Toivatko meteorit elämän maapallolle vai syntyikö se täällä itsekseen? Uusinkin tieto antaa ristiriitaisia vastauksia

Olisiko elämä voinut tulla avaruudesta valmiina pakettina Maahan?

maa
Savuttajat, meteorit ja tulivuoret olivat ehkä elämän synnyn takana.
Yle Uutisgrafiikka

Täällä olemme, mutta mistä mahdoimme tulla? Mikä kehitys johti elämän syntymiseen – ja lopulta sen nykyisiin muotoihin?

Erään elämänsyntyteorian mukaan vastaus löytyy valtamerten syvyyksien kuumista lähteistä, niin sanotuista mustista savuttajista. Kuuman veden tunkeutuessa maankuoren läpi, tuo se tullessaan erilaisia mineraaleja, jotka saostuivat virtausaukon ympärille tornimaisiksi rakenteiksi.

Vesi näiden mustien savuttajien ympärillä on yli 400-asteista ja vain valtava vedenpaine estää sitä kiehumasta. Vesi on myös hyvin hapanta. Kaikesta huolimatta kuumien savuttajien ympärillä on runsaita ekosysteemejä ja tuntemattomia eläinlajeja.

Mustien savuttajien on arveltu jopa voineen synnyttää elämää puskiessaan mereen erilaisia kemiallisia yhdisteitä, jotka keskenään reagoidessaan olisivat käynnistäneet kemiallisen evoluution.

Ensimmäiset mustat savuttajat löytyivät vuonna 1977 läheltä Galápagossaaria. Geologien tarjoama elämänsyntyteoria taas oli vahvimmillaan kymmenisen vuotta sitten, kertoo dosentti Kirsi Lehto Turun yliopistosta.

Nykyisin tämä ajatus on Lehdon mielestä todettu jo vääräksi: kemistit ovat osoittaneet ensin, että savuttajien lämpötilat ovat aivan liian korkeita. Myöhemmin osoitettiin myös, etteivät tarvittavat reaktiot voisi tapahtua kokonaan veden alla, vaan pikemminkin puolikuivissa tai osittain kokonaan kuivissakin olosuhteissa.

Musta savuttaja Tyynen meren pohjassa.
Musta savuttaja Tyynen meren pohjassa.NOAA

Uusi tutkimus osoittaa meteoriitteja

Elämän syntyaikoihin, nelisen miljardia vuotta sitten, Maahan iskeytyi kymmenisen kertaa enemmän meteoreita kuin nykyisin. Avaruuskivien aineksia päätyi mataliin ja lämpimiin lammikoihin. Näissä lammikoissa ehkä syntyivät ensimmäiset elävät organismit ja näistä lammikoista olemme mekin kotoisin.

Tähän käsitykseen päädyttiin viime viikolla julkaistussa tutkimuksessa. Kansainvälinen tutkijaryhmä sanoo arvionsa syntyneen perusteellisten astrobiologisten, geologisten, kemiallisten ja biologisten tutkimusten ja laskelmien pohjalta. Kanadalais-saksalaisin voimin toteutettu tutkimus löytyy Pnasin nettisivuilta. (siirryt toiseen palveluun)

– Koska vaikuttavia tekijöitä on niin paljon ja niin monilta alueilta, on suorastaan hämmästyttävää, kuinka hyvin kaikki sopii yhteen, sanoo toinen tutkimuksen kirjoittajista Ralph Pudritz kanadalaisen McMaster-yliopiston tiedotteessa. (siirryt toiseen palveluun)Hänen mukaansa tutkimuksen jokainen askel johti luontevasti aina seuraavalle.

– Jotain oikeaa tässä täytyy olla, Pudritz sanoo.

Ajatus elämän syntymisestä "pienissä matalissa lammissa" ei ole edes uusi. Ensimmäisenä sen esitti Charles Darwin jo vuonna 1871. Hän pohti mahdollisuutta, että elämä olisi kehittynyt lammessa, jossa olisi sopivissa määrin tarpeellisia ainesosia. Samankaltaisia näkemyksiä ovat viime vuosina esittäneet myös monet RNA-kemistit ja solubiologit.

Astrobiologiaan ja elämän syntyteorioihin perehtyneen Lehdon mielestä viimeisimmässä tutkimuksessa näkyy selvästi tähtitieteilijöiden kädenjälki. He löytävät mielellään selityksen avaruudesta, Lehto sanoo.

– Tähtitieteilijät oikovat mutkia. He viittaavat oikeisiin olosuhteisiin, mutta heillä ei ole tarpeeksi tietämystä RNA-kemiasta.

Kaikki alkoi RNA:sta

Elämän syntymisen mahdollisti ribonukleiinihappo RNA:n kehittyminen. RNA edelsi deoksiribonukleiinihappo DNA:ta, joka nykyisin sisältää kaikkien eliöiden solujen geneettisen materiaalin. RNA on hauraampaa eikä yhtä stabiilia geneettistä materiaalia kuin DNA. RNA on silti yhä oleellinen osa geneettisen materiaalimme ilmentämis- ja käyttökoneistoa.

– RNA on solukoneiston toimiva ydin, jonka päälle muut osat ovat rakentuneet, Lehto kuvailee.

Hän ei pidä mahdottomana, että RNA:n rakennuspalikoita olisi päätynyt Maahan meteoriiteissa. Tähän kuitenkin liittyy omat ongelmansa: isojen kappaleiden törmäykset Maahan aiheuttavat niin suuren kuumuuden, että kaikki hauraat molekyylit tuhoutuvat, ihan pienet mikrometeoriitit taas eivät tarjoa molekyyleille riittävästi suojaa avaruuden UV-säteilyä vastaan.

Kosmista kemiaa ei ehkä tarvita, sillä myös Maan päällä on voinut olla olosuhteita, joissa RNA olisi voinut syntyä, Lehto arvelee.

Hän pitää todennäköisempänä, että vulkaaninen toiminta olisi luonut edellytykset RNA:n kehittymiselle. Vulkaaninen kenttä, jossa kuumat höyryt tulevat maan alta tai tulivuorien kraatereiden sisälle kerääntyvät vulkaaniset maa-ainekset olisivat voineet olla otollisia elämää synnyttävälle kemialle.

Kuuma tulivuori tuottaa hänen mukaansa samanlaisen kemiallisesti rikkaan ympäristön kuin ison meteorin osuminen Maahan.

Lehdon mukaan oleellista on, että tällainen alue vuoroin kastuisi ja vuoroin kuivuisi. Myös lämmin matala lampi voi luoda tällaiset olosuhteet.

Entä olisiko elämä voinut tulla avaruudesta valmiina pakettina Maahan?

– Mars jäähtyi aiemmin kuin Maa, joten se on toki mahdollista, mutta kannattaa pyrkiä mahdollisimman yksinkertaiseen selitykseen. Miksi ajatella, että kehitys tapahtui Marsissa, jos se olisi voinut tapahtua myös Maassa?

Stromatoliitteja Ranskassa.
Stromatoliitteja Ranskassa.Emmanuel Lattes / AOP

Selitysmallit lähestyvät toisiaan

Tarkkaa hetkeä elämän syntymiselle emme ehkä pysty antamaan. Tällä hetkellä luotettavimmat elämän merkit ovat 3,7 miljardia vuotta vanhat stromatoliitit Grönlannissa. (siirryt toiseen palveluun) Lehto pitää mahdollisena, että elämän syntyhetki voi sijoittua ainakin neljän, ehkä 4,4 miljardin vuoden päähän.

Hänen mielestään on vain hyvä, että kysymystä tutkitaan useista eri näkökulmista. Tähtitieteilijät luottavat ehkä meteoriittiteoriaansa, mutta hekin lähestyvät RNA-kemistien ja solubiologien käsitystä, jonka mukaan kehityksessä on tarvittu myös kuivaa maata.

– Käsityksemme elämän syntyyn liittyneistä prosesseista on koko ajan tarkentumassa, Lehto sanoo.