekat på varma miljöer, som heta källor och vulkaniska områden, som tänkbara vaggor för livet. Den nya studien visar att även kylan kan ha spelat en konstruktiv roll, snarare än att bara vara ett hinder.

Det handlar inte om att de första blåsorna var levande i egentlig mening. De saknade förmågan att kopiera sig själva och bära vidare ärftlig information på det sätt som dagens celler gör. Men de uppvisar några av de grundläggande egenskaper som krävs: ett membran som avgränsar ett inre rum, förmågan att samla på sig molekyler och möjligheten att växa genom sammanslagning.

Genom att förstå hur sådana enkla system kan bildas och utvecklas av rent fysikaliska och kemiska processer närmar sig forskarna en bild av hur klyftan mellan livlös materia och levande celler kan ha överbryggats. Frysning och upptining lägger nu till ett konkret och förvånande inslag i den berättelsen.

Studien besvarar långt ifrån alla frågor om livets ursprung, men den visar hur enkla mekanismer i en hård och växlande miljö kan ge upphov till oväntad ordning. Nästa steg blir att undersöka hur dessa fack skulle kunna börja kopiera information och därmed ta steget mot något som verkligen liknar liv.