I mytologier och ursprungsberättelser runt om i världen pekar olika kulturer och religioner på lera som livets kärl, det urmaterial som skapargudarna genomsyras av en självuppehållande tillvaro. Nuförtiden har vi biologi för att förklara hur livet kommer till, men kan dessa gamla berättelser träffas närmare målet än vi tror?

I en artikel skriven för att fira Ned Seemans arbete, uppfinnare av området för DNA-nanoteknik, beskriver UC Santa Barbara biofysiker emerita Helen Hansma sin långvariga idé om att det primitiva livet, i precellulära arrangemang som utvecklades till vår lipid- och proteinbaserade celler, kan ha fått sin start i glimmerlera. Hennes artikel visas i Biophysical Journal .

Hansmas hypotes, som ursprungligen föreslogs för nästan 16 år sedan, ansluter sig till många andra spekulationer om hur livet på jorden först uppstod. Bland dem är den välkända "RNA World", där självreplikerande RNA-molekyler utvecklades till DNA och proteiner, och "Metabolism First"-konceptet, som säger att livet har utvecklats ur spontana kemiska reaktioner. Det finns också en "pizza"-hypotes som hävdar att liv kunde ha kommit från markbundna organiska biomolekyler. Och det finns andra lerhypoteser som säger att livet kan ha sitt ursprung i montmorillonitlera, eller järnrika leror.

Hansma ville inte ta reda på hur livet utvecklades på jorden när hon först kom på sin idé. Snarare lekte hon som forskningsbiofysiker och programledare vid National Science Foundation runt 2007 med sina favoritleksaker – ett dissekerande mikroskop och glimmerbitar som hon delade i ark.

"När jag tittade på bitarna av gröna alger och brun crud vid kanterna på glimmerskivorna tänkte jag "det här skulle vara ett bra ställe för livet att ha sitt ursprung", sa hon i en artikel skriven för NSF om hennes arbete.

Hennes idé innehåller delar av andra begrepp om abiogenes (hur liv uppstod ur icke-levande material), och hävdar att prekursorer till biomolekyler och metaboliska processer alla kunde ha korralts mellan lager av glimmer. Det är en miljö som erbjöd ett visst skydd från omvärlden, men som ändå tillåter fritt utbyte av vatten och andra ämnen som skulle bli väsentliga för celler.

"Min bild är att ytorna på glimmerskivor var en fantastisk plats för molekyler att växa och processer för att utvecklas, och så småningom fanns allt som behövdes för livet på glimmer", sa hon. I huvudsak fungerade glimmer som byggnadsställningar och "reaktionskammare", där metaboliska processer kunde inträffa och utvecklas. Fördelen med glimmerleror framför montmorillonit, tillade Hansma, är att glimmer, med kaliumjoner som håller ihop glimmerskivor, är icke-svällande och ger därför en mer stabil miljö. Montmorillonitskivor, däremot, hålls samman av mindre natriumjoner, vilket resulterar i att de krymper och sväller under våt-torra cykler och en mindre stabil miljö.

Närvaron av kaliumjoner i glimmerlera är en annan faktor till förmån för glimmerlerhypotesen:Cellerna i levande varelser har höga intracellulära koncentrationer av kalium, vilket gör glimmer till "en mer sannolikt livsmiljö för livets ursprung än montmorillonit."

Och var skulle denna prebiotiska sammansättning få energin att interagera och upprätthålla sig själv i frånvaro av den biokemiska energi som nu driver våra kroppar? På den tiden skulle solljus ha varit en kandidat, menar Hansma, liksom mekanisk energi, via öppning och stängning av glimmerskivorna när vatten strömmade in och ut.

"Det verkar vara så att dessa öppna och stängda rörelser var sätt att pressa ihop molekyler, innan det fanns kemisk energi," sa hon. Denna påtvingade närhet kunde ha främjat interaktioner mellan molekylerna, liknande verkan av enzymer idag. Olika interagerande molekyler skulle kombineras för att bilda RNA, DNA och proteiner. Lipider i blandningen skulle så småningom svepa runt grupperna av stora molekyler och bli cellmembranet.

Detta är bara några av argumenten i Hansmas hypotes som lämpar sig för att livet har börjat i glimmerlera; other support can be found in mica's old age, and in the mineral's affinity for biomolecules and other factors that are thought to have promoted the development of life from non-living molecules.

While it's not likely that we'll ever know with certainty what happened almost 4 billion years ago, it's clear that—as Hansma says—"Life imitates mica in many ways." + Utforska vidare

Mica provides clue to how water transports minerals