Arkisto

• syyskuu 2020
• elokuu 2020
• kesäkuu 2020
• toukokuu 2020
• huhtikuu 2020
• maaliskuu 2020
• helmikuu 2020
• tammikuu 2020
• joulukuu 2019
• marraskuu 2019
• lokakuu 2019
• syyskuu 2019
• elokuu 2019
• kesäkuu 2019
• toukokuu 2019
• huhtikuu 2019
• maaliskuu 2019
• helmikuu 2019
• tammikuu 2019
• joulukuu 2018
• marraskuu 2018
• lokakuu 2018
• syyskuu 2018
• elokuu 2018
• heinäkuu 2018
• kesäkuu 2018
• toukokuu 2018
• huhtikuu 2018
• helmikuu 2018
• tammikuu 2018
• joulukuu 2017
• marraskuu 2017
• lokakuu 2017
• syyskuu 2017
• elokuu 2017
• heinäkuu 2017
• kesäkuu 2017
• toukokuu 2017
• huhtikuu 2017
• maaliskuu 2017
• helmikuu 2017
• tammikuu 2017
• joulukuu 2016
• marraskuu 2016
• lokakuu 2016
• syyskuu 2016
• elokuu 2016
• heinäkuu 2016
• kesäkuu 2016
• toukokuu 2016
• huhtikuu 2016
• maaliskuu 2016
• helmikuu 2016
• tammikuu 2016
• joulukuu 2015
• marraskuu 2015
• lokakuu 2015
• syyskuu 2015
• elokuu 2015
• kesäkuu 2015
• toukokuu 2015
• huhtikuu 2015
• maaliskuu 2015
• helmikuu 2015
• tammikuu 2015
• joulukuu 2014
• marraskuu 2014
• lokakuu 2014
• syyskuu 2014
• elokuu 2014
• kesäkuu 2014
• toukokuu 2014
• huhtikuu 2014
• maaliskuu 2014
• helmikuu 2014
• tammikuu 2014
• marraskuu 2013
• lokakuu 2013
• syyskuu 2013

---

Syaanobakteereista alkavan elämän kehittymisen skenaariot planeetalla M; eräs vaihtoehto

31.12.2013 klo 22.50, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Jorma Kilpi laittoi edelliseen blogiini kaksikin kiintoisaa kysymystä – selkeitä ja hyviä kysymyksiä – mutta toinen jo niin syvällinen että vastauksesta taitaa syntyä kokonainen blogi. Kysymys lähti oletuksesta että laitamme joitakin hyvin eläväisiä ja toimivia soluja –  Jorman ehdotuksen mukaan vaikkapa syanobakteereita, siis omavaraisia (autotrofisia) soluja jotka pystyvät itse tuottamaan ruokansa merivedessä – siis, laitamme tuollaisia soluja tyhjän ja aution Maa-planeetan meriveteen. Siinähän  niillä on hyvät edellytykset lähteä lisääntymään –  ja jos elämä tällä tavalla saa pysyvän ”jalansijan” – niin mikä olisi elämän kehityskulku tästä eteenpäin. Jorma itse sanoo että  elämän kehityksen yksityiskohdat olisivat varmasti erilaiset kuin mitä ne ovat olleet Maan historiassa, mutta olisivatko suuret suuntaviivat erilaisia vaiko samanlaisia. Esimerkiksi, hän kysyy, syntyisikö monisoluisia organismeja? Syntyisikö kasveja ja eläimiä? Syntyisikö lehtivihreä? Etenisikö elämä mereltä maalle ja kaasukehään?

