Paleontoloog zegt te weten hoe leven ontstond

Vroege aarde

Meteorietenregen op vroege aarde (afb.: techn.univ. van Texas)

Leven is één groot raadsel. Niemand kan een sluitende definitie geven van wat leven is en er zijn talloze speculaties over hoe het hier op aarde is ontstaan, maar niemand weet hoe het precies is gebeurd. Nu is er weer een eigenwijze paleontoloog van Indiase afkomst die doceert aan de technische universiteit van Texas die weet hoe leven ontstond. Sankar Chatterjee, zo heet die paleontoloog, heeft waarschijnlijk de zoveelste onbewezen versie, maar dat houdt het debat levendig. Hij doet zijn verhaal op een geologische bijeenkomst in Denver op 30 oktober.
Chatterjee denkt dat het allemaal zo’n 4 miljard geleden begonnen is, toen de aarde bestookt werd door vaak gigantische meteorieten. Die richtten niet alleen grote vernielingen aan, maar zouden ook wat gebracht hebben: leven of althans de ingrediënten daarvoor. Studie-object voor Chatterjee is een meteoorkrater op de bodem van de oceaan nabij India (Sjiva) met een diameter van ruim 40 kilometer. Volgens de Indiase hoogleraar heeft de meteoriet die de krater veroorzaakte niet alleen schade aangericht, maar ook de ‘goede’ ingredënten meegebracht en de juiste omstandigheden geschapen voor het ontstaan van leven. Hij heeft ‘s werelds oudste fossielen bestudeerd en hij denkt nu te weten hoe het eerste eencellige leven is ontstaan in de kraterbassins. “Toen de aarde zo’n 4,5 miljard geleden ontstond was die steriel en ongeschikt voor levende organismen, met zijn giftige gassen, uitbarstende vulkanen en meteorietenregens. Eenmiljard jaar later was het een planeet waarop water voorkomt met microbieel leven, de voorouders van alle levende wezens.”

Sjiva-krater

Sjiva-krater (afb.: Wikicommons)

Volgens Chatterjee is het leven ontstaan in vier fases met toenemende complexiteit: kosmisch, geologisch, chemisch en biologisch. In de kosmische fase werd de nog jonge aarde bestookt door rotsige asteroïden en ijskometen, ergens tussen de 4,1 en 3,8 miljard jaar geleden. Tectonische activiteit, wind en water hebben bewijzen van deze ontwikkeling verdoezeld, maar ‘mede-reizigers’ van de aarde als maan en Mars laten zien hoe erg die meteorietenregens moeten hebben huisