Biologiska gåtor

By Stig Granfors

Vad är liv? Hur har det uppkommit? Finns det annat för oss okänt liv? Vart är evolutionen på väg? Hur kommer människan att utvecklas? Kan människan förbättras i grunden? Är det möjligt att skapa konstgjort liv? Kan vi skapa konstgjord intelligens? Hur utvecklas vårt solsystem och universum? Dessa frågor och några till behandlas i denna populärvetenskapliga faktabok om de utmaningar och gåtor naturvetenskapen kämpar med.

• Language: Svenska
• Publisher: Books on Demand
• Release date: Jun 6, 2019
• ISBN: 9789523306905

Stig Granfors

Stig Granfors has published several suspense, adventure, and science fiction novels in Swedish and English. Among the works there are also books about man's ancient and contemporary mysteries, the future depiction of life, riddles in the light of ancient myths and creation legends together with biological mysteries of life and the universe. The adventure novels about the space travellers Pyrrus and Kerk, written with his son Marcus Granfors, were published in the years 2020-2023. The Will Diamond series is a stand-alone sequel to the stories of the new colonies in the Andromeda Galaxy a few decades after the inevitable evacuation of Earth.

Book preview

Biologiska gåtor

Biologiska gåtor

Livets mening

Miraklet

Försöken att skapa konstgjort liv

Universum vibrerar av liv

Det spegelvända livet

Astrobiologer spanar efter livets gåta

Från primitivt liv till komplexa livsformer

Gåtan människan

Forntida skapelseberättelser

Varför talar vi?

Den våldsamma människan

Den som styr hjärnan styr människan

Hur utvecklas människan i framtiden?

Konstgjord intelligens

Bara arbete men inget nöje?

Universums mysterier

Impressum

Biologiska gåtor

Stig Granfors

Tidigare böcker av Stig Granfors

Faktaböcker

Civilisationens gåtor (2005)

Skapelsens gåtor (2006)

Livets gåtor (2008)

En skön ny värld (2010)

Historiska gåtor (2019)

Romaner

Liv (2011)

Glimt av hopp (2012)

Skärseld (2013)

Strid (2014)

Botnia (2015)

Varningen (2017)

Hotet (2019)

© 2019 Stig Granfors

http://stiggranfors.jimdo.com/

Förlag: BoD - Books on Demand GmbH, Helsingfors, Finland

Tryck: BoD - Books on Demand GmbH, Norderstedt, Tyskland

ISBN: 978-952-330-690-5

"Det tragiska med vanligt

sunt förnuft är att det

inte är så vanligt."

     Albert Einstein

Livets mening

Vilka är vi, hur hamnade vi här och vart är vi på väg? Vi har inga svar på dessa fundamentala frågor. Vi vet inte ens vad som är liv? Finns det annat liv än det vi ser? Människan är en klassificerande varelse, som organiserar, delar frågor och svar i lämpliga fack, analyserar, arkiverar och funderar. Funderar intensivt. Vi försöker så förtvivlat förstå. Och när vi inte förstår orsaker och samband blir vi lätt frustrerade. Men att ställa frågor och inte få svar kan också vara givande. Att spekulera i olika alternativ är förmodligen lika fängslande som att få de riktiga svaren.

Livet är för oss ett fullständigt mysterium. Enbart i en enskild levande cell sker överallt hundratusentals komplicerade processer. Processer vi bara kan betrakta med häpnad och förundran. Varför har detta liv uppstått på Jorden? Varför har utvecklingen fört oss till den nivå vi nu befinner oss på? Vart är evolutionen på väg? Vi vet att den framskrider fortfarande. Så hur kommer människan att utvecklas? Är det vår uppgift att förbättra människan i grunden, när vi får den kunskapen? Är det vår uppgift att skapa konstgjort liv, när det blir möjligt? Kan hjärnan kopieras? Kan vi skapa konstgjord intelligens? Är det vår uppgift att göra det? Är detta meningen med livet?

Människans öde och universums öde är kopplade till varandra. Hur kommer då vårt solsystem och universum att utvecklas? Det finns många teorier om detta. Slutsatsen är i alla fall att de naturvetenskapliga utmaningarna och gåtorna är betydligt flera än vetenskapen orkar ta itu med. Så kanske en konstgjord intelligens skulle behövas trots allt för att få svar på åtminstone några av livets grundläggande frågor. Trots de risker som denna konstgjorda intelligens otvivelaktigt skulle föra med sig för människans fortlevnad på denna planet. Hur högt pris är vi villiga att betala för att få slutliga svar? Det är den ultimata frågan.

Så länge vi inte har svar på livets gåta ansluter sig många till organiserade trossamfund, ibland rentav livsfarliga sekter och kulter. Ja, vad som helst egentligen, för att få svar och en smula tröst i själen. Vi griper det minsta lilla halmstrå. Vi vill så gärna tro. Djuren dyrkar inget, så vitt vi vet, så varför har människan då ett sådant behov av att tro på något? Är människan oförmögen att acceptera att något bara är på ett visst sätt? Måste vi ha ett svar till allting, något som förklarar livets alla mysterier (döden, vår skapelse etc.)?

Vissa forskare påpekar att människan i grund och botten är oförmögen att leva i nuet, vilket också leder till att vi hela tiden måste tro att det alltid kommer att komma något mer. Något bättre måste finnas på den andra sidan. Mot bakgrund av människans begränsade kunskap om världen framstår dessutom många händelseförlopp som magiska. Oförklarliga.

Religionen är kanske helt enkelt ett tecken på att vi inte klarar av vår egen intelligens. Hjärnforskare menar också att hjärnan tenderar att se aktiva agenter bakom händelseförlopp i naturen och därmed syften eller bakomliggande viljor till naturliga processer. Dessa syften och viljor utvecklas därefter till inneboende andar, som därefter blir till gudar som i sin tur kan konsolideras i en enda gud eller en högre makt. Psykologisk forskning stöder detta resonemang.

Om vi inte hade trosuppfattningar, skulle vi vara tvungna att välja något annat som fyller samma funktion; annars riskerar våra sociala system att falla isär. När människan utvecklades och fick förmågan till abstrakt tänkande uppstod också de föreställningar vi finner i magi, sagor och religiösa berättelser. Och när människan fick ett språk uppstod religiösa föreställningar som ett slags bieffekt. Hjärnforskare menar nu att trosuppfattningar helt enkelt är inbyggda i hjärnans sätt att fungera.

Religioner har förstås gjort det lättare för människan att hantera liv och död, att förklara förlopp och fenomen där en direkt orsak eller en förklaring är svår att förstå. En trosuppfattning gör det också lättare att hantera sociala problem och förbättrar samarbetet och kontrollen i gruppen.

Det är förstås också möjligt att gudar eller högre makter faktiskt existerar och att fenomenet religion är ett uttryck för relationen mellan människan och det gudomliga. Men tillsvidare är också detta en gåta bland många andra. Riter, myter och traditioner har vi sedan skapat runt dessa trosföreställningar för att skapa en samhörighetskänsla inom gruppen. Som ett led i människans egenskap att klassificera saker och ting. Att göra det osynliga synligt. Att ge förklaringar där inga förklaringar finns. Moral och etik har vi sedan hittat på, eftersom evolutionen gynnar dem som inte skadar varandra.

För allt levande är livets fortsättning viktigare än allt annat. Det gäller också människan, även om vi verkar glömma det ibland. Men denna glömska får väl tillskrivas vårt irrationella beteende eller villfarelsen att endast vissa varelser eller en viss grupp människor borde få fortleva. Framtidsforskare menar att denna uppdelning i Vi och De kommer att få förödande konsekvenser för mänskligheten också i fortsättningen. Där kommer varken religion eller etik och moral att hjälpa oss. Tvärtom kommer de förmodligen att utnyttjas som redskap vid uppdelningen. Inget nytt under solen med andra ord.

Meningen med livet är en fråga som människor funderat över i alla tider. Frågan har särskilt avhandlats av religionsstiftare och filosofer. En central följdfråga är huruvida det finns något liv efter detta. De som tror på ett sådant liv räknar ofta med att detta liv ska vara avgörande för nästa. Andra menar att tillvaron är i princip meningslös och slumpen regerar. Varje individ kan dock göra val och handlingar i livet som skapar mening. För vissa är livet bara en fråga om fortplantning. Enligt denna åsikt är människans liksom alla levande varelsers primära uppgift att överleva, att föröka sig och att sprida sina gener. Andra menar att vi har en viktig uppgift: vi bör lämna denna värld litet bättre än vad den var när vi kom hit. Redan det är en hård utmaning.

Livet verkar i alla fall biologiskt sett koncentrera sig på att överleva. Såväl på denna planet som i universum överlag. Dagens rymdforskning har verkligen visat att universum inte är ett dött, mekaniskt ting, utan något som i hög grad är fyllt av liv och rörelse. Universum rentav vibrerar av liv samtidigt som det är mörkt, öde och kallt. Galaxer med elektriska och magnetiska strömmar och fält roterar. Stjärnor föds, lever och dör och intill dem vimlar det av planeter och livets byggstenar i form av många komplicerade molekyler.

Möjligheten att finna liv på andra platser än Jorden betraktas mer som en fråga om tid. Liv har inte uppstått av en ofantlig slump här på Jorden utan är en följd av hur universum fungerar. Där finns en mekanism. Det är de flesta forskare idag övertygade om. Mekanismen är ännu inte funnen men den finns. 

Miraklet

Innan vi åker ut i universum, är det skäl att granska livets minsta beståndsdelar. En vuxen människa består av mellan 50 000 och 100 000 miljarder celler. Hos människan finns flera hundra olika typer av celler, vilka samarbetar så att kroppen kan fungera som en helhet. De flesta celler är mindre än en hundradels millimeter i diameter. Nervceller kan dock bli flera meter långa. Olika celler har olika livslängd. Vissa tarmceller lever bara några dagar, hudceller i några veckor, en röd blodkropp kan leva i cirka fyra månader medan muskelceller och nervceller lever i flera år. Varje dygn nybildas mer än tusen miljarder celler, samtidigt som ungefär lika många celler dör genom så kallad programmerad celldöd. Om inga celler dog, skulle vi svälla upp till gigantiska monster. Epitelcellerna i magtarmkanalens slemhinna ersätts mer än 4000 gånger under en människas livstid medan hudcellerna omsätts cirka tusen gånger. Under en normal livstid producerar benmärgen hos en människa 3000 kg blodkroppar, vilket är en imponerande mängd.

Om vi förstorar en ordinär cell cirka en miljard gånger, så att vi med blotta ögat kan se vad som försiggår i och runt cellen, kommer den att likna en gigantisk ballong med en diameter av cirka 20 kilometer. Vad vi ser är ett föremål av komplexitet utan like. På ytan ser vi miljoner öppningar som öppnar och sluter sig för att låta en kontinuerlig ström av material flyta ut och in i cellen. Om vi tar oss in genom en av dessa öppningar, möts vi av en värld av så överlägsen teknologi att den verkar direkt hämtad ur någon avancerad science fiction film. Alla fabriker tillsammans skulle verka nästan passiva jämfört med den aktivitet som försiggår i en cell.

Överallt sker hundratusentals komplicerade processer. Om vi gav oss in i själva cellkärnan, skulle vi upptäcka, i snyggt ordnade staplar, kilometervis med minnesmoduler bestående av upprullade DNA-molekyler. Överallt skulle vi se robotliknande maskiner i perfekt samarbete, strängt sysselsatta med att tillverka komplexa proteiner. Undersökte vi dessa mer i detalj skulle vi se att de bestod av tusentals och hundratusentals atomer ordnade i tredimensionella strukturer. Vi skulle se hur det komplicerade cellmaskineriet först läste av DNA:ts beskrivningar av olika proteiner, ungefär som att läshuvudet på en hårddisk läser av den information som finns lagrad där, för att sedan skicka ut robotar att hämta in de rätta aminosyrorna och sätta ihop dessa till ett färdigt protein.

Eftersom vi, med all vår avancerade teknologi, ännu inte kan tillverka ett enda funktionellt protein (utan att använda genteknik och därmed ett fullt färdigt cellmaskineri), skulle vi bara stå där och gapa när hundratusentals olika proteiner på ett nära nog magiskt sätt sattes ihop inför våra ögon. Vi skulle upptäcka att nästan alla de typer av maskiner och teknologier som vi själva är så stolta över att ha uppfunnit är verksamma inuti den cell vi studerar. Minnen i form av DNA är långt mer effektiva än mänskliga dataminnen.

Vad vi skulle se är helt enkel en fabrik, större än en storstad, där kanske lika mycket eller betydligt mer aktiviteter äger rum än i städer som New York eller Tokyo. Ändå är ovanstående nästan trivialt jämfört med det faktum att hela denna oerhört komplexa struktur kan kopiera sig själv på bara några få timmar.

För att förstå vad detta innebär kan vi leka med tanken att vi själva försöker kopiera en cell manuellt. En typisk cell innehåller ungefär 10 biljoner atomer. Tio miljoner miljoner med andra ord. Redan det ett svindlande antal. Anta att vi vill bygga en exakt kopia av en cell. Med den förstoring vi har (1 miljard gånger) är varje atom ungefär lika stor som en tennisboll. Vi kan alltså plocka atomerna en i taget med våra händer eller med hjälp av verktyg.