Ensin sanoisin että tuo syanobakteereiden esiintuominen – jostakin – on jo varsin konstikas juttu. Elämä oli olemassa, kehittyi ja kokeili erilaisia ruuan-hankkimiskeinoja tällä planeetalla jo lähes kahden miljardin vuoden ajan, ennenkuin syaanobakteerit ilmestyivät ja keksivät vettä hajottavan ja happea tuottavan fotosynteesin. Tämä energian hankkimismuoto on tehokkain mahdollinen: siinä auringon valon avulla lehtivihreän elektronit nostetaan niin korkeaan viritystilaan,  että sen hapetuspotentiaali  pystyy irrottamaan veden hapelta kaksi elektronia (siis hapettamaan hapen) – ja tuottamaan vetyä (tai protoneja), elektroneja (= kemiallista energiaa) ja happea. Kuten tiedätte, veden hajottamiseen hapeksi ja vedyksi sähkövirran avulla tarvitaan merkittävän iso energiapotentiaali (Auts!!!) eli 1,23 eV. On todella merkillistä että pikkiriikkinen, proteiineista ja erilaisista pigmenteistä koostuva, kalvoon sidottu molekyylikompleksi pystyy ylläpitään sellaista  reaktiota koko ajan, hallitusti ja tehokkaasti. Tähän tarvitaankin erittäin tarkka ja monimutkainen molekyylikoneisto – fotosynteesin reaktiokeskus II. Tämä kompleksi koostuu n. 20 proteiinista ja noin 100 erilaisesta apumolekyylistä – kaikki hyvin tarkasti asettuneet toistensa suhteen niin että elektronit voivat siirtyä helposti molekyyliltä toiselle. Tätä molekyylikompleksia kutsutaankin maailman 8. ihmeeksi. Kuinka todennäköistä on että planeetalla alkanut elämä keksii tällaisen koneiston? Ja varmasti sen ohella on jo syntynyt paljon muutakin.

No – harhaannuin tässä aika kauas Jorman alkuperäisestä kysymyksestä – mutta halusin tuoda ilmi että jos mereen ilmestyy syanobakteeriymppi – jostakin – niin se tarkoittaa että tämän elämänmuodon on pitänyt – jossakin – jo tätä ennen kehittyä varsin pitkälle. Jos tällainen ymppi kuitenkin ilmaantuisi elottomalla nuorelle planeetalle, niin voisiko siitä kehittyä samantapainen eliökunta kuin mitä Maassa on kehittynyt? Vastausta en ihan varmaksi tiedä, mutta todennäköisesti ei. Eliökunnan kasvuun liittyy ainakin pari oleellista ongelmaa. Ensimmäinen on se että tuollainen homogeeninen yhden lajin kasvusto – niin omavarainen kuin se olisikin energiantuoton suhteen, ja jos se pystyisi vielä sitomaan ilmakehän typpeäkin, niin että olisi omavarainen myös typen  suhteen – niin lisääntyessään se kuitenkin käyttäisi pian loppuun kasvuympäristönsä ravinteet – ja kuolisi nälkään! Jos planeetalla on sellainen hiilidioksi- ja typpipitoinen ilmakehä kuin Maassa, näiden  kaasujen pitoisuudet riittävät kasvattamaan biomassan varsin suureksi – mutta ensimmäiset kasvua rajoittavat ravinteet olisivat fosfori ja rauta, joita on merivedessä hyvin rajallisesti. Kasvustojen kuollessa biomassa painuisi meren pohjaan ja hautautuisi sedimentteihin – ja vapautuisi sieltä hiilidioksidina ja typen oksideina vasta hyvin hitaan tektonisen kierron kautta. Tämän hiiltä sitovan ja happea vapauttavan   prosessin myötä myös ilmakehän koostumus muuttuisi totaalisesti – näinhän kävi oikeastikin Maapallolla, kahteenkin kertaan, kun happea tuottavat syaanobakteerit ja aitotumalliset levät ilmestyivät ja alkoivat yhteyttää ja tuottaa happea. Tehokkaiden hajottaja-organismien puuttuessa hiilidioksidi-kasvihuonekaasu väheni ilmakehässä, ja Maapallo jäähtyi totaali-jääkausiin.

Planeetalla pitää olla olemassa monimuotoinen eliökunta joka huolehtii omavaraisten eliöiden biomassan hajotuksesta ja siihen situtuneiden ravinteiden (hiili, typpi ja mineraaliset ravinteet) kierrätyksestä takaisin käyttökelpoiseen (kaasumaiseen tai liukoiseen) muotoon. Tämä erilaisten ravinteiden kierrätys perustuu eliökunnan ja ravintoketjujen monimuotoisuuteen.

Eliökunnan monimuotoisuuden kehittyminen on lähtenyt käyntiin tällä planeetalla jo heti elämän käynnistyessä. Varhaisimman kehitysvaiheen jälkeen eliökunta (Last common Universal Ancestor, LUCA)  – joka ehkä jo silloin sisälsi vaihtelua – tuotti (oletettavasti) kaksi pysyvää solulinjaa, eli arkit ja ja bakteerit – joiden kahden linjan sisältä, jonkinlaisen yhtymisen kautta, syntyi myöhemmin aitotumallisten linja. Tämä monimuotoistuminen takasi sen että biomassan hajotusreitit ja ravinteiden kierrätys käynnistyivät, mutta myös sen että syntyi koko ajan uusia lajeja jotka pystyivät sopeutumaan aina uusiin ympäristöihin ja energialähteisiin. Tämän ansiosta eliökunta ei syönyt itseään nälkäkuolemaan, vaan pystyi aina uudelleen sopeutumaan uusiin olosuhteisiin ja tuottamaan uusia ja myös yhä monimutkaisempia lajeja.

Entä – jos eliökunta olisi lähtenyt käyntiin syanobakteeriympistä – olisiko se myös voinut käynnistää tuollaisen monimuotoisuuden kehittymisen. Ehkä jonkinlaista monimuotoisuutta olisi syntynyt – ehkä myös hajottajalajeja (syanobakteerilajit voivat kasvaa myös sokerialustalla) – mutta koska syanobakteerit ovat jo varsin pitkälle muuntuneita bakteereja, niistä ei kuitenkaan olisi kehittynyt arkkeja – eikä siis myöskään aitotumallisia lajeja.

Vastauksena alussa mainittuihin kysymyksiin: syanobakteereista käynnistynyt eliökunta olisi tuottanut (paljon ja monimuotoista) fotosynteettistä vihreää biomassaa. Se olisi voinut tuottaa monisoluisuutta – kuten bakteeririhmoja ja pesäkkeitä – se olisi tuottanut hapellisen ilmakehän – ja se olisi voinut ylläpitää globaaleja hiilen ja typen kertokulkuja. Mutta se ei olisi tuottanut eläimiä, eikä korkeampia elämänmuotoja.  

Tämän spekuloinnin jälkeen haluaisin muotoilla Jorman kysymyksen uudelleen: entäpä jos elämä aloitettaisiin uudelleen samanlaisesta epämääräisestä ja erilaistumattomasta ”alkuliemestä” ja kolmeen päähaaraan jakautuvasta LUCAsta, niin olisiko tuo uusi eliökunta samankaltainen kuin tämä ensimmäinen. Mietitäänpäs tuota vaikka seuraavassa blogissa.

Nyt ulkona paukkuu ja rätisee niin kovin että taitaa olla jotakin merkittävää tapahtumassa. Siirryn juhlimaan – ja toivotan kaikille lukijoille onnekasta uutta vuotta.

PS. Kiinnostavasti, tällä hetkellä tunnetaan vain yksi yhden lajin muodostama ekosysteemi – eli Desulforudis audaxviator – sulfaatinpelkistäjäbakteeri joka elää syvällä Etelä-Afrikkalaisessa kultakaivoksessa ja sisältää myös joitakin arkkiperäisiä geenjä. Se saa energiansa mineraalien radioaktiivisesta hajoamisesta – eikä kyllä sekään yksinään pysty muodostamaan kovinkaan mittavaa ekosysteemiä. Ks. Science 10 October 2008: Vol. 322 no. 5899 pp. 275-278

---

Elämälle sopiva koti (Elämän synnyn ongelmia järjestysnumerolla -1)

18.12.2013 klo 00.27, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Elämä ilmestyi Maa-planeetalle n. 4 miljardia vuotta sitten, heti pian sen jälkeen kun Aurinkokunta ja Maa olivat muodotuneet ja olosuhteet uudella planeetalla olivat rauhoittuneet elämälle kelvollisiksi. Mitkä asiat ja olosuhteet vaikuttivat siihen että elämä syntyi juuri täällä – sitä ei tarkkaan tiedetä. Ehkä jonkinlaista elämää on syntynyt muillakin planeetoilla, joko tässä tai muissa planeettakunnissa – itseasiassa on jopa mahdollista että Maan(kin) elämä olisikin saanut alkunsa jossakin muulla lähiavaruudessa, esimerkiksi Marsissa – ja on mahdollista että alkeellista elämän kemiaa tapahtuisi jossakin Aurinkoa kiertävässä komeetassa. Jokatapauksessa, elämä siis joko käynnistyi täällä, tai putosi tänne taivaalta – mutta merkittävää on että se kotiutui tänne ja on säilynyt tällä planeetalla aina näihin päiviin asti. Tämä Maan elämä on niin haurasta ja herkkää että se ei olisi selvinnyt millä tahansa taivaankappaleella.

Mitkä sitten ovat ne olosuhteet jotka ovat tehneet Maa-planeetasta niin mukavan kodin tälle Maan elämälle? Ensinnäkin siihen on vaikuttanut sopiva ja turvallinnen kosminen ympäristö:  Aurinkokunta sijaitsee riittävän kaukana voimakkaista säteilylähteistä, kuten galaksin keskustasta. Se syntyi juuri galaktisen kiekon keskivaiheilla, missä tähtisumut ja niistä syntyvät nuoret tähdet kantavat jo rikasta kosmista perimää – raskaampia alkuaineita kuten hiiltä ja muita metalleja – ja näistähän päästään helposti rakentamaan elämän kodiksi kelpaavaa planeettaa.  Galaktisen kehän ulkoreunoilla, vanhoissa tähdissä, ei ehkä olisi riittävästi näitä elämän rakennusaineita.

Tämän koti-planeetan ja planeettakunnan rakentuminen tapahtui n. 4,6 miljardia vuotta sitten jonkun paikallisen pölypilven romahtamisen kautta. Planeettakuntien syntymisen dynamiikka on vanhastaan ajateltu aika yksinkertaiseksi – mutta mitä enemmän siitä tiedetään, sen herkemmäksi ja dynaamisemmaksi prosessiksi se havaitaan. Joka tapauksenssa, pyörivän pölykiekon keskellä materiaali tiivistyy tähden esiasteeksi. Sitä kiertävään kiekkoon syntyy materiakeskuksia joihin kasaantuu enemmän ja enemmän samalla radalla kiertävää materiaalia, ja kun kiertoradan kaikki materiaali on kerääntynyt samaan protoplanetaariseen möhkäleeseen sitä voidaankin jo kutsua planeetaksi. Planeetat keräävät itseensä kaiken mitä niiden kiertoradalla on, mutta niiden lopullinen koostumus riippuu paljon siitä missä kohtaa kertymäkiekkoa ne syntyvät:  Planetaarisen kiekon kuumemmissa sisäosissa niihin kerääntyy mineraaleja ja kaasuja, mutta kiekon ulommissa ja viileämmissä osissa kaasut ovat jään muodossa, ja yhdessä mineraalien kanssa ne muodostavat jättiläisplaneetoja. Nämä keräävät itseensä yhä enemmän jäitä ja kaasuja, ja näin jättiläisplaneettojen pinnat peittyvät syviin ja tiheisiin kaasukehiin.  Näin ainakin kävi tässä meidän Aurinkokunnassamme – tosin tämä ei ilmeisesti ole mikään sääntö, koska muualla planeettakunnat näyttävät muodostuvan ihan eri näköisiksi.

Aurinkokunnan sisempien kiviplaneettojen kaasukehät kehittyivät hyvin dynaamisesti: Auringon syttyminen puhalsi pois niiden paksun alkuperäisen kaasukehän, mutta uusia kaasuja tuli planeetoille komeettojen mukana, ja kiviperään sitoutuneiden kaasujen vapautuessa ilmaan. Nuoren Maan pintaan paiskautuvat isot kappaleet tosin pyyhkivät nämäkin kaasukehät toistuvasti ulos avaruuteen – mutta planeetoille tuli kuitenkin yhä lisää haihtuvia yhdisteitä, ja pysyvän ilmakehän muodostuminen riippui lopulta siitä oliko planeetan vetovoima riittävän suuri estämään kaasumolekyylien pakenemisen ilmakehästä. Maa ja Venus pitivät ilmakehänsa, Mars taas vähitellen menetti sen. Maan ilmakehä siis vaihtui useita kertoja sen ensimmäisten vuosimiljoonien aikana. Samoin vaihteli lämpötila – alkaen sulasta magmapallosta, joka jäähtyi – jäähtyi – jäähtyi – ja olisi päätynyt jääplaneetaksi elleivät ilmakehän (vaihtelevat) kasvihuonekaasut olisi säätäneet termostaattia korkeammalle, aina kulloisesta kaasukoostumuksesta riippuen.

Monet tekijät yhdessä vaikuttivat siihen millaisiksi olosuhteet kehittyivät  Maa-planeetalla ajan myötä. Auringon lämpötila määräytyi sen koon ja iän mukaan – planeetan lämpötila taas määräytyi Auringon lämpötilan, planeetan etäisyyden, sen pinnan heijastavuuden (albedon) ja sen kaasukehän perusteella. Planeetan kiertoradan muoto  ja planeetan oman akselin kaltevuuskulma ja sen vaihtelut vaikuttivat myös merkittävästi olosuhteisiin. Maa-planeetalle kävikin sellainen onnellinen sattumoinen että törmättyään dramaattisesti yhteen naapurinsa (Theian) kanssa se sai kiertoradalleen hienon ja kauniin kiertolaisen – Kuun.  Kuu vaikutti Maan olosuhteisiin merkittävästi: alkuvaiheissaan se pysytteli niin lähellä emoplaneettaansa että ehti kiertää planeetan viisikin kertaa vuorokaudessa ja nostattaa samalla satojen metrien korkuiset vuorovedet. Tämän merkitystä varhaiselle elämälle emme osaa edes arvioida. Etäännyttyään kauemmas se kuitenkin vakiinnutti Maan akselin pyörimiskulmaa ja samalla olosuhteiden ja vuodenaikojen vaihteluita, ja tämä ainakin vaikutti suotuisasti elämän olosuhteisiin. Planeetan ytimen koostumus (sula/kiinteä rautaydin- ilmeisesti) taas synnytti planeetan ympärille magneettikentän joka yhä suojelee koko planeettaa ja sen eliökuntaa kovalta ionisoivalta säteilyltä. Vesi-valtameret yhdessä veteen liunneiden ja vaippaan painuvien mineraalien kanssa tuottivat kidevedellisiä kevyitä mineraaleja, nämä edelleen mannerlaattoja jotka kelluvat merenpohjan laatan päälle, ja nämä puolestaan yhdessä Maan vaipan konvektiovirtausten kanssa tektonisen kiertokulun joka kierrätti – ja yhä kierrättää – Maan uumeniin painuneet kaasut – kuten veden, ja hiilen oksidit  – takaisin ilmakehään.   

Planeetta Maa itse on dynaaminen kokonaisuus, ja kaikki sen ominaispiirteet, yhdessä planeettakunnan muiden kappaleiden kanssa, määräävät siitä millaiset olosuhteet  täällä vallitsevat. Nuo olosuhteet mahdollistivat sen että planeetta muuttui elämän kodiksi. Mutta kuinka ollakaan: kotonahan on tapana sisustaa uudelleen. Elämä onkin totaalisesti muuttanut tämän planeetan olosuhteita. Ensimmäisen vuosimiljardin ajaksi se muutti ilmaston metaanipitoiseksi  ja nosti lämpötilan ehkä jopa 60-80 C asteeseen.  Sittemmin, keksittyään miten vettä hajotetaan auringonvalon avulla, se muutti ilmakehän happipitoiseksi, ja samalla aiheutti – useaankin kertaan – koko planeetan painumisen syvään totaalijääkauteen. …  Ja onhan elämä sittemminkin monella tavalla muuttanut Maan ilmakehää.

Vielä takavuosina monet tutkijat arvelivat että planeetalla pitää kaikkien tekijöiden olla juuri tasan kohdallaan, niinkuin sadun Kultakutrilla, jotta Elämä voi sinne asettua taloksi. Silti – silti emme vielä tiedä mikä on kriittistä, mikä ei.

---

Elämän alkuperän ongelmia 1: rakennuspalikoiden monimuotoisuus

3.12.2013 klo 21.45, kirjoittaja Kirsi Lehto
Kategoriat: Astrobiologia

Elämän synty on ollut hyvin monivaiheinen prosessi – ainakin jos käsitämme sen vapaasti ja laajasti – sillä siihen voidaan katsoa kuuluvaksi kaikki aiemmat tapahtumat jotka ovat joko suoraan tai välillisesti siihen vaikuttaneet – eli koko elämää tuottavan maailmankaikkeuden kehittyminen! Tässä jutussa kuitenkin rajaan elämän synnyn tarkoittamaan sitä prosessia joka tuotti tämän meidän tuntemamme ja edustamamme elämän juuri tänne Maa-planeetalle, heti pian planeetan muodostumisen ja jäähtymisen jälkeen. Siihenkin prosessiin liittyy vielä isoja ja avoimia kysymyksiä. Aikomukseni on niitä vielä tulevissakin blogeissani availla – ja niinpä tuossa otsikossa on nyt järjestysnumero yksi.  Siis, elämän synnyn ensimmäinen kysymys – tällä planeetalla – on: mistä tulivat elämän rakennuspalikat.

Tuntemamme elämä – eli kaikki täällä Maan päällä esiintyvä elämä – koostuu hyvin suurista orgaanisista molekyyleistä:  nukleiinihapoista (DNA ja RNA), proteiineista ja erilaisista lipideistä. Näillä on kullakin omat tehtävänsä: ensimmäiset sisältävät informaation (elämän rakennus- ja toimintaohje) ja kantavat sitä eteenpäin sukupolvelta toiselle, toiset toimivat työkaluina sen ylläpitämiseksi, ja kolmannet muodostavat kalvoja jotka sulkevat koko järjestelmän sisäänsä – eli rajaavat elämän erilleen sen ympäristöstä. Sekä proteiinit että nukleiinihapot ovat valtavan suuria ja monimuotoisia molekyylejä. Esimerkiksi ihmisen jokaisessa solussa olevan DNA-rihman kokonaispituus – jos se oikein auki kerittäisiin – olisi noin 2 metriä. Niiden koko ja kompleksisuus johtuvat siitä että ne rakentuvat hyvin monista pienistä yksiköistä. Proteiinit rakentuvat aminohapoista, ja nukleiinihapot nukleotideista. Esimerkiksi taas tuo ihmisen genomi, yksinkertaisena kopiona, muodostuu noin kolmesta miljardista nukleotidiparista – siis koko kaksinkertainen  genomi yhteensä n.  12 miljardista yksittäisestä nukleotidista. Tätä kautta tämä polymeerikemian monimuotoisuus palautuukin yksinkertaisempaan lähtökohtaan: koko tuo monimuotoisuus rakentuu vain neljästä erilaisesta nukleotidista – ja nekin jakaantuvat keskenään kahteen eri tyyppiin, puriineihin (adeniini- ja guanidiini-nukleotidit) ja pyrimidiineihin (sytosiini ja tymiini-nukleotidit). Koulubiologiasta jo muistamme että nämä pariutuvat spesifisesti keskenään, G pariutuu C:n kanssa, ja A T:n kanssa. Toinen toisensa peilikuvina ne siis säilyttävät parinsa kantaman informaation. DNAssa näiden nukleotidien tukirangan muodostavat deoksiriboosi-molekyylit, RNAssa taas riboosi-molekyylit. RNAssa tymiinin tilalla on urasiili.

Meidän monimutkaiset genomimme ovat pitkällisen kehityksen tulosta, ja alkuperäiset ja ensimmäiset kopioituvat genomit ovat olleet näihin verrattuna hyvin yksinkertaisia. Ja lyhyitä – ehkä vain 50 nukleotidin mittaisia.  Silti – ainakin joltakin kehitysasteeltaan eteenpäin – niidenkin on pitänyt muodostua näistä samoista rakennuspalikoista, eli nukleotideista. Ne todennäköisesti muodostuivat vielä nimenomaan ribonukleotideistä, eli olivat RNA-tyyppisiä lyhyitä rihmoja. Nämä ribonukleotidirihmat ovat käynnistäneet  ”peilikuvaksi kopioitumisen” , joka sitten on jatkunut keskeytyksettä koko eliökunnan kehityksen ajan. Jonkinlaiset aminohappoyhdisteet (pienet peptidit) ovat ilmeisesti jo hyvin varhaisessa vaiheessa avustaneet niiden kopioitumista, ja näistä vuorovaikutuksista on vähitellen kehittynyt translaatiokoneisto eli geneettisesti ohjattu proteiinisynteesi (– tästä kerron seuraavalla kerralla).

Liittyen ensimmäisten yksinkertaisten nukleotidirihmojen syntyyn, ERÄS ongelma on ollut nukleotidien alkuperä. Elävät solut pystyvät syntetoimaan niitä entsyymikemian avulla helposti ja tehokkaasti – mutta kemisteille on ollut erittäin haasteellista löytää sellaisia elottomia (prebioottisia) kemiallisia reittejä joiden kautta syntyisi riittävästi kokonaisia ribonukleotideja – eli riboosisokerin, nukleotidi-emäksen ja fosfaatin yhdistelmiä (Kuva). Kuitenkin jo 1960-luvulta alkaen kemistiryhmät (mm. James Ferris ja Leslie Orgel) selvittivät reittejä miten vetysyanidimolekyylit joko yksinään tai ammoniakin kanssa voivat yhtyä ja muodostaa puriiniemäksiä, ja miten syaaniasetyleeni, syaaniasetaldehydi ja urea voivat kondensoitua pyrimidiiniemäksiksi. Riboosisokeria taas voi syntyä formaldehydin spontaanista polyrisaatioreaktiosta. Kuitenkin ongelma kaikkien näiden komponenttien kohdalla on ollut ensinnäkin se että niitä synty lähtöaineistaan vain hyvin vähän, ja jos vaikka syntyykin, niin niiden yhdistäminen kokonaisiksi nukleosideiksi (riboosi + emäs) on vielä vaikeampaa. Ja sitten, edelleen vaikeampaa on lisätä tähän yhdistelmään fosfaattiosa, jota varhaisella planeetalla on esiintynyt liukoisessa muodossa vain hyvin vähän, tai josko ollenkaan.

Tehokkaampia synteesireittejä on kuitenkin viime vuosina löydetty nukleotidi-emästen synnyn selvittämiseen (mm. Ernesto Di Mauron ja David Brennerin laboratorioissa ks. Powner et al. Nature 459, 239-242, 2009). Silti on ollut vallalla käsitys että elämän käyttämä kemia on niin monimutkaista, että sitä on hyvin vaikeaa toteuttaa prebioottisten reaktioiden kautta. Nyt kuitenkin tämä elämän molekyylien synteesiongelma saattaa olla kääntymässä aivan päinvastaiseksi (no, peilikuvathan täydentävät toisiaan). Nimittäin, Schmitt-Kopplin ja kumppanit julkaisivat uuden, ultratehokkaan kemiallisen analyysin (fourier-transformaatio-ioni- syklotroni-resonanssimassaspektroskopia + miedot ekstraktointimenetelmät + elektronisuihkutus-ionisaatiomenetelmä, PNAS (2010) 107:2763-2768 ) Murchinson-meteoriitista.  Analyysin mukaan Murchinsonin meteoriitista löytyy valtava valikoima erilaisia, varsin suuriakin orgaanisia molekyylejä – eli useita kymmeniä tuhansia erillisiä massapiikkejä molekyylipainojen 100–2000 välillä, jotka molekyylipainoluokat sisältävät useita miljoonia erilaisia mahdollisia yhdisteitä. Tämä molekyylivalikoiman rikkaus ylittää huimasti sen mitä elämä tuottaa biokemiallisesti ja käyttää soluissaan. Siis, itse asiassa, kaaos on rikkaampi, ja informatiivisempi, kuin elämän tuottama järjestys: sattumanvaraisesti tuotettu kemiallinen maailma tuottaa enemmän vaihtelua ja on monipuolisempi kuin elämän tuottama hallittu ja säädelty biokemia.

Ongelma ei siis olekaan kaikkien elämän tarvitsemien kummallisten tuotteiden tuottaminen. Ongelma on – onkin se, miten ne oikeat tuotteet ovat valikoituneet siitä mahdottomasta puurosta mitä tuollaiset olosuhteet tuottavat.