Eeuwenlang heeft de mensheid zich afgevraagd over de oorsprong van levende wezens op aarde, over het bestaan – en uiteindelijk, waar we vandaan komen en waar we naartoe gaan.
Het is een vraag die de basiswetenschappen van scheikunde, biologie en natuurkunde omvat, maar ook filosofie, psychologie en elementen van geloof. Zelfs de eerste academici hadden een aandeel in alle onderzoeksgebieden. Maar deze fundamentele wetenschappen worden over het algemeen beschouwd als nauwkeuriger en gemakkelijker te meten dan andere, en dat is waar wetenschappers tegenwoordig de neiging hebben hun aandacht op te richten.
In de 19e eeuw liet de Franse chemicus Louis Pasteur zien dat leven altijd voortkomt uit leven. Planten, dieren en microben planten zich binnen hun soort voort.
Maar hoe zit het met de oorspronkelijke levensvorm? Als het uit niet-levende materie is ontstaan, wanneer en hoe is dat dan gebeurd?
Het leven kan veel ouder zijn dan we dachten
Een onderzoek onder leiding van Cardiff University in Wales, Groot-Brittannië, suggereert dat het complexe leven op aarde mogelijk 1,5 miljard jaar eerder is begonnen dan eerder werd gedacht. Onderzoekers beweren bewijs te hebben gevonden in rotsen in Gabon die wijzen op omstandigheden die 2,1 miljard jaar geleden geschikt waren voor leven.
Gepubliceerd in het tijdschrift Precambrium onderzoekde studie suggereert dat de botsing van twee continentale platen meer dan 2 miljard jaar geleden een voedselrijke omgeving creëerde die de evolutie van complexe organismen mogelijk maakte.
Dit zou de fosfor en de zuurstof uit de zee produceren die cruciaal zijn voor de overgang van eencellige organismen naar complexere levensvormen.
Hun bestaan was echter van korte duur; deze complexe levensvormen lijken beperkt te zijn gebleven tot de binnenzeeën en konden zich niet wereldwijd verspreiden.
Dit onderzoek daagt de gevestigde wetenschappelijke consensus uit dat het dierenleven 635 miljoen jaar geleden verscheen en suggereert een eerste, mislukte poging tot complex leven op aarde.
Welke andere theorieën bestaan er over de oorsprong van het leven op aarde?
Sommige wetenschappers uitten hun twijfels over de nieuwe bevindingen en riepen op tot verder onderzoek.
Maar de studie heeft het debat over de oorsprong van het complexe leven op aarde heropend.
De afgelopen eeuw hebben wetenschappers er verschillende ontwikkeld.
Hier zullen we enkele van de meest voorkomende bespreken.
1. De theorie van oersoep
Een van de meest wijdverbreide theorieën is de ‘oersoep’-theorie, die suggereert dat het leven is ontstaan uit organische verbindingen in een primitieve oceaan.
De Britse bioloog Charles Darwin (1809-1882) was de eerste die suggereerde dat het leven in een ‘warme kleine vijver’ had kunnen ontstaan.
Het duurde echter tot de jaren vijftig voordat zijn theorie werd getest. De Amerikaanse chemicus en Nobelprijswinnaar Harold Urey en probiotica-chemicus Stanley Miller creëerden een primitieve sfeer in het laboratorium. Ze mengden water, methaan, ammoniak en waterstof in een afgesloten container en introduceerden elektrische vonken om bliksem als katalysator te simuleren.
Na een paar dagen werden aminozuren, de fundamentele bouwstenen van het leven, gevormd.
2. De theorie van het kosmische leven
Een andere intrigerende theorie is dat het leven op aarde oorspronkelijk buitenaards was – uit de ruimte. Volgens deze hypothese kwamen levensvormen, of in ieder geval de basiscomponenten die nodig zijn voor het leven, uit de ruimte en vestigden zich op aarde.
Deze manier van denken specificeert niet precies waar het leven is ontstaan of in welke vorm het op onze planeet is aangekomen. Maar het meest wijdverbreide idee is dat het hierheen gebracht zou kunnen zijn toen een meteoriet, met daarin micro-organismen, de aarde insloeg.
Twee van de oorspronkelijke voorstanders van deze theorie waren de Britse astrofysici Fred Hoyle en Chandra Wickramasinghe. Hun werk uit de jaren zeventig suggereerde dat kometen voldoende organisch materiaal bevatten om leven op planeten als de aarde te planten.
3. Theorie van hydrothermale ventilatieopeningen
De hydrothermale ventilatietheorie suggereert dat het leven op aarde mogelijk op de bodem van de oceaan is begonnen, rond hydrothermale ventilatieopeningen. Deze ventilatieopeningen zijn ventilatieopeningen op de zeebodem die warm, mineraalrijk water uitstoten.
De Britse geoloog en lid van NASA’s Astrobiology Institute, Michael Russell, stelde voor dat alkalische hydrothermale ventilatieopeningen, die waterstof, waterstofsulfide en methaan uitstoten, ideale omstandigheden zouden kunnen bieden voor de vorming van eenvoudige organische moleculen.
Hoewel de omstandigheden rond hydrothermale ventilatieopeningen als extreem worden beschouwd (ze kunnen temperaturen tot 400 °C (752 °F) bereiken), leven er micro-organismen in deze omgevingen die gebruik maken van chemosynthese.
Chemosynthese is het proces waarbij microben hun eigen voedsel maken. Ze gebruiken energie uit chemische reacties in plaats van zonlicht. Hierdoor kunnen ze op donkere plaatsen leven, zoals de bodem van de oceaan.
4. RNA-wereld
De RNA-wereldhypothese stelt dat lang vóór het bestaan van DNA en eiwitten het leven op aarde gebaseerd was op een divers molecuul: RNA (ribonucleïnezuur).
DNA (deoxyribonucleïnezuur) zorgt ervoor dat organismen zich kunnen ontwikkelen, overleven en reproduceren. DNA-sequenties worden vertaald in boodschappen of instructies die de productie van eiwitten mogelijk maken – de complexe moleculen die verantwoordelijk zijn voor vrijwel alles wat er in ons lichaam gebeurt – en ons in leven houden.
RNA daarentegen vervult deze twee essentiële levensfuncties: het slaat genetische informatie op en fungeert als katalysator voor essentiële chemische reacties.
In de jaren tachtig ontdekten de scheikundigen Thomas Cech en Sidney Altman ribozymen, RNA-moleculen met enzymatische activiteit, en kregen daarvoor de Nobelprijs.
Wetenschappers hebben sindsdien voorgesteld dat RNA-moleculen die in staat zijn tot zelfreplicatie en het katalyseren van eenvoudige reacties aan de hedendaagse levende wezens voorafgingen, en dat eiwitten – die efficiëntere katalysatoren zijn – in de loop van de tijd de ribozymen hebben vervangen.
Er zijn verschillende theorieën over de oorsprong van het leven. Maar dit zijn degenen die de meeste aandacht hebben gekregen van de wetenschappelijke gemeenschap.
Ze benadrukken allemaal – inclusief de meest recente van de Universiteit van Cardiff – de complexiteit van de kwestie die ons vandaag de dag nog steeds intrigeert en fascineert.
Bewerkt door: Zulfikar Abbany
Primaire bron:
Complex leven op aarde begon ongeveer 1,5 miljard jaar eerder dan eerder werd gedacht, beweert een nieuwe studie, Cardiff University 29 juli 2024 https://www.cardiff.ac.uk/news/view/2830233-complex-life-on-earth-began-around-1.5-billion-years-earlier-than-previously-thought,-new-study-claims