VU Magazine 1992 - pagina 409

Martin Enserink

GENESIS VOOR CHEMICI Zijn de eerste vormen van leven vanuit een ruittitescheepje op de aarde gedropt? Exobiologen zoeken naar aannemelijker routes waarlangs het leven zich ontwikkeld heeft. Iets bewijzen kunnen ze nooit.

10 v u MAGAZINE NOVEMBER l'??2

welijks methaan en ammoniak bevatte, maar wel stikstof en koolzuur. Bovendien blijken die eerste proeven uiteindelijk maar weinig te verklaren.

Replicatie

W

e schrijven enkele miljarden jaren voor Christus. Vanuit het heelal nadert een klein, geavanceerd ruimtescheepje de jonge planeet Aarde. Eenmaal geland op het woeste en ledige oppervlak, gaat het voertuig open en gebeurt het prachtige: wat levend materiaal - cellen, of misschien alleen maar moleculen wordt losgelaten in het water van een meertje of een oceaan. En ziedaar, het wonder is geschied: het leven op aarde is begonnen. Uit dit kleine begin ontwikkelen zich alle organismen - bacteriën, maar later ook schimmels, planten, dieren en zelfs de mens. Nonsens? Het scenario lijkt inderdaad ontsproten aan het brein van een science Jiction-schnjveic. Toch zijn er wetenschappers die vermoeden dat het aardse leven niet op de aarde zelf is ontstaan, maar van buiten werd geïmporteerd. Onder hen bevindt zich Francis Crick, zeker niet de minste onder de wetenschappers; samen met zijn twee collega-onderzoekers won hij in 1962 een Nobelprijs voor het ontrafelen van de structuur van D N A . In zijn boek 'Life Itself uit 1981 beschnjft Cnck hoe een oude, buitenaardse beschaving grote aantallen ruimteschepen het heelal ingeslingerd zou kunnen hebben, in de hoop leven te 'zaaien' op planeten waar dat mogelijk was. Theorieën die de oorsprong van het aardse leven buiten onze planeet zoeken, worden aangeduid met het begrip panspermia. Ze spreken sterk tot de verbeelding, maar geven in feite nauwelijks een afdoende verklaring. Het eigenlijke probleem hoe ontstaat het leven - wordt voornamelijk verplaatst. Immers, waaraan

PROF.DR. A. SCHWARTZ: "HET IS EEN FILOSOFISCH VAK, mi EEN HOBËY.

dankten die verre, onbekende levensvormen hun bestaan?

Lege handen In de exobiologie, de tak van wetenschap die antwoorden zoekt op de vraag naar het ontstaan van het eerste aardse leven, gaan de meeste onderzoekers vooralsnog uit van een eenvoudiger veronderstelling, nameHjk dat het aardse leven op de aarde zelf is ontstaan. Toch refereert de naam exobiologie aan het buitenaardse. Dat heeft een historische reden, legt exobioloog prof.dr. Alan Schwartz uit: "De ruimtevaartorganisatie NASA steunt, eigenlijk als enige, dit type onderzoek op redehjke schaal. Dat komt omdat NASA altijd erg geïnteresseerd is geweest in de vraag of er leven bestond op andere planeten; op Mars, en zelfs op de maan, hoe onzinnig dat nu ook mag klinken. Die vraag kun je nauwelijks beantwoorden zonder mensen die het ontstaan van het leven bestuderen. Zo is die naam exobiologie ontstaan."

Schwartz, Nederlands enige hoogleraar exobiologie, zetelt met een groepje onderzoekers aan de katholieke universiteit in Nijmegen. O o k mondiaal gezien is zijn vakgebied, met slechts enkele tientallen onderzoekers, maar klein. De exobiologie is dan ook een bijzonder lastig onderzoeksterrein. Waar voor de reconstructie van de biologische evolutie - de ontwikkeling van eenceUigen naar hogere organismen en de mens - miljoenen gefossiliseerde aanwijzingen voorhanden zijn, staat de exobioloog vrijwel met lege handen. Voor het analyseren van de chemische evolutie - het ontstaan van het allereerste levende wezen uit dode materie heeft hij alleen zijn eigen laboratorium en verbeeldingskracht ter beschikking. Schwartz: "Het is een moeilijk vak. Het is heel lastig om goede ideeën te genereren. W e hebben niet zozeer behoefte aan nieuwe onderzoekers, als wel aan meer goede ideeën." Hoe ontstaat leven uit dode materie? Dankzij de vliegende start die de

exobiologie in de jaren vijftig maakte, leek het aanvankelijk niet eens zo ingewikkeld die vraag te beantwoorden. In een experiment dat hem w e reldberoemd zou maken, bracht in 1953 Stanley Miller viev gassen bijeen in een glazen bol. Het waren de vier gassen die, zo vermoedde hij, deel uitmaakten van de vroege aardatmosfeer: waterdamp, methaan, ammoniak en waterstof Een week lang liet Miller elektrische vonken - 'bliksemschichten' - door het gasmengsel overspringen. Groot was de opwinding toen na afloop bleek dat zich allerlei organische stoffen hadden gevormd, waaronder ook enkele aminozuren, de bouwstenen van eiwitten. Millers experiment stemde onderzoekers zeer optimistisch: als onder zulke eenvoudige omstandigheden al biologische stoffen ontstaan uit dode materie, dan zou de verklaring van de vorming van echt leven slechts een kwestie van tijd zijn. Het aanvankelijke optimisme werd langzamerhand echter getemperd. Tegenwoordig denken wetenschappers dat de atmosfeer destijds nau-

"De dagen van dat soort onderzoek zijn wel voorbij. De vraagstelling is veel ingewikkelder geworden," zegt Schwartz. " N u weten we hoe je de allereerste componenten kunt krijgen, maar hoe k o m je dan verder? H o e kom je tot een hogere organisatie, hoe krijgje de eerste 'zelfreplicerende' systemen? Dat is een uiterst ingewikkeld probleem, waarvoor eigenlijk nog steeds geen echt plausibel scenario bestaat." De hoofdrol in de speurtocht naar het begin is tegenwoordig niet meer weggelegd voor de aminozuren, die MiUer liet ontstaan, maar voor R N A . Deze stof is verwant aan D N A , de drager van de erfeHjke eigenschappen in alle levende wezens. R N A speelt een cruciale rol in levende cellen. D e stof heeft, naar nu wordt aangenomen, ook aan de basis van het leven gestaan. Ergens in den beginne moet er - in een meer, of een oceaan - een 'RNA-wereld' hebben bestaan: een omgeving waarin RNA-moleculen ronddobberden en zichzelf vermenigvuldigden. Soms trad er spontaan een kleine verandering op in de moleculen. De capaciteit zichzelf te repHceren is erg belangrijk; dat is immers de eigenschap die alle levende wezens kenmerkt. Al enkele jaren is duidelijk dat R N A , als een van de weinige biologische stoffen, het vermogen heeft z'n eigen vermeerdering te regelen. Vrijwel alle andere biomoleculen zijn voor hun replicatie altijd afhankeHjk van andere stoffen. Ze kunnen dus nooit zelfstandig aan het begin hebben gestaan. De weg in de richting van de eerste levende organismen zou dus bij R N A begonnen kunnen zijn.

Ruggegraaf Maar met de RNA-wereld beginnen de problemen eigenlijk pas goed. Schwartz: " W e weten nu dat R N A in principe zichzelf kan repHceren. Dat is het probleem niet. Maar waar kwamen de eerste, perfecte R N A moleculen vandaan?" R N A is een langgerekte molecule, met een constante 'ruggegraat'.

11

v u AAAGAZINE NOVEMBER 1992

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen