Hydrothermische schoorstenen op de bodem van de oceanen

Hydrothermische schoorstenen op de bodem van de oceanen[/caption]Als je water ontdekt dat 1,5 miljard jaar geleden is afgesloten van de rest van de wereld, dan kan je, als je geluk hebt, misschien een glimp opvangen van het chemische proces dat uiteindelijk tot leven heeft geleid. Dat oude water had alle ingrediënten van de oersoep. Beter nog, de biomoleculen die daar werden aangetroffen zouden zijn ontstaan zonder enige invloed van biologische processen. Dat zou dan weer voeding geven aan het idee dat het leven is ontstaan in ‘schoorstenen’ op de bodem van de zee.

Barbara Sherwood Lollar van de universiteit van Toronto (Can) ontdekte een aantal jaar geleden water in rotsbrokken op 2 km onder de bodem in een mijn in Canada. Het water zou daar 1,5 miljard jaar geleden opgesloten zijn geraakt. Zo’n vondst schijnt uiterst zeldzaam te zijn. De rotsen waren overblijfsels van hydrothermische schoorstenen op de bodem van de vroege oceanen. Door die schoorstenen stroomt heet, chemicaliënrijk water, in een populaire theorie over het ontstaan van leven op aarde de ideale plek daarvoor. Dat idee is lastig te toetsen, omdat de scheikundige processen normaal heftig beïnvloed worden door de biologische. Sherwood Lollar en haar medeonderzoekers vonden een groot aantal ingewikkelde organische verbindingen in het oude water. Nu heeft haar collega  Christopher Glein berekeningen uitgevoerd, die moeten aantonen dat die moleculen zouden kunnen zijn ontstaan in een abiotische (levenloze) omgeving, bij omstandigheden die worden aangetroffen bij die hydrothermische schoorstenen. Gleins berekeningen zouden hebben uitgewezen dat de omstandigheden vooral gunstig zijn voor de vorming van bepaalde wezenlijke verbindingen zoals glyceraldehyde, een van de ‘voorlopers’ van RNA en DNA, en van van pyruvaat (pyrodruivenzuur), dat belangrijk is voor de celstofwisseling. Biochemici hebben altijd gedacht dat die stoffen zich moeilijk vormen onder abiotische omstandigheden, stelt Glein, die zijn verhaal onlangs presenteerde op de  Goldschmidtconferentie in Praag. “Maar dan gaat men er van uit dat die stoffen worden gevormd onder omstandigheden aan het aardoppervlak.” De omstandigheden bij de schoorstenen op de bodem van de zee zijn heel anders, kwamen de onderzoekers tot conclusie. In een proces dat serpentijnisering genoemd wordt, ontstaat een omgeving die arm is aan zuurstof, maar rijk aan waterstof, ijzer en zwavel. Gecombineerd met temperaturen boven de 100°C is dat een omgeving waar zich makkelijk ingewikkelde organische verbindingen vormen. Volgens sommige geleerden zijn die omstandigheden ook gunstig voor de vorming van membranen. Glein benadrukt dat het water uit de mijn, lang, niet zo oud is als de aarde. “We zeggen niet dat het water uit die mijn de oorspronkelijke oersoep bevat of een tweede begin van leven, maar het is een bruikbaar systeem om te begrijpen hoe hydrothermische chemie geholpen zou kunnen hebben het leven 4 miljard jaar geleden een vliegende start te geven.”

Bron: New Scientist