Låt oss säga att vi bygger vår cell i en takt av en atom var tjugonde sekund. Det kommer då att ta oss över sex miljoner år att fullborda modellen. Även om vi inte arbetar med atomer som byggstenar utan i stället använder färdiga aminosyror, kommer bygget ändå att ta många hundratusen år.

Man kan knappt förstå hur något så komplicerat kan fungera år efter år. Och våra kroppar består ju inte bara av en cell, utan av biljoner och åter biljoner celler. Den fråga som omedelbart dyker upp är huruvida det är rimligt att tro att slumpmässiga processer verkligen skulle kunna ge upphov till så oerhört komplexa strukturer som celler och organismer, oavsett hur lång tid slumpen haft på sig.

Också forskare erkänner att livets uppkomst, det vill säga uppkomsten av den första cellen, ter sig nästan som ett mirakel. Så många är de villkor som måste ha varit uppfyllda för att få igång det hela. Merparten av forskarna menar att cellen är resultatet av flera hundra miljoner års evolution. Men andra framstående forskare tvivlar på att slumpen skulle kunna skapa något så komplext som en cell, åtminstone utifrån de förutsättningar som man menar fanns på Jorden, när livet uppstod.

I början av 1800-talet tvistade forskarna om det överhuvudtaget var möjligt att ur oorganiska ämnen (till exempel kol, natriumklorid och svavelsyra) framställa organiska ämnen (kolhydrater, proteiner etc.). Ingen hade dittills lyckats med något sådant. Vissa kemister menade att organiska föreningar innehöll någon sorts livssubstans av icke-fysikalisk natur, en teori som brukade kallas vitalism. Tvisten avgjordes en gång för alla när den tyske kemisten Friedrich Wöhler år 1828 lyckades framställa urinämne utifrån oorganiska föreningar.

Vissa forskare började nu spekulera över om kanske livet självt hade kunnat uppstå spontant ur oorganiska föreningar. Tiden var inte mogen för några mer detaljerade teorier, eftersom man visste alldeles för lite om hur en cell var uppbyggd. Så småningom upptäckte man proteinerna och deras avgörande betydelse för livet och att dessa i sin tur var uppbyggda av aminosyror. Aminosyrorna utgjorde så att säga livets byggstenar.

År 1936 publicerade den ryske forskaren Alexander Ivanovich Oparin en bok med titeln The Origins of Life. I denna beskrev han de atmosfäriska förhållanden som han antog hade rått på Jorden under den period då livet uppstod. Modellen byggde inte på några observationer, utan var en helt hypotetisk modell, som utgick från de förhållanden som Oparin trodde var nödvändiga för livets uppkomst.

Nästan tjugo år senare, 1953, utförde amerikanen Stanley Miller sitt sedermera så berömda försök. Han utgick då från Oparins atmosfärmodell. Enligt Oparins hypotes bestod atmosfären under den period, då man antog att livet uppstod, av vattenånga, metan, vätgas och ammoniak. I hypotesen ingick också antagandet att häftiga åskväder förekommit under detta skede av Jordens historia.

Försöksapparaturen fylldes med en blandning av ovanstående gaser. Vattenångan åstadkoms genom att koka vatten och åskvädren simulerades av elektriska urladdningar mellan ett par elektroder. Efter kylning samlades reaktionsprodukterna i en fälla. Vid analys av innehållet i denna, visade det sig att det bland annat hade bildats fyra av de tjugo aminosyror som utgör byggstenar för proteiner.

Försöket har upprepats många gånger sedan dess med varierande gasblandningar. När man i läroböcker läser att man i försöken har lyckats få fram nästan alla de 20 aminosyror som bygger upp livet och dessutom vissa av de kvävebaser som ingår i DNA- och RNA-molekylerna, är det lätt att bli imponerad. Verkligheten är dock något mindre glamorös. Det visar sig nämligen att endast ett litet antal av dessa ämnen har bildats direkt i apparaturen. De flesta aminosyrorna och kvävebaserna har man erhållit genom att i efterhand syntetisera dem från ganska små organiska molekyler, som bildats under själva försöken.

Skillnaden mellan DNA och RNA? Kortfattat kan det förklaras så här: DNA ansvarar för att lagra den genetiska informationen och finns i cellens kärna. RNA återfinns i andra delar av cellen (t.ex. mitokondrier). RNA omvandlar informationen i DNA till något funktionellt med hjälp av koder i generna.

DNA och RNA är med andra ord det genetiska materialet som finns i varje levande cell. Dessa föreningar är ansvariga för cellreproduktion och produktion av de proteiner som krävs