29 januari 2023

Nieuwe theorie voor het ontstaan van het leven

origin of life 1

Credit: Texas Tech University

Het is een van de grootste vraagstukken voor de wetenschap: hoe is het leven op aarde begonnen? Nieuw onderzoek van de Texas Tech University suggereert dat het uit de hemel is komen regenen en begonnen is in de ingewanden van de hel. Sankar Chatterjee, professor in de aardwetenschappen, beweert het antwoord te hebben gevonden, door theorieën van chemische evolutie te combineren met aanwijzingen die verband houden met de vroege geologie van onze planeet.Dankzij het voortdurende bombardement van kometen en meteorieten, zo’n 4 miljard jaar geleden, zijn talloze diepe kraters gevormd aan het aardoppervlak. Deze kraters bevatten niet alleen water en organische verbindingen, maar vormen ook de perfecte smeltkroes om deze ingrediënten te mixen tot levende organismen.Het onderzoek van Chatterjee heeft uitgewezen dat kosmische inslagen zowel het leven kunnen nemen als het leven kunnen brengen. “Toen de aarde zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstaan was, was het aanvankelijk een steriele planeet, compleet vijandig voor levende organismen.”, aldus Chatterjee. “Het was een ziedende heksenketel, vol met vulkaanuitbarstingen, kosmische inslagen en giftige gassen. Een miljard jaar later was het een kalme, natte planeet, waarin het krioelde van de microben – de voorouders van alle levende wezens”.

origin of life 2

Credit: Texas Tech University

De laatste jaren is de discussie over het ontstaan van het leven vooral gefocust op de chemische evolutie van organische moleculen tot levende cellen. Volgens Chatterjee is het leven ontstaan via vier stappen van toenemende complexiteit: kosmisch, geologisch, chemisch en biologisch.Tijdens de kosmische fase is de pasgeboren aarde voortdurend bestookt met rotsachtige planetoïden en ijzige kometen. Dit kosmische bombardement bereikte tussen 4,1 en 3,8 miljard jaar geleden z’n hoogtepunt. Plaattektoniek en erosie hebben deze sporen vrijwel geheel uitgewist, maar de oeroude kraters op Mercurius, de maan en Mars laten zien hoe gewelddadig deze meteorietenregens geweest moeten zijn.Grotere inslagen hebben kraters van 500 kilometer breed gecreëerd, waarbij de aardkorst plaatselijk is weggeblazen. Deze kraters hebben zich vervolgens gevuld met water (dat door kometen is aangeleverd). Doordat de bodem van zo’n krater direct aan de aardmantel grenst, kunnen hier gemakkelijk hydrothermische schoorstenen ontstaan: vulkanische structuren die voortdurend heet en chemisch verrijkt water uitbraken. Vandaag de dag kunnen deze schoorstenen nog altijd gevonden worden op de bodem van de oceanen. De meteorieten hebben niet alleen de kraters gevormd, maar hebben ook de bouwstenen voor het leven gebracht, die in de kraterbasins geconcentreerd raakten, waarbij polymeren gevormd zijn.

origin of life 3

Credit: Texas Tech University

Hiermee is de geologische fase begonnen. Dankzij de relatief korte afstand tot de zon, zijn de kometen die op de aarde terecht zijn gekomen gaan smelten, waardoor de inslagbassins gevuld raakten. Geothermische bronnen hebben dit water verhit, waardoor convectie op gang is gekomen. Hierdoor blijft het water voortdurend in beweging en wordt een dikke oersoep gevormd.”Tijdens de geologische fase hebben de donkere en hete bodems van de kraterbasins gefungeerd als broedmachines voor het leven”, aldus Chatterjee. “Hier vond het concentreren en herschikken van organische moleculen plaats, als gevolg van de convectieve stromingen – vergelijkbaar met de hydrothermische schoorstenen die nog altijd op de oceaanbodem gevonden kunnen worden, hoewel niet helemaal hetzelfde”. Het was een bizarre en geïsoleerde hellewereld, gevuld met de stank van waterstofsulfide, methaan en stikstofoxiden, de samen met stoom de energiebron voor het leven gevormd hebben.

origin of life 4

Credit: Texas Tech University

Hiermee is de chemische fase begonnen. Door de hitte is het water in de kraters gaan “roeren”, waardoor simpele verbindingen zijn samengevoegd tot grotere, meer complexe verbindingen.Waarschijnlijk hebben de poriën en spleten in de kraterbasins gefungeerd als “bouwsteigers” voor simpele RNA- en eiwitmoleculen. In tegenstelling tot de theorie dat RNA pas na de eiwitten ontstaan is, zijn beide moleculen volgens Chatterjee tegelijk ontstaan, waarna ze zijn ingebed in een membraan en beschermd zijn tegen de omgeving.”De duale herkomst van RNA en eiwitten is in een geothermische omgeving waarschijnlijker dan de populaire ‘RNA-wereld‘”,aldus Chatterjee. “RNA-moleculen zijn zeer instabiel en vallen gemakkelijk uiteen. Sommige catalysators, zoals eiwitten, zijn noodzakelijk om primitief RNA te laten repliceren en metaboliseren. Aan de andere kant zijn aminozuren, de bouwstenen voor eiwitten, veel gemakkelijker te maken dan RNA-componenten”.

origin of life 5

Credit: Texas Tech University

De vraag blijft natuurlijk hoe losse RNA- en eiwitmoleculen, die ronddrijven in deze soep, zichzelf beschermd hebben met een membraan. Mogelijk biedt de hypothese van David Deamer uitkomst. Volgens hem hebben membranen altijd al rondgedreven in de oersoep. Vettige blaasjes, vergelijkbaar met vesikels, zijn inderdaad aangetroffen in meteorieten. Deze vetblaasjes doen in de verte denken aan celmembranen.”Meteorieten hebben deze vettige lipiden naar de jonge aarde gebracht”, zegt Chatterjee. “Dit vettige lipide materiaal heeft aanvankelijk bovenop de kraterbasins gedreven, maar zijn door convectie naar de bodem gebracht. Op een bepaald moment, na vele miljoenen jaren, zou zo’n vettig membraan simpele RNA- en eiwitmoleculen hebben ingesloten, ongeveer zoals een zeepbel. Het RNA en de eiwitten zijn met elkaar gaan wisselwerken en communiceren. Uiteindelijk heeft het RNA plaatsgemaakt voor het veel stabielere DNA, waarna de eerste cellen zich zijn gaan delen”.De laatste fase – de biologische fase – vertegenwoordigt het ontstaan van celdeling, waarbij de allereerste cellen genetische informatie hebben opgeslagen, verwerkt en doorgegeven aan dochtercellen. Er hebben een oneindig aantal combinaties plaatsgehad, waarvan de meeste niet gefunctioneerd hebben. Uiteindelijk is het geheim van voorplanting gekraakt, waarna normale selectie van start is gegaan.

origin of life 6

Credit: Texas Tech University

“Deze eerste cellen, die zichzelf in stand houden en voortplanten, waren in staat tot Darwinistische evolutie”, zegt hij. “Het ontstaan van de eerste cellen op aarde was het resultaat van een lange geschiedenis van chemische, geologische en kosmische processen”.Chatterjee denkt ook dat moderne RNA-virussen en eiwitrijke prionen waarschijnlijk een reliek zijn van deze vroege geschiedenis van het leven. Zodra de echte cellen ontstaan waren, werden RNA-virussen en prionen overbodig. Ze hebben echter standgehouden als parasieten van levende cellen.Het probleem met theorieën over het ontstaan van het leven is dat ze lastig getest kunnen worden. Chatterjee stelt echter een experiment voor om zo’n prebiotische wereld te herscheppen. “Als dan inderdaad RNA en prionen in membranen gevat kunnen worden, dan hebben we een synthetische protocel gecreëerd. In dat geval zou mijn theorie dus plausibel geworden zijn.”

Bron: Texas State University

Share

Comments

  1. Het verbaast mij iedere keer weer hoe buitengewoon simpel er wordt gedacht over het ontstaan van met name die eerste prokaryoot. Een onvoorstelbaar complexe machine. Alle belangrijkste moleculaire elementen die wij veronderstellen noodzakelijk te zijn voor het leven kunnen in het laboratorium worden gesynthetiseerd: RNA, DNA, eiwitten, aminozuren, lipiden, nutriënten etc. Waarom lukt het ons niet daaruit levende cellen te maken? We hoeven de primitieve aarde niet na te bootsen, alle belangrijke elementen hebben we al en toch lukt het niet een enkele levende cel te doen ontstaan. Zelfs al zou het in een gesimuleerd proces lukken om RNA of prionen te kapselen in blaasjes van lipide membraan, is er nog nauwelijks een stap gezet naar de creatie van leven. Het is er een heel verre echo van. Het is zelfs onvergelijkbaar met een zojuist gestorven prokaryoot. Die zit duizend maal ingewikkelder in elkaar, maar leeft toch niet meer. Waarom niet? Alles is er. Van alles wat er is, is leven het grootste mysterie. Voor ons die leven.

    • WikkieWokkie zegt

      Wat wil je horen??? God?
      Het is niet binnen een korte periode gebeurd.. Misschien waren de “juiste ingrédienten” voor deze gebeurtenis al miljarden jaren aanwezig op aarde..
      Ik besef de kans dat:De juiste dingen,op de juiste momenten onder de juiste condities bij elkaar komen,heel klein is. Maar, de tijd die de evolutie erover gedaan heeft om “ons” op dit moment op deze plaats te laten zijn en over dit onderwerp te laten nadenken en onze ideeen te spuien, is ook heel lang is..

      Ik ben niet gelovig maar besef terdege dat deze kans heel klein is, maar misschien hebben we geluk???

      By the way, ik ben het met je eens en vraag me ook zeer zeker af hoe alles in beweging is gezet… Zou de tijd dan geen goede verklaring kunnen zijn?

      • Het merkwaardige is dat de fossiele geschiedenis laat zien dat een kleine 300 miljoen jaar na de “heavy bombardment” al prokaryoten gevonden worden. Het duurt nog een miljard jaar voor er eukaryoten gevonden worden en pas een half miljard jaar geleden vinden we een uitbarsting van meercellige organismen. Een meerderheid van onderzoekers erkent dat de stap van een complex van macromoleculen naar een levende prokaryoot verreweg het grootste obstakel is, veel groter dan om van daaruit te evolueren naar eukaryoten en meercelligen, Toch duurden die laatste twee stappen vele malen langer. Extreem gezegd: toen de aarde voldoende was afgekoeld om leven te herbergen was het er al. Leven kan als ingepakte, beschermde prokaryotische sporen zijn meegelift met de asteroïden. Dan verleggen we het probleem naar elders, maar beschikken we wel ineens over nog veel meer tijd.

  2. Op de website http://Www.debijbellezer.nl Wordt verdedigd dat dat wat de wetenschap onomstotelijk bewijst, niet in tegenspraak kan zijn met wat de Bijbel zegt.

    • Haha.. er wordt niets verdedigt op die site, het is iets wat jij zelf zegt, meneer Piet. De bijbel als bewijs om wetenschap tegen te spreken zijn wel hele zwakke argumenten, het zijn zelfs geen argumenten want het is geen feitelijk bewijs. Zeker op deze site zijn de bezoekers meer wetenschappelijk geörienteerd bezig dan dat ze onbewezen verhalen uit de bijbel als waarheid accepteren.

    • Ik zie het ook meer als lopen op heet water,
      waarbij je goed moet uitkijken dat je je poten niet brand 🙂

Speak Your Mind

*

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: