Fra tre domener til ett i livets opprinnelse

SAMMENDRAG
Levende vesener er enten eukaryoter eller bakterier, og det er i dag to rådende teorier for hvordan det ble slik. Den ene hevder at livet spontant delte seg i tre "domener", mens den andre gir en forklaring på hvordan vi kan greie oss med to. Jeg vil her presentere en teori som viser at ett domene er nok. Teorien er fullt ut basert på Darwinisme. Intelligens og predeterminering er altså utelukket fra teorien. Forandringer skyldes kun tilfeldige endringer i molekylstrukturer. I tiden før translasjon ble etablert, i RNA-verdenen, var cellestrukturene svært enkle, og tilsvarte dagens cellekjerner. Dette forandret seg da et nytt celle-rom, cytosol, ble dannet for å håndtere de nye, proteinbaserte katalysatorene. Organeller ble dannet, bl.a. for å tilpasse organismene til oksidering av atmosfæren. To av disse ga opphav til nye organismer: to typer bakterier. Overgang fra organelle til organisme var gradvis, via pendlerorganeller til autonome organismer når vertsorganismen døde ut.

WOESES OPPDAGELSER
Før 1977 var man enige om at livet kunne deles i 5 kongedømmer: planter, dyr, sopp, protister og bakterier. De fire første omtales gjerne som eukaryoter. Men etter at Carl Woese hadde gjort noen fylogenetiske analyser basert på visse sekvenser i translasjonsapparatet, fant han at disse delte organismene i tre grupper: eukaryoter, eubakterier og arkebakterier, med ganske jevn genetisk avstand, som figuren her viser:

Denne figuren er kopiert fra Wikipedia, men tegnet med Eucarya i toppen i stedet for til høyre. Her ser vi at Woese har delt protistene i tre grupper: ciliater (flimmerdyr), flagellater og mikrosporidier. De tre hovedgruppene kalte han domener, og han ga dem, noe misvisende, navn etter de organismene de inneholder: Eucarya, Bacteria og Arcaea. Woeses hypotese sier at de første organismene som skulle gi opphav til hvert sitt domene oppsto fra noe han kalte "progenoter". Han ville ikke kalle disse "organismer" i ordinær forstand, basert bl.a. på at Darwinismen ikke var gjeldende enda.

<Darwinisme>
La oss se litt på hva Darwinisme egentlig er. Mange tror nok at Darwins viktigste bidrag til utviklingslæren var "Naturlig Seleksjon" eller utvelgelse av organismer som overlever bedre enn andre. Det er riktig at han sammenlignet evolusjon med den utvelgelse som bønder, hundeeiere og andre gjør ved avl for å få frem ønskede egenskaper. Men dette var langt fra noe nytt. Idéen at naturen også utfører slik utvelgelse har blitt lansert mange ganger oppigjennom historien. Første kjente opptegnelse er fra ca. 460 før Kristus, ved Empedocles, ca. 100 år før Aristoteles. Men ideen hadde blitt spesielt populær på Darwins tid, mye på gunn av Thomas Malthus sin bok "An Essay on the Principle of Population" (1798). Der hevder han at mennesket har en formeringsevne som langt overstiger potensialet i naturgrunnlaget, fordi matproduksjonen øker lineært, mens befolkningsveksten er eksponensiell. Derfor er det bare de mest ressursterke som vil overleve. For biologer var det naturlig å overføre dette på andre arter, og det var vanlig å anta at dette gjelder generelt. At det var Darwin som ble kjent for denne teorien har mest å gjøre med at han hadde jobbet lenge med en bok om emnet da han endelig kunne utgi den som en fullendt teori som i tillegg til differensiell overlevelse bare bygde på arv og variasjon. At han kunne utgi en så enkel og samtidig uttømmende teori kunne han, som jeg vil vise nedenfor, takke Louis Pasteur for.

Det skal sies at Darwin ikke forsto hvordan variasjon oppstår, og han forsto heller ikke arv. Han trodde at ervervede egenskaper blir arvet, og at bruk av en egenskap kunne gjøre egenskapen bedre, eller motsatt at f.eks. hunder som ikke trenger god hørsel, slik ulver gjør, kan få hengende ører. I dag kaller vi slik arv "Lamarckisme" etter Jean-Babtiste Lamarck, som lanserte ideen som en del av sin utviklingslære 50 år tidligere. I tillegg trodde Darwin at omgivelsene påvirket organismer f.eks. ved at farge smitter over og gir kamuflasje, en idé som 100 år tidligere var blitt lansert av Comte de Buffon. Han var klar over at han ikke forsto variasjon, og slet med å forstå hvorfor f.eks. husdyr utvikler seg så mye mer enn de naturlige slektningene. Det kan ikke forklares ved at menneskelig utvelgelse virker bedre enn naturens når f.eks. farge på pelsen hos geit og kuer forandres mer eller mindre vilkårlig, mens de naturlige slektningene har konstant farge. I dag vet vi at naturlig variasjon er mye større enn det som får uttrykk gjennom organismer som overlever. Når seleksjonen svekkes, som for sterkt beskyttede organismer, trer den naturlige variasjonen frem. Når ikke kamuflasje er viktig, vil mange nye fargevarianter dukke frem.

<Darwin: ikke mål, Pasteur>
Det er altså ikke det som står i hans mest berømte bok som er det unike med hans teori, men det som ikke står der. Alle de mest framragende filosofer og vitenskapsmenn siden Aristoteles (som var fullt klar over Empedocles´ seleksjonsteori) har hevdet teleologi som hoved-drivkraft i evolusjonen. Teleologi betyr at utviklingen er styrt av et mål, dvs. at det finnes et forsyn som kan påvirke utviklingen. Mange har sett på mennesket som det endelige målet for evolusjonen, men generelt har det teleologiske målet vært at organismer skal bli best mulig tilpasset sine livsvilkår.

Darwin nevner aldri noe mål eller noen ytre kraft som kan påvirke utviklingen i noen bestemt retning. Og det som var helt avgjørende for at han kunne utgi sin bok som noe revolusjonerende var en annen viktig mekanisme som han kunne utelate. Den gjengse teorien inntil hans tid var at liv kunne oppstå spontant. Tidligere trodde man at små dyr kunne oppstå fra filler etc., og de minste eukaryoter ble kalt infusjonsdyr, fordi man trodde at de oppstår i infusjoner (døde plantedeler oppbløtt i vann). Dette er jo fortsatt oppskriften på å skaffe noe å se på i et lysmikroskop. Bakterier, som er enda mindre og enklere, var enda mer kandidater for spontan dannelse. Men samme år som Darwin utga sin bok, i 1859, presenterte Louis Pasteur det endelige bevis på at ingen bakterier nydannes, selv om ren luft og rent vann blir tilført. Darwin kunne derved ta med i sin teori det eneste som var revolusjonerende på det tidspunktet: at alt liv har et felles opphav.

WOESES TOLKNING AV OPPDAGELSENE

<Woese: Ett opphav>

Når Woese snakker om Darwinistisk utvikling er det vel først og fremst det med ett felles opphav han sikter til, og at arveegenskaper kommer fra to foreldre, som hos eukaryoter, eller bare en som hos bakterier. Woese så for seg livet i rota på livets tre som en blanding av gener som ble til de tre domenene etter hvert som den genetiske "temperaturen" (kopieriengsfeil + horisontal gentrafikk) sank. Han sammenlignet utviklingen med en væske som ved krystallisering skilte seg i tre forskjellige faste stoffer. Woese mener at det opprinnelig var svært mye horisontal formidling av gener og gensekvenser, og at progenotene hadde en enklere innkapsling enn de senere fikk, når de skilte lag i tre domener. Men Woeses progenoter avviker fra Darwinisme også på andre måter. Horisontal gentrafikk er jo ikke den type variasjon som vi forbinder med Darwinisme. Det er heller Lamarckisme. En form for horisontal formidling finnes også hos eukaryoter, ved seksuell blanding av genmateriale. Men denne er begrenset til arten, så det påvirker ikke strukturen i livets tre.

MARGULIS OG MARTINS ALTERNATIVER FOR DOMENE-OPPHAV

<Margulis: to domener, SET, Gaia, hydrogenosomer>

Lynn Margulis lanserte en teori som i utgangspunktet var en en-domene-teori, men som ved Woeses oppdeling ble en to-domene-teori (SJEKK nedenfor). Hennes endosymbiont-teori ble refusert av femten journaler før den ble antatt i 1967. Det tok ytterligere omtrent 15 år før det var noenlunde stuerent å ta den alvorlig (?). Hun oppfattet bakterier som en gruppe, men hvis man legger translasjonsgenene til grunn er det helt klart to grupper. Etter dette kriteriet må det derfor sies at Margulis´ teori er en to-domene-teori. I følge denne teorien har en arkebakterie fått den egenskapen at den kunne ta opp andre bakterier. En rekke slike har i følge hennes teori blitt tatt opp for å bli til organeller. Eukaryoter har mange organeller, så denne prosessen må ha vært omfattende. Og den sluttet ikke med at de første eukaryoter ble flercellede. I følge Margulis er alle egenskaper hos eukaryoter opprinnelig bakterielle gener. Hun trodde ikke noe på at mutasjoner, som ofte fører til sykdommer, kan drive utviklingen fremover. Hun samarbeidet med James Lovelock, og deres felles teori sier at Gaia opererer gjennom intelligente nettverk av bakterier, som kontrollerer forholdene på jorda. Men dette nettverket styrer altså også utviklingen av alt avansert liv.

<Martin+>
Hennes teori har imidlertid bare blitt anerkjent for to av organellene, mitokondrien og kloroplasten. For alle de øvrige organellene finnes mekanismer for nydannelse som bevis på at de har blitt dannet av eukaryotene selv. Men det er ett unntak. I følge Margulis ble eukaryotene dannet under oksygenrike betingelser. Dermed blir det vanskelig å forklare at noen eukaryoter kun kan overleve under anoksiske betingelser. De har organeller som er spesielt egnet for slike forhold. Margulis måtte derfor anta at disse organellene, hydrogenosomer og mitosomer, er tilbakedannede mitokondrier. Dette er så fornuftsstridig at det kunne vært et skudd for baugen for teorien hennes. Men to forskere kom henne til unnsetning. William F. Martin & Miklós Müller lanserte i 1998 "hydrogen-hypotesen", som sier at i stedet for at den første endosymbionten ble til en mitokondrie, ble den til et hydogenosom. Utviklingen kunne derved gå mer normalt (fra anaerob til aerob), og prosessen kunne starte mye tidligere, lenge før så mye oksygen hadde oppstått i atmosfæren at organismer i vann måtte forholde seg til dette.

SAMMENLIGNING AV DE TO ALTERNATIVENE
<studere OOL: forskningsfront i to, beskrev også Darwinisme forskjellig>

OVERG? ((En som vil studere livets opprinnelse vil altså oppdage at forskningsfronten er delt i to: noen sverger til en tre-domene start av alt liv, mens andre mener det greier seg med to domener.)) Men Woese og Margulis er uenige også på andre måter. De beskrev Darwinisme på forskjellig vis. Woese oppfattet det med ett felles opphav og vertikal arv som grunnlaget for Darwinismen, mens Margulis mente at også hennes teori er i pakt med Darwins lære. ??? Darwin trodde jo at "novelties" ble ervervet gjennom livet, ikke gjennom arven. Og Margulis´ lære bygger på slik "Lamarckisme". At Darwin tok avstand fra teleologi så hun bort fra. For hennes Gaia er ikke annet enn en personifisering av teleologisk tenkning. Hun har i virkeligheten tatt totalt avstand fra det vi i dag oppfatter som Darwinisme, ikke bare i hennes teori for opprinnelsen til liv, men også for utvikling av høyerestående liv. Når hun påstår at nye gensekvenser i eukaryoter kommer fra et intelligent nettverk av bakterier og ikke fra mutasjoner, er dette langt fra den måten Darwin tenkte.

FLETTE INN NOE OM ikke mutasjoner?

Vi skulle tro at av de to teoriene for opprinnelse til liv ville den som er mest i pakt med Darwin være foretrukket, men i dag ser det ut til at flest går for den som er minst Darwinistisk. Det publiseres en del for begge teoriene. Charles !!, som samarbeidet med Woese publiserer en del for tre-domene-teorien ((MER OM NO CAPTIVE MITOCHONDRIA SENERE?)) Men populær-litteratur har kanskje større gjennomslagskraft. Det finnes mye populærlitteratur for begge to-domene-teoriene. Margulis´ sønn Dorian Sagan skriver til støtte for som mor, og Nick Lane publiserer mye til støtte for Martins hydrogen-hypotese. Sistnevnte har antagelig best gjennomslagskraft, da han har bakgrunn i biokjemi(??). Men denne varianten er om mulig enda mer ikke-Darwinistisk enn Margulis´ teori. Mens Margulis trodde at en arkebakterie gradvis ble større og kunne ta opp både en kjerne og diverse organeller, sier hydrogen-hypotesen at noe helt usannsynlig skjedde kun én gang i historien, og antagelig bare en gang i vår galakse. En arkebakterie tok opp en eubakterie, og deretter startet alle de prosessene som, nærmest spontant, genererte en kjerne, endret eubakterien først til et hydrogenosom, så til en mitokondrie og kreerte alle de andre organellene og alt annet som er spesielt for eukaryoter.

I stedet for Darwinisme ser det ut til at de har basert seg på biologisk predeterminasjon. Dean H. Kenyon og Gary Steinman publiserte i 1969 boken "biochemical predestination" med en teori om at molekyler er predestinert for liv bl.a. ved at proteiner folder seg til de nyttige enzymene. Senere sluttet Kenyon seg til "Intelligent Design"-gruppen.

Senere har Günter Wächtershäuser, en tysk patent-ingeniør med kjemi som spesialfelt tatt opp ideen og brukt den i sin "jern-svovel-verden", hvor han bl.a. sier "Nothing in early evolution makes sense except in the light of underlying bouts of chemical predetermination". Han?? (nei Martin) hevder at livet oppsto ved undersjøiske varme kilder og at en meget kompleks syklisk prosess som alle aerobe organismer bruker, sitronsyre-syklusen, oppsto gjennom kjemisk predeterminasjon her. Dermed var energi sikret for videre utvikling av liv, og RNA ble dannet først etter at meget komplekse protein-baserte enzymer hadde oppstått gjennom predeterminering. Hvis denne predetermineringen fantes i kjemiens lover, som han påstår, må den vel fortsatt finnes, men det er ikke enkelt å vise det, selv om mange forskere jobber med akkurat dette enda i dag.

Martin og Lane bruker Wächtershäusers teorier som grunnlag for sin hypotese når det gjelder hvordan fri energi ble tilgjengelig, og utvikling av organeller som mitokondriene kunne vel også skje spontant med støtte i predeterminering.

FLYTT OPP? Lanes "forklaring" på opprinnelsen til eukaryoter er altså at utviklingen hadde stoppet opp og ble gjenopptatt da det ble en ny arkitektur, som i følge ham er nødvendig for økt energiproduksjon. Forklaringen som han fremfører er at energiforsyningen ikke var tilstrekkelig for ytterligere økning i genomstørrelse. For en dataingeniør er dette ulogisk, da et programlager ikke bruker energi av betydning. Det er avlesning og prosessering av informasjon som krever energi. Jo mer prosessering, jo mer energi. For en levende celle tilsvarer dette produksjon og bruk av spesielt proteiner, men også RNA (rest fra RNA-verdenen). Denne produksjonen øker med volumet til cellen, ikke med kompleksiteten eller genomstørrelsen. I likhet med en datamaskin kreves ikke energi for å holde den primære informasjonen i hovedlageret ved like. DNA i genomet er svært stabilt, og det forbruker energi bare når det skal repliseres, dvs. når en ny celle skal dannes, eller en sjelden gang når det skal repareres, f.eks. pga. skader fra solstråling. Lanes forklaring er derfor gal. Den er imøtegått flere ganger, fra forskjellige forskere og med forskjellige argumenter. REF.

Martin og Russel har videreført Wächterhäusers ideer om tidlig utvikling av energi videre ved at de foreslår "hydrothermal vents" som et sted hvor Ws jern-svovel verden kan ha blitt dannet. Disse ideene er på et vis et skritt tilbake til foskningsfronten før Watson & Crick presenterte DNA-strukturen in 1953. Det ble da klart at DNA og ikke proteiner er bærer av genetisk informasjon. Wächterhäuser, M, R og L mener at jern-svovel verdenen kom før RNA-verdenen. De mener at komplekse proteiner ble dannet uten noen form for genetikk. Denne hypotesen er basert på antagelsen at de kjemiske lover er predeterminert for å skape liv. Og da snakker vi om veldig komplisert liv. Wächterhäuser kritiserer teorier som baserer seg på RNA-verdenen for at sannsynligheten for spontan dannelse av de nødvendige enzymer for transkripsjon og translasjon er for alt for liten uten noen form for predeterminering. Eugene Koonin har beregnet denne sannsynligheten, REF, og funnet ut at vi må basere oss på et nærmest uendelig antall parallelle universer (multiverser) for å forklare det.

Når (Nick) Lane "forklarer" opprinnelsen til liv er det ut fra behovet for energi. Han refererer da til Ws jern-svovel verden som et alternativ til RNA-verdenen. Lanes teorier, (som baserer seg på W) er derfor teleologiske. SJEKK: (SE OVER) Martin tar ikke avstand fra Lanes forklaringer, så vi må anse to-domene-teoriene generelt som teleologiske. Da de samme kjemiske lovene må antas å gjelde også i dag, må vi anta at kjemisk predeterminering fortsatt styrer livets utvikling, dvs. at to-domene-teoriene generelt er teleologiske og derved tar avstand fra Darwinistisk tankegang. En overgang til Darwinisme har ikke blitt skjøvet tilbake i tid i forhold til tre-domene modellen. Denne overgangen, hvis den i det hele tatt vil finne sted, er skjøvet ut i fremtiden.....@@@@@@.....

AVSN? Hvis vi legger dette til grunn som et alternativ til Margulis´ tankegang, har vi to forskjellige modeller for to-domene basert opprinnelse. Men begge er basert på teleologi. Det kan vel ikke være slik at forskere i dag synes det er helt greit med teleologi? Det må heller være den diffuse beskrivelsen av progenotene hos Woese, og at endosymbiose-teoriene forklarer likheter mellom bakterier og mitokondrier.

Endosymbiose-teoriene er også avhengig av en forklaring på at det finnes to så forskjellige bakterier (basert på translasjon). Men hvorfor må cellulært liv starte med to eller tre domener? Hvorfor ikke bare ett. Er det plass for enda en teori i forskningsfronten eller begynner det å bli trangt? Hvorfor er ikke en slik mulighet blitt lansert? Det har faktisk blitt vist at eukaryoter har mange flere rester fra RNA-verdenen enn bakteriene, og derved skulle det ligge an til en rot som bare består av ett domene. En serie artikler som beskriver dette er blitt lansert, alle anført av Penny REF. Men forskere innen dette feltet er tydeligvis for opptatt av å slåss om det skal være to eller tre domener til at de tar notis av slike artikler. Og bakteriell opprinnelse til liv er mye mer opplagt. Bakterier er mye enklere og mindre. Men da denne antagelsen opprinnelig ble gjort, var bakteriene også ett enkelt domene.

TA MED?
Pennys teori om eukaryot opprinnelse krever en forklaring på hvordan bakteriene oppsto fra eukaryoter. Patrick Forterre REF har en slik forklaring. Den kan virke nokså søkt, men på den andre siden unngår man helt overgangen fra bakterier til eukaryoter. (ER NEVNT OVENFOR?)

FRA Oscarsborg:

BRUK I EGEN OM Margulis? (HAR MED OM KOMITE-ARBED!):

Margulis gjorde narr av de som kan tenke at kjemi og fysikk kan være grunnlaget for utvikling. Hun fremstilte tilhengere av neo-Darwinismen som "a minor twentieth-century religious sect within the sprawling religious persuasion of Anglo-Saxon Biology". Det hun sikter til er komitéen "Society for the Study of Evolution".

REF https://en.wikipedia.org/wiki/Modern_synthesis_(20th_century)

Jeg kan være enig i at denne gruppen ikke representerte den beste fremgang i evolusjonstenkning. Vitenskap er vel egentlig ikke komité-arbeid. Argumentet for å enes om én teori var å unngå argumenter fra tilhengere av "Intelligent Design" om at vitenskapen spriker. Den beste fremgang ble imidlertid gjort av de som valgte å stå utenfor komitéen og stole på egen tenkning. En av dem var Stephen Jay Gould, en annen Motoo Kimura. Deres tanker er videreført av folk som XXXX May. Men det finnes fortsatt noen tilhengere av komitéarbeidet: Richard Dawkins og XXX David? Dennett??.

Oscarsborg HIT

NYTT 21. august:

NYTT Trening 21. aug Om teleologi og/eller sen spredning. Før 1970 var teoriene mye mer logiske. Ett domene og ingen behov for teleologi. Den gjengse teorien sa at bakteriene oppsto først, og en bakterie utviklet seg til å bli en eukaryot. Det er komplikasjonene som Woese og Margulis har innført som har medført løsninger som tar avstand fra Darwin på forskjellige vis og som er svært komplekse. Men det finnes en løsning. Det er ikke gitt at livet må ha startet med bakteriene. Det er funnet sikre bevis gjennom to-roms fossiler på at eukaryotene eksisterte for ??? mill år siden. Det er funnet ett-roms organismer som er ytterligere ?? mill. år eldre. Men disse behøver ikke nødvendigvis være bakterier. De kan være forløperne til eukaryotene, før disse fikk et ekstra rom.

Ved å anta at eukaryotene ble dannet før bakteriene kan vi forklare at rester fra RNA-verdenen finnes vesentlig hos eukaryotene. Dessuten kan introner lett forklares, ved at disse eksisterte fra RNA-verdenen, men at de ikke ble med i den prosessen som dannet bakteriene. Det er spesielt kjernen som inneholder rester fra RNA-verdenen. Hvis vi antar at det første rommet i cellen var kjernen, kan vi derfor lett forklare dette. En annen egenskap kan også lett forklares på denne måten. Eukaryoter utvikles mye raskere enn bakterier. Slik har det trolig alltid vært. Hvis eukaryoter var de opprinnelige organismene, kan all den utvikling som gikk forut for den eldste felles stamfar for alle nålevende organismer forklares uten at vi må ty til forklaringer som tap av utviklingsevne.

Opprinnelse til liv basert på eukaryoter har vært foreslått. Poole, Penny +. I kombinasjon med reduksjon av eukaryoter til bakterier ved "thermoreduction", Patrick Forterre. Denne teorien hevder altså at den gamle teorien om at bakteriene var de opprinnelige er feil. De beholder den etter hvert mest brukte opprinnelsen for mitokondrier og kloroplaster, ved endosymbiose. De som i dag hevder at endosymbiose-teorien er feil bygger enten på den teorien som gjaldt før 1970 REF Roos, eller de er tilhengere av Woeses 3-domene-baserte teori. REF Charles+. Denne artikkelen viser egentlig klart at mitokondrier ikke kan være basert på endosymbiose.

Det en-domene scenariet som jeg presenterer her er basert på at både bakteriell opprinnelse og endosymbiose er feil.

NYTT 21. aug. HIT. SJEKK MOT DET UNDER

<Penny, ROOS, Tom, Charles> SJEKK MOT DET OVER (bruk Tom?)

Penny holdt fast på endosymbiose for opprinnelse til mitokondrier og kloroplaster, men det finnes også de som i nyere tid hevder at ingen organeller er dannet ved endosymbiose. ROOS!!! MER REF. Det er ellers ikke noe spesielt med evolusjon uten endosymbiose. Dette var den helt dominerende teorien før ca 1980, dvs. før Margulis´ teori slo igjennom, og før Woese viste at det er to typer bakterier. Thomas Cavalier-Smith MER HERRR! FLETT INN: Foruten Woeses teori er det prinsipielt fem teorier REF for opprinnelsen til eukaryoter og bakterier. Tre av disse har bare ett domene, mens to av dem har to domener. FLETT HIT Charles ?? REF har sammen med ?? vist at sannsynligheten for at mitokondrier oppsto ved endosymbiose er forsvinnende liten (10^-44?). De har imidlertid ikke hevdet at opprinnelsen er fra ett domene. Charles var i sin tid en nær samarbeidspartner med Woese, og artikkelen støtter også tre-domene opprinnelse.

NYTT; SJEKK: Minst en av disse teoriene må være feil. Men må en være riktig? Er det kanskje plass for en tredje teori.

FRA LEGE: Jeg vil sammenligne teoriene etter hvordan de forholder seg til nyere oppdagelser som introner og RNA-verdenen. Som nevnt ovenfor toner 2 ned betydningen avRNA-verdenen. 3 nevner den som en del av progenote-perioden, men uten å forklare overgangen til protein-verdenen. Opprinnelsen til introner og hvordan disse har utviklet seg er vesentlig for å kunne forstå 2. Teoriene gir imidlertid ikke noen gode svar. Når det gjelder 3 er det bare å ta til underretning at introner har utviklet seg helt forskjellig under dannelsen av eukaryoter i forhold til bakterier.

NYTT HER? (SKREVET FØR?) Det ser ut til at to-domene-varianten tar avstand fra Darwinismen, og lener seg heller på Lamackisme og teleologi. Allikevel kan det virke som den er mest populær. I de senere årene ser det også ut til at de som står bak teorien beveger seg i retning "metabolism first" og hevder at livets katalysatorer, også i tidlig fase var bygget av proteiner, ikke RNA. Blant forskere som jobber med tidlig utvikling, som ofte omtales som "Origin of life" er det omtrent full enighet om at livet har startet med RNA. Det er derfor liten sammenheng, noe min teori vil gjøre noe med.

ER DET GRUNNLAG FOR EN NY TEORI?

Men hva hvis både bakterie-først antagelsen og endosymbiose-teorien er feil? En slik teori ville bevege seg veldig langt fra forskningsfronten, og sannsynligheten for at den ville bli tatt på alvor kan bli veldig liten. Men skal man derfor avstå fra å foreslå noe slikt? Erik Tunstad REF har i et foredrag til norsklærere i ??skolen forklart om farene ved at elever lar seg pådytte feilaktig informasjon fra grupper som har interesser av å hevde sitt syn. Det ligger i menneskets natur (og andre dyrs) å følge strømmen i stedet for å tenke selv. Dette gjelder også blant forskere. Og tidsskrifter (journaler!), Wikipedia og lærebokforfattere er ikke noe unntak. Derved kan den informasjonen som en skal passe seg for finnes i kilder man vanligvis bør stole på, og det kan til og med være pensum. Det gjør det ekstra utfordrende å tenke selv.

Jeg har allikevel gjort et forsøk på å lansere (SKRIV OM?) en teori som har ett domene i rota på treet, som ikke har noen endosymbiose og derved unngår en rekke problemer REF QUORABLOG!, og som er i henhold til neo-Darwinismen. Min bakgrunn for å velge et emne å studere videre var nok ganske ulik den tilnærmingsmåte de fleste forskere bruker. Jeg har det inntrykk at forskere er svært opptatt av publisering, og den sikreste måten er nok da å velge seg et emne og lese seg godt opp i forskningsfronten på dette. Så finner man noe innen dette området som det ikke er publisert noe om enda, forsker videre på dette og publiserer. For de som vil forske på opprinnelse til encellet liv er det da snakk om å ta et valg. Har jeg mest tiltro til 3-domene opprinnelse eller 2-domene-opprinnelse? Jeg tror mange lar seg påvirke av hva andre tenker, hvor mange som for tiden er tilhengere av den ene eller den andre teorien. Det er jo, som Tunstad påpeker, helt naturlig. nytt, sjekk: Populisme-problemet kan være større enn når det gjelder f.eks. homeopati i forhold til legevitenskap. Den sistnevnte baserer seg på ufeilbarlige vitenskapelige prinsipper, mens teorier om livets opprinnelse ikke kan bevises. (MER?) Jeg var ikke drevet av publisering da jeg begynte å studere dette emnet rundt 1990. Margulis og Woese kom fram til sine teorier basert delvis på egne eksperimenter. For Margulis mikroskopiske studier, godt støttet av bl.a. russiske teorier fra forrige århundreskifte og nylige funn av DNA i organeller. For Woese var det fylogenetiske studier basert på sekvensering av visse RNA molekyler. Mitt utgangspunkt var at jeg ønsket å forstå dette, kun basert på tilgjengelig litteratur, ikke med tanke på egen publisering, men rett og slett nysgjerrighet. Jeg ville finne et scenario for livets utvikling som jeg selv hadde tro på. Jeg fant mye interessant i det som var publisert, men det gikk relativt fort opp for meg at ingen av de herskende teoriene kunne være riktig. Jeg valgte å se bort fra mange av de konklusjonene jeg fant i artiklene, men i stedet lete etter hva som var fakta. Som ingeniør og oppfinner er jeg vant til denne måten å tenke på. Elon Musk har uttrykt det slik: "Boil things down to fundamental truths and then reason up from there." ((Jeg har jobbet med dette som en hobby. Det er først i de senere årene at jeg har hatt tid til å skrive ned mine funn. ))

SJEKK OVERGANG!

Jeg vil begynne med å oppsummere de to teoriene og se hvilke fundamentale sannheter disse bygger på. Woeses teori kan fremstilles slik:

3-domene ekspansjon

Woese peker på en fundamental sannhet: Som vi har sett er de mest fundamentale i Darwins lære at alt liv har et felles opphav. Men dette livet som alt liv i dag kan spores tilbake til må en gang ha blitt satt sammen av enkeltmolekyler. Woese ser for seg at denne perioden har vart helt til den ble oppløst av en deling i tre retninger for den videre utvikling. Som vi ser, danner Woeses "krystallisering" to organismer med ganske lik struktur og en med en mye mer kompleks struktur. Mange vil nok mene at overgangen fra samling av molekyler til den ekspansive, Darwinistiske perioden må ha vært mye tidligere enn dette, og to-domene-teoriene har tatt ut dannelsen av eukaryoter:

2-domene ekspansjon

Her er det tenkt at overgangen til ekspansiv utvikling resultert i bare to grupper, eubakterier og arkebakterier. Eukaryoter har oppstått ved kombinasjoner av disse to. Prosessen har fire trinn:

Noe som kan sammenlignes med Woeses progenot ga opphav til eubakterier og arkebakterier
En arkebakterie tok opp en eubakterie. Sistnevnte ble en mitokondrie eller noe som utviklet seg videre til den
En kjerne ble dannet
Under kontroll av kjernen ble de øvrige organellene dannet (unntatt kloroplast, som også ble importert)

En fundamental sannhet som denne teorien bygger på er at noen organeller har mange likheter med bakterier. Men prosessen forklarer f.eks. ikke hvordan cellekjernen ble dannet, og heller ikke hvorfor andre organeller, som her er tegnet som sirkler, dannes av kjernen, selv om de kan være ganske lik de organelle som kan ha vært bakterier.

FLYTTET!

SJEKK OVERGANG HVIS FLYTTER:

De to gjeldende teorier sliter med å forholde seg til mange av disse sannheter, og i tillegg er det flere problemer med de ovenfor viste scenarier. For 3-domene teorien er noe av problemet at det er få detaljer i Woeses progenote-teori. I følge Hyman Hartman REF, mente Woese at progenotene brukte RNA is stedet for DNA for replikasjon, og både replikasjon og translasjon hadde høyere feilrater. Han ser for seg at det allikevel var en transkripsjon, fra RNA til RNA (SJEKK). Jeg tror han tar feil her. Jeg tror DNA var i bruk lenge før det var noen antydning til translasjon. Overgang fra RNA til DNA er jo så enkelt i forhold til det uhyre komplekse translasjonsapparatet. Jeg finner det urimelig at den nødvendige overgangen mellom samling av features og Darwinistisk spredning. Jeg tror denne overgangen var mye tidligere. Jeg ser ingen grunn til at ikke Darwinistisk utvikling kunne gjelde også i RNA-verdenen. (ANDRE STEDER??).

2-domene-teorien har mer detaljer om det som skjedde etter at ekspansjon startet. Men denne inneholder en del problemer. Ett problem er opprinnelsen til kjernen. Et annet problem er at en erkebakterie skal ha fått muligheten til å ta opp en bakterie (phagocytosis)???. Vi finner ikke noe slikt blant dagens arkebakterier.

(KONKLUSJON PÅ 2-domene)
BRUK I vurdering av 2-domain?: teleologi har etter min mening ingen ting å gjøre i en vitenskapelig teori. En kan nok tenke seg endosymbiose uten at den må være kontrollert av en intelligens. La oss se hvordan Martin og Nick Lane argumenterer for dette. I stedet for å basere endosymbiosen på en intelligent operator bruker de sannsynlighetsregning. Den prosessen som danner den første endosymbiosen, dannelse av mitokondrier ved å ta inn en aerob bakterie eller indirekte via en anaerob bakterie, er etter Nick Lanes mening ikke umulig, men uhyre usannsynlig. Han mener at Jorda kan være den eneste planet i verdensrommet hvor dette har funnet sted. REF. Men premien som oppnås gjennom denne usannsynlige hendelse er enorm. Den er nøkkelen til å skaffe den nødvendige energi for at livet kunne bli mer komplekst.

NYTT 19. august: (FLYTT NED?)

Et overordnet mål for min nye eller foretrukne teori var at den ikke skulle på noen måte være avhengig av teleologi. Et sterkt alternativ var jo da den teorien som var gjeldende før ca. år 1977. Woese hadde da vist at det er ikke bare en type bakterier. på ett eller annet vis måtte de ha delt seg i to grupper. Woese hadde en forklaring som gav opphav til både disse og til eukaryotene. Men dette var en spontan overgang fra noe ukjent til noe kjent. To-domene-alternativet(?) virket for flertallet som et bedre alternativ. Thomas Cavalier-Smith er antagelig den biolog som har de aller største kunnskapene om molekylære strukturer i alle mikroorganismer. Han valgte en mellomting mellom de to hovedteoriene som utgangspunkt. I hans "archaezoa" hypotese tonet han ned betydningen av eventuelle endosymbiose-prosesser ved å hevde at eukaryotene utviklet seg mye før de første mitokondriene var dannet.

https://www.nature.com/articles/339100a0.pdf

Men senere har han endret teorien til å bli mer i samsvar med to-domene-varianten:

TOM 2006 endosymbiosis:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1634775/

(DETTE ER SAMMENLIGNING)

I valget mellom to- og tre-domene variantene / teoriene er tre-domene-varianten langt å foretrekke, da den ikke baserer seg på noen form for teleologi. Men den bygger på en hypotese om at utviklingen var ikke-Darwinistisk helt til livet hadde antatt en ganske moderne form. To-domene-varianten er også basert på et domeneskille. Selv om dette ville være lenger tilbake i utvikling, kommer dette problemet i tillegg til problemet med teleologi. Det er også en mengde andre problemer med denne teorien REF.

FLYTT? eller intro til min teori?

En kan lure på hvorfor Woeses teori ikke har fått mer gehør, når den eneste konkurrenten er bygget på så lite vitenskapelig grunnlag. Noe av problemet er nok at Woeses teori er nokså diffus. Sammenligningen med avkjøling av en væske som krystalliserer gir ingen forklaring på hvorfor livet ble delt i tre grupper på den måten vi kjenner det. Og at en gruppe ble eukaryoter er spesielt vanskelig å forstå. Hvorfor skulle en gruppe bli så forskjellig fra de andre to når det gjelder utviklingsmekanismer!!!, struktur og rester fra RNA-verdenen. Slike rester finner vi spesielt i eukaryotenes kjerne. Det er ikke lett å forstå hvorfor den gruppen som har de beste utviklingsmekanismene også er den som har mest rester fra tidlig utvikling.

MIN ALTERNATIVE TEORI
Generelt

Den teorien som jeg vil lansere som et alternativ til de to rådende teoriene er en en-domene teori. Den er basert på at det som virker mest opprinnelig, eukaryotenes kjerne, også er det mest opprinnelige. De første eukaryotene ble dannet ved at kjernen fikk en ytre cellerom, cytosol, i følge teorien "Eukaryote Expansion Theory". REF. Deretter ble organellene dannet, i følge teorien "Organelle Escape Theory". Noen av disse ble pendlerorganeller. Det var to organelletyper som ble pendlerorganeller. For begge gjaldt at enkelte var så autonome at de kunne overleve selv om vertsorganismen døde ut. Disse pendlerorganellene ble bakterier, enten erkebakterier eller eubakterier, avhengig av organelletype. REF. Jeg lanserte teorien i 2001, med en artikkel i Universitetsavisa ved NTNU. Grunnet andre oppgaver fikk jeg ikke så mye tid til å jobbe med teorien de følgende årene, men jeg har brukt mer tid på den i de senere år, spesielt siden slutten av 2018.

<sannheter: introner, RNA-verden

En av de ufravikelige sannheter jeg fant var at eukaryoter har spliceosomale introner, mens disse er total fraværende hos bakterier. En annen kjensgjerning som ikke kan betviles er at proteiner produseres ved translasjon, basert på RNA, (((( FÅ MED ANNET STED? en tredje er at eukaryotes utvikles seg enormt mye mer enn bakterier))). Det er opplagt at denne fasiliteten ikke kan være primitiv, men av nyere dato. Derved må det ha eksistert en verden før translasjon, og RNA peker seg ut som en selvsagt kandidat for kontroll av metabolisme før translasjon var på plass.

Det er ingen grunn til at RNA-verdenen skal følge noen andre lover enn den moderne proteinverdenen. Jeg regner derfor med at Darwinismen gjelder like godt der. Jeg har ikke inkludert noen kjemisk predeterminering i min teori, og heller ingen annen form for teleologi. Jeg kjenner meg ikke i det hele tatt igjen i Koonins beregning av sannsynligheter for at translasjon skulle bli dannet. Det er etter min mening ingen grunn til at transkripsjon og translasjon skulle starte samtidig. Transkripsjon er mye enklere, og på samme måte som RNA polymerisering ved hjelp av en RNA-basert polymerase, har også transkripsjon fra DNA blitt dannet tidlig i RNA-verdenen. Jeg ser ingen grunn til å snakke om en separat DNA-verden. RNA-verdenen varte helt til translasjon var på plass og proteiner kunne overta i enzymer. DNA hadde da trolig vært i bruk i lang tid som støtte for RNA, slik det brukes i dag. Etter min mening er derfor også Hartmans beskrivelse av progenotene misvisende. Hvis translasjon eksisterte, så var nok også DNA i bruk. Det er heller ingen grunn til å anta at translasjon ble dannet som et kode-oversettelses-system. Det ble ganske sikkert opprinnelig dannet for en helt annen funksjon REF. Den manglende forbindelsen mellom en RNA-verden slik de fleste ser den for seg og domenedannelse er nok et resultat av for langt drevet spesialisering. Noen forskere jobber med å finne ut hvordan RNA og RNA-polymerisering kunne dannes, mens andre jobber utelukkende i en proteinverden. Det må være lov å spekulere litt i hvordan en RNA-verden kunne ha vært, selv om det ikke er så lett å finne rester fra denne perioden. TA MED?:Men med den teorien som presenteres her er det mange rester som man ikke tenker over med de konkurrerende teoriene REF (kjerne/nukleotid?(co-enzymes) ++)

FLYTTET HIT:
FLYTT#$%: SJEKK om flyttes til ny!

Som jeg senere skal vise, er det tre muligheter, men jeg vil her bare vise den ene, som jeg mener kan løse alle de problemene som de andre ikke kan løse:

1-domene ekspansjon

Også her er det fire trinn:

En organisme som jeg vil kalle "karyon" fikk en ytre membran. Derved ble cytosol dannet
Alle organellene dannes etter hvert
Organellene utvikles, og to organelletyper blir pendlerorganeller
Noen av penderorganellene overlever når deres vertcelle dør ut. De blir eubakterier og arkebakterier

Teorien er direkte i samsvar med "livets tre", slik det fremkommer av Woeses analyse, som vist i begynnelsen av denne artikkelen. Den mest naturlige tolkningen er da at eukaryotene, som er vist i stammen, dannet grunnlaget og ga opphav til bakteriene en etter en: først eubakteriene (Bacteria), så archaebakteriene (Archaea). Jeg vil nå komme til argumentene for at det ble denne teorien som ble resultatet av min analyse. Basert på det over har vi foreløpig følgende liste over sannheter som den nye teorien må forholde seg til:

1. Alt liv kan, basert på translasjonsapparatet, deles i tre domener

2. Det må ha vært en overgang fra samling (ikke Darwinistisk) til spredning av features (Darwinistisk)

3. Det finnes likheter mellom organeller og bakterier

Jeg vil legge til følgende som har kommet frem ved forskning i slutten av forrige århundre og begynnelsen på dette:

4. Det er helt utvilsomt at det har vært en RNA-verden. Før translasjon var oppfunnet, må livet ha vært basert på RNA som katalysator. Helt fra starten har RNA, ikke DNA, vært den genetiske bæreren for genomet (det som formidles gjennom arv)

5. Det er funnet at alle eukaryoter, men ingen bakterier har spliceosome introner

6. Det finnes anaerobe organismer som ikke har mitokondrier. Noen av disse har organeller med slektskap til mitokondrier.

7. Delingen i tre domener blir nokså uklar når man bruker andre gener, spesielt proteiner, som grunnlag

8. Fossiler av to-compartment celler (eukaryoter) er funnet i fossiler fra ????, mens celler med bare en compartment er funnet i fossiler fra ???

9. Nesten alle rester fra RNA-verdenen finnes i eukaryotenes kjerne. Unntaket er translasjonsapparatet, som finnes i cytosol, noen organeller og i bakterier. ((TA BORT? I tillegg har de to siste et forenklet replikasjonssystem som kan ha røtter i RNA-verdenen.))

10. Nesten alle gener som mitokondriene og kloroplastene bruker finnes i kjernen.

11. Organeller, også mitokondrier, kan bevege seg mellom vertsceller

Men også gamle sannheter som disse er fundamentale:

12. Eukaryoter har egenskaper som gjør dem i stand til å utvikle seg enormt, mens bakterier knapt nok utvikles, bortsett fra små tilpasninger

13. Eukaryoter har sex, mens bakterier formerer seg kun ved kloning

14. Jordas atmosfære var opprinnelig reduktiv, og den ble gradvis mer og mer oksidativ grunnet tap av hydrogen til verdensrommet.

Jeg vil utdype det siste litt mer: Selv om alt det opprinnelige frie hydrogen har forsvunnet fra atmosfæren pga. unnslipning til verdensrommet, dannes hele tiden nytt gjennom spalting av vann i ionosfæren. Resultatet etter unnslipning er fritt oksygen. Dette er svært reaktivt, og det reagerte med nesten alle de stoffer som fantes på overflaten av planetene til å begynne med. Det ville også ha reagert med alle organiske molekyler og umuliggjort opprinnelsen til liv. Livet må derfor ha lært å beskytte seg mot oksygen før noe fritt oksygen eksisterte. I dag hjelper livet til (gjennom planter og alger) å holde et høyt oksygennivå i atmosfæren, men ikke ubetydelige oksygennivåer ble dannet før livet bidro til dette. Vi kan se det samme i Mars´ atmosfære i dag. Den inneholder 0,13% oksygen. Det er ubetydelig i forhold til vår atmosfære, men det er 4 ganger mer enn det alt liv på jorda i dag først og fremst er basert på: CO2. Dette kan ha vært den viktigste kilden til karbon også da livet startet, selv om karbon fra begynnelsen forekom mest som metan (CH4). At atmosfæren på Mars inneholder oksygen er et godt bevis på at Mars har hatt vann. I dag er det ikke vann på overflaten og derved ikke målbar vanndamp i atmosfæren. Oksygennivået på Mars har derfor sannsynligvis vært mye høyere, uavhengig av om det har vært liv der. Hvis det har vært liv der, er det større sjanse for at det har redusert oksygennivået enn at det har bidratt til å øke det, da slit liv, som livet på jorden, først primært utnyttet oksygen som energikilde. Produksjon av oksygen er en veldig kompleks prosess. Den et resultat av at tilgang til hydrogen har nådd et lavmål. Når hydrogen ikke lenger er tilgjengelig fra ioner av f.eks. svovel og jern, må livet investere store energimengder (fra solenergi) for å hente det fra vann, med fritt oksygen som resultat.

Som nevnt er det tre muligheter for et scenario med ett domene, dvs. eukaryoter som de opprinnelige. I en variant er de to organellene av endosymbiont opprinnelse. Denne varianten har alle de problemene som er forbundet med endosymbiose. I den andre varianten har bakteriene oppstått ved at minst én, kanskje to forskjellige eukaryoter har blitt redusert til bakterier. Denne varianten unngår problemene med endosymbiose, men reduksjonen av eukaryoter til bakterier er et stort problem.

<RNA-energi, glykolyse>

Jeg tror, i likhet med de fleste, at vi ikke kan snakke om noe liv før et molekyl som kan kopieres eller kopiere seg selv. Bare RNA og DNA kan kopieres i dag, og ingenting tyder på at det var noe annet molekyl som hadde denne rollen før RNA. RNA er en den mest brukte energibærer i levende organismer i dag, også når det er proteiner som er katalysator. Energien REF kommer fra ryggraden i RNA (eller for så vidt også DNA, men det forekommer vel så vidt jeg vet ikke).

Wächterhäuser har noe rett i at kjemien av seg selv kan danne strukturer som livet kan dra direkte nytte av. Et eksempel er lipoproteiner??, som danner membraner direkte. Men jeg ser ikke på dette som predeterminasjon for liv, men heller at livet tilpasser seg forskjellige molekylers egenskaper. Det er ingen grunn til å betvile at den grunnleggende delen av metabolismen kan kontrolleres vha. RNA. Glykolyse lager alle byggesteinene for RNA, DNA og membraner. I mangel av translasjon kan korte polymerer, f.eks. av aminosyrer bygges vha. ribozymer. Stabil lagring av gener vha. DNA ble nok oppfunnet ganske tidlig, dvs. både transkriptase og revers transkriptase ble dannet av RNA.

NYTT 21/8: Jeg tror genetikken i slutten av RNA-verdenen var basert på en kombinasjon av DNA og RNA omtrent som i dag, bare at mRNA eksisterte kun som et avfallsprodukt. Karyon formerte seg ved celledeling, evt. også ved knoppskyting. Både primitiv mitose og meiose kan ha vært i bruk. Når organismene vokste i kolonier, var nok mitose mest vanlig, i kombinasjon med cellefusjon, mens meiose kan ha vært mer vanlig når celler opptrådte enkeltvis. OM blubs (knopper) -> kanaler.!!!.stromatolitter.

OVERGANG Knoppene kan ha blitt brukt for å bryte ned avfallsproduktene, dvs. pre-mRNA og velbrukte ribozymer. Et biprodukt av denne nedbrytingen var kjeder av aminosyrer. Denne nedbrytingen dannet derfor grunnlaget for translasjon REF. Genomet besto da, som nå, av vekselvis introner og exoner, som jeg vil kalle "pre-introner" og "pre-exoner", som vist i figuren nedenfor:

FIGUR

Det var pre-intronene som ble linket ut og brukt som ribozymer, evt. etter en del postprosessering. Pre-exonene ble ved utlinking av pre-intronene koblet sammen til lange kjeder, som ble sendt til knoppene for å brytes ned, se figur:

FIGUR

Utlinking av pre-introner var omtrent identisk med den prosess som i dag brukes for å lage mRNA, ved spleising av exoner. Med en primitiv form for translasjon på plass i knoppene var ikke veien lang til moderne eukaryoter. De aminosyresekvensene som ble produsert var helt tilfeldige, men etter hvert ble noen nyttige, i første omgang som støtte for ribozymer. Og gener, som delvis produserte sett av ribozymer og pre-mRNA som avfallsprodukt, kunne selekteres på grunnlag av peptidet (etter hvert proteinet) som var et biprodukt.

Akkurat som såpebobler kan forenes når de blir liggende inntil hverandre kunne knopper kobles sammen ved fisjon, se figur:

FIGUR

Etter gjentatte fusjoner ville et nytt cellerom dannes, cytosol. Med cytosol på plass var karyon omdannet til en eukaryote med en kjerne og en membranstruktur som var "til overs". Denne ble til endoplasmatisk retikulum (ER), som vist i figuren nedenfor:

FIGUR

Etter at knopper har blitt koblet sammen rundt hele kjernen, kan det se slik ut:

En spesiell kanaltype ble dannet, slik det er vist under:

figur

Disse kunne brukes på forskjellig vis, LISTE HER, vis til NY TEKST

I scenario: blubs kobler til hverandre mellom to naboceller, danner kanaler. kan dette være forklaringen på stomatoliter?. Egne porer for bruk i kanaler.

Translasjon

Som en del av eukaryot-ekspansjonsteorien ble translasjon dannet, som et biprodukt av den mekanismen som var i bruk for å bryte ned brukte ribozymer og RNA-sekvenser. Da disse produserte peptider i knoppene, ble dette etter hvert en nyttig mekanisme.

Dannelse av BLUBS OG CYTOSOL (under translasjon) ????.

HUSK REF OOL

Organeller

Organeller ble dannet for forskjellige formål, men her er det spesielt to som er interessante, da de la grunnlaget for bakteriene. De ble og blir brukt i cellenes energi-metabolisme. Jeg har kalt dem organelle A og B. De ble henholdsvis, etter en periode med pendling for å understøtte sin vertscelle, henholdsvis arkebakterier og eubakterier.

DISSE ORGANELLER "RØMTE" (under organeller)

KONKLUSJON?

Dette scenariet forklarer hvordan livet har oppstått som enkle RNA-organismer (karyon), hvordan disse fikk hjelp av DNA for sikrere lagring og genetisk informasjon og hvordan translasjon kunne ha oppstått som biprodukt av en måte å kvitte seg med enkelt-aminosyrer. Videre forklares hvordan proteinene ble dannet i bobler som ble benyttet for kommunikasjon med omgivelsene. Disse boblene ble større og flere, og til slutt ble de forent og dannet en ny, sammenhengende membran. En organisme med kjerne og cytosol var dannet, hvor translasjon foregikk i cytosol. Organeller ble dannet, noen ved enkelt invaginering og andre med dobbelt. De sistnevnte fikk to membraner. To av disse ble delvis brukt lokalt, delvis som pendlerorganeller. Pendlerorganeller som ble gjort selvstendige nok, kunne overleve selv om deres vertsorganisme døde ut. De to organellene ble dannet på forskjellig tidspunkt. Derfor ble deres translasjonsapparat veldig forskjellige. Andre gener dannes etter behov, og oppdateres etter behov. Mye av det som er blitt regnet som horisontal gentrafikk er i virkeligheten slik oppdatering av gener fra kjernen

NYTT: Opprinnelsen til det aller første liv
Liv er organismer som kan opprettholde seg selv, dvs. produsere den nødvendige energi og formere seg. Virus er derfor ikke liv. De kan formere seg, men ikke selvstendig. De benytter en vertsorganisme for å skaffe energi og for en del av de prosessene som trengs. Jeg vil senere vise hvordan virus oppsto, men jeg vil først se på hvordan primitivt liv kan ha oppstått. Det er en del teorier om hvor dette kan ha skjedd. En teori, panspermia, hevder at livet oppsto utenfor jorden og har kommet hit f.eks. via meteoritter, en annen at det har oppstått i vanndråper i skyer (??). En tredje teori sier at livet har oppstått i fjæra eller i en "sølepytt", som Darwin tenkte seg. Noen teorier sier at livet må ha oppstått i leire eller mellom glimmerplater (SJEKK quora). Det er også foreslått at livet kan ha oppstått ved vulkaner eller varme kilder over eller under vann. .

REF: https://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis ++?

Jeg vil legge til en omgivelse som jeg tror har de nødvendige egenskapene: i oversjøiske huler.

Det som må skje der hvor liv dannes er:

1. de elementære molekylene som livet består av må dannes

2. disse molekylene må kobles sammen på en måte som gjør at de kan formeres ved at de kopierer seg selv

3. molekylene må ha en form for innkapsling

I 1952 ble det utført et berømt eksperiment. MER. Den gang var man mest opptatt av om aminosyrer ble dannet. Det var fordi det ble ansett som mest sannsynlig at proteiner var bærere av genetisk informasjon. Allerede året etter viste Watson og Crick ved hjelp av eksperimenter utført av Rosalin ??at DNA har strukturer som gjør dem velegnet for denne oppgaven, og senere er det vist at informasjon kan flyte slik:

FIGUR

gjennom transkripsjon, revers transkripsjon, translasjon og replikasjon. Protein kan ikke konverteres til noe annet, heller ikke til seg selv ved kopiering.

I 1958 beskrev Francis Crick dette som "det sentrale dogme i molekylær biologi". Mange vil si at dogmer ikke har noe å gjøre i vitenskapelig sammenheng. Det kan oppfattes som at det hevdes bare av bakstreverske grupper. Men dette er et ufravikelig faktum. Det viser at proteiner ikke kunne være det opprinnelige. På den andre siden ble det fort klart at RNA kan utføre de oppgavene som proteiner brukes for i dag, katalyse. Og RNA kan i likhet med DNA kopiere seg selv. Dette gjøres av enkelte virus. Det er opplagt at hvis vi antar at RNA dannet grunnlaget for tidlig liv, da kan vi redusere det som trengs til selvkopiering eller polymerisering av RNA. Det forandrer litt på kravene til omgivelsene. I tillegg til elementene hydrogen, karbon, nitrogen, og oksygen trengs også fosfor. Men det eksisterer kun i en form, fosfat (PO4). For å kunne lage alle de aminosyrene som proteinene består av, trengs også svovel. Uten svovel vil det være vanskelig å få til stabile proteiner, da svovel brukes i interne kryssbindinger.

Jeg vil begynne med en digresjon: Liv er avhengig, på forskjellig vis, av vann (H2O) og karbon, C. Når det gjelder vann, er det helt nødvendig for liv, mens karbon forekommer i tre former: kull, grafitt og diamant. Liv kan ikke benytte noen av disse, men likevel er karbon så sentralt for liv at "organisk kjemi" er definert som alle stoffer som inneholder karbon. Når det gjelder vann, finnes det i redusert og oksidert form, henholdsvis hydrogen og oksygen (med H2O2 som en overgangs-form). Ingen av disse er nødvendig i ren form, men er til stede i de fleste organiske molekyler. Oksygen er i ren tilstand svært giftig, og liv kunne ikke oppstått hvis det var tilstede da livet oppsto. I dag forekommer oksygen i store mengder. Men det tok lang tid før dette skjedde, og oksygen-nivået i hydrosfæren økte så sakte at livet greide å tilpasse seg. I tillegg til at oksygen er så reaktivt at det ville ødelagt alle de viktigste organiske molekylene gjør oksygen at hydrogen blir svært vanskelig tilgjengelig. I utgangspunktet finnes fritt oksygen fordi hydrogen hele tiden forsvinner til verdensrommet, og når det ikke lenger finnes stoffer som oksygen kan reagere med (f.eks. redusert jern og svovel), vil oksygen uunngåelig dukke opp i økende mengder. Samtidig forsvinner de stoffer som kunne være gode hydrogenkilder (de samme jern og svovelforbindelsene). Planter må derfor i dag investere store energimengder for å skaffe seg hydrogen fra den eneste tilgjengelige kilde, som er H2O. Veldig komplekse fotosyntetiske systemer har blitt konstruert for å få tak i dette hydrogenet. Biproduktet er oksygen, så plantene forgifter seg selv med sitt eget viktigste avfallsstoff. Plantene henter det livsnødvendige karbonet fra CO2, som i dag forekommer i svært liten konsentrasjon i atmosfæren, 0,03%. Heldigvis kan plantene takke sopp, dyr og noen bakterier for at de kan konsumere oksygen og samtidig produsere nytt CO2.

Selv om organisk kjemi er definert utfra innhold av karbon, finnes det et livsnødvendig molekyl som ikke inneholder dette elementet, pyrofosfat, som er en kjede av to fosfatgrupper. Fosfatkjeder er livets energi, og når de inneholder karbon, er det for at katalysatorene skal ha noe å gripe fatt i. Energien ligger i koblingen mellom fosfatgruppene. ATP er mest brukt. Det er en form av RNA. Slike molekyler har altså minst tre roller. De kan lagre energi, formidle genetisk informasjon og fungere som katalysatorer. Energi forekommer i levende organismer også i en annen form, som elektrisk ladning. Men for å lagre energi som elektriske ladninger kreves membraner og komplekse systemer for å omdanne energi, ATPaser. Disse er roterende omformere som finnes i membranene og kan omdanne kjemisk bindingsenergi i ATP til elektrisk ladning eller motsatt, elektrisk ladning til kjemisk bindingsenergi. Ws ide er at energi kunne eksistere som elektrisk i utgangspunktet og at den kjemiske energien derved kunne være sekundær. Derved kunne man unngå avhengigheten til RNA. Men når den elektriske energien omdannes til kjemisk, benyttes jo en av byggeklossene for RNA. ATP er en av de fire byggeklossene som RNA benytter. ((Og det finnes varianter som benytter de andre?))

GTPase for membrane fusion: https://www.nature.com/articles/s41467-018-06559-6

Jeg har fundert en del på hvorfor tidlig protein-hypotesen har fått fornyet tillit. Jeg har kommet il at det må henge sammen med tiltro til bakterier som de opprinnelige. Disse er jo i mye større grad enn eukaryotene basert (kun) på proteiner. Sekundær introduksjon av eukaryotene, og især kjernen, er direkte i samsvar med sen introduksjon av RNA-verdenen.

KONKLUSJON
De rådende teoriene for livets opprinnelse er basert på ikke-Darwinistiske fenomener som teleologi og spontane endringer. Dessuten er de uten forklaring på at to eller tre organisme-typer oppsto, ikke én, som ville vært mer naturlig. Jeg har her forklart hvordan livet kan være basert på kun én type organismer, og det er nå mitt håp at flest mulig ser at dette er en bedre scenario enn de tidligere presenterte. Jeg har vist at to viktige antagelser, bakterie-først og endosymbiose er feil. Ved å fjerne disse to antagelsene tror jeg videre utvikling av idlig-liv-scenarioer blir mye enklere. Men det er ikke lett å overbevise den som allerede har tatt et standpunkt. Jeg vil si som Martin: “You can’t convince everyone about anything in early evolution, because they hold to their own beliefs,” says Martin. “But I’m not worried about trying to convince anyone. I’ve solved these problems to my own satisfaction and it all looks pretty consistent. I’m happy.” Jeg er overbevist om at min teori er bedre enn Martins, og det håper jeg at de fleste som har lest denne artikkelen er enige i. Men det viktigste for meg, som det var for Martin, var å finne en teori som jeg kunne tro på selv, og som jeg kunne stå for, uten å måtte ty til usannsynligheter og teleologi.

BRUK HER ELLER I EGEN OoL-artikkel?:
Før translasjon var blitt oppfunnet er det svært lite sannsynlig at noen protein-baserte enzymer eksisterte, selv om peptider kan ha vært syntetisert for bruk i forbindelse med ribozymer. Fra starten var nok RNA også brukt som eneste gen-bærer. Da ble en RNA-basert RNA polymerase brukt for å kopiere RNA-baserte gener. Men overgangen til å bruke DNA er veldig enkel, og fordelen er så stor at DNA sannsynligvis lenge har vært i bruk der DNA har en fordel, dvs. for langtids lagring av informasjon. Jeg vil allikevel kalle det RNA verden så lenge ikke translasjon var oppfunnet, og RNA var den primære katalysator.

Søk i denne bloggen

Livets opprinnelse

Fra tre domener til ett i livets opprinnelse

Kommentarer

Legg inn en kommentar