Tävlingen om livets ursprung

”Ty härav kommer det sig att inte bara löss, vägglöss, loppor och inälvsmaskar blir våra gäster och grannar i vårt mänskliga elände, och liksom föds ut ur våra inälvor och exkrementer, utan också, om ett smutsigt klädestyg trycks in genom mynningen av en behållare, i vilken det finns vete, så förvandlar inom några få dagar (säg 21) jäsämnet, som sugits upp ur klädestyget, och som förändrats genom vetets lukt, själva vetet, täckt av en egen päls, till möss: och det är desto mer förundransvärt, att dessa slags insekter, som kan skiljas åt genom sitt köns särskilda kännetecken, fortplantar sig med dem som fötts av sina egna föräldrars säd.”1

Stycket är hämtat ur Ortus Medicinae, nedtecknat under första halvan av 1600-talet av alkemisten och läkaren Jan Baptist van Helmont (1580–1644). I detta så kallade ”recept på möss” la han fram ett (av flera) argument för vitalismen – uppfattningen att levande organismer kan uppstå spontant ur icke levande materia. Enligt vitalismen var livet ändamålsenligt ordnat och kunde inte förstås som resultatet av enbart mekaniska processer, utan styrdes av en särskild inneboende livskraft, vis vitalis, som särskilde det levande från det döda.

I mitten av 1800-talet hade man sedan länge slagit fast att varken löss eller möss uppstår spontant; de kräver föräldrar. Men mikroskopen hade öppnat upp en tidigare osynlig värld av mikroskopiska organismer, och vid studier av näringsrika lösningar som köttbuljong eller höextrakt verkade det som om sådana levande varelser faktiskt kunde uppstå spontant – även när näringslösningarna dessförinnan steriliserats genom omsorgs-
full värmebehandling.

Félix-Archimède Pouchet (1800–1872), fransk naturvetare och läkare, var en av vitalismens främsta företrädare. År 1859 publicerade han verket Hétérogénie, där han hävdade att han med otvetydiga experimentella bevis kommit fram till att mikroorganismer kan uppstå spontant i steriliserade näringslösningar. I sina resonemang anspelade han på en gudomligt instiftad organiserande kraft i allt levande, en kraft som attraherar och samordnar livlös materia och som ständigt verkar i motsats till nedbrytande processer. Slutsatserna som presenterades i boken stred dock mot en annan framväxande skola, vilken hävdade att allt liv, också det mikroskopiska, kräver föräldrar, och att dessa nådde de steriliserade näringslösningarna i Pouchets experiment via damm och partiklar i luften.

För att bringa klarhet i frågan och stilla den mycket intensiva debatt som blossat upp både inom och utanför vetenskapssamhället kring spontan generation av liv, utlyste den franska vetenskapsakademin år 1859 en tävling som utlovade en guldmedalj betingande ett värde på 2 500 franc (motsvarande närmare en miljon kronor idag) till den som ”genom rigoröst utförda experiment kan kasta nytt ljus över frågan om den så kallade spontana generationen”.2Frågan om livets ursprung skulle avgöras, och vinnaren utses av en kommission sammansatt av framstående och välrenommerade vetenskapsmän från olika för ämnet relevanta discipliner.

Till synes likgiltig inför uppståndelsen i Frankrike, publicerade Charles Darwin samma år sitt banbrytande verk On the Origin of Species, där han medvetet undvek frågan om livets ursprung. I stället riktade han sin uppmärksamhet mot olika arters uppkomst och evolutionen som genom livets historia binder samman allt levande, det han i bokens förord refererar till som ”mysteriernas mysterium”.3 För Darwin var livets existens en utgångspunkt, och han ansåg att frågan om livets ursprung låg utanför ramen för vad man med dåtidens kunskap borde spekulera kring. Som han uttrycker det i ett brev till en vän från den kungliga brittiska vetenskapsakademin några år efter att hans mästerverk givits ut: ”Det är för närvarande rent nonsens att tänka på livets uppkomst; man kan lika gärna försöka tänka på materiens uppkomst”.4

En av dem som däremot tog sig an tävlingen var den franske kemisten och apotekaren Louis Pasteur (1822–1895), vars experiment har kommit att bli skolboksexempel på hur en vetenskaplig hypotes bör prövas genom noggrant planerade experiment, upprepning och relevanta kontroller. I ett av de mest avgörande experimenten steriliserades näringsrik köttbuljong genom upphettning i en glaskolv med en snirklande hals, som mot öppningen blev allt smalare. Därefter förseglades svanhalskolven, som den har kommit att kallas, för att senare öppnas och låta den omgivande luften strömma in.5 Med undantag för svanhalskolven hade Pouchet genomfört mycket liknande experiment, och i dessa påvisat tillväxt av mikroorganismer i steriliserad näringslösning oavsett vilket slags luft de utsatts för: den smutsiga stadsluften i Paris, luft insamlad under en påkostad expedition till glaciären Maladetta på cirka 3 300 meters höjd – där luften ansågs särskilt ren och fri från mikroskopiskt liv – och till och med konstgjord luft berikad med syre, en komponent Pouchet och hans medarbetare ansåg vara ett av de nödvändiga villkoren för att liv skulle kunna uppstå spontant.

För att tillföra den steriliserade buljongen den syrerika luft som Pouchet hävdade krävdes för att ge upphov till liv, öppnade Pasteur mynningen i svanhalsens ände, och trots att den steriliserade buljongen nu kom i kontakt med luftens syre förblev den, i de flesta kolvar, helt klar och fri från mikroskopiskt liv. Ju renare luften var (om kolvarna till exempel öppnades på hög höjd), desto färre buljongprov grumlades av mikroskopiskt liv. När kolvhalsen i stället bröts av tätt intill nacken, så att luften kom i direktkontakt med vätskan utan att passera genom den långa, smala halsen, grumlades däremot buljongen inom kort. Detsamma skedde om man vickade kolven med svanhalsen intakt, så att vätskan kom i kontakt med ytan på halsen. Resultaten visade att det var luftens mikroskopiska partiklar som bar på livet. De fastnade på den inre ytan av kolvens hals medan syrerik luft passerade förbi, vilket var precis den hypotes Pasteur utgick ifrån, och själva orsaken till kolvens sinnrika utformning. 

Pouchet försvarade trots detta sina slutsatser och hävdade bland annat att Pasteurs långvariga upphettning hade förstört buljongens vitala kraft. När den franska akademins kommission, som ett svar på kritiken, begärde en upprepning av experimenten avstod dock Pouchet, varpå kommissionen slog fast exaktheten i Pasteurs experiment, och utsåg honom enhälligt till tvistens segrare.6 Trots detta fortsatte debatten i ytterligare en tid, bland annat mot bakgrund av att liv då och då uppstod också i Pasteurs experiment. Först många år senare, när Pasteur visat att Pouchets utrustning kontaminerades av mikroskopiska organismer under utförandet och man dessutom kommit fram till att det i vissa näringslösningar fanns sporer – ett slags resistent vilostadium för vissa mikroorganismer, som gör att de kan överleva till och med kokning – kunde tvisten en gång för alla avgöras.

Till och med Darwin gjorde vid den tiden ett av sina mycket få uttalanden om livets ursprung. I ett brev från 1871 skriver han: ”Men om (och ack, vilket stort om) vi kunde föreställa oss att i någon varm liten pöl […] en proteinförening bildades kemiskt, redo att genomgå ännu mer komplexa förändringar”.7 Denna hypotes om en ursprunglig livlös miljö där det första fröet till liv en gång blev till, är än idag tongivande bland många av de forskare som försöker bringa klarhet i frågan om livets ursprung. Men när man nu talar om den här ”pölen” syftar man på något som är närmare fyra miljarder år gammalt. Proteinet Darwin talar om har dessutom i flera modeller ersatts av självreplikerande RNA-molekyler, vilka tros ha satt i gång den kemiska process som fortfarande pågår i allt levande vi känner. Trots alla framsteg i vetenskapens kölvatten har ingen ännu lyckats genomföra ett experiment där liv uppstår spontant ur icke-levande material. Men någon gång, någonstans uppstod livet. Frågan om hur det gick till kvarstår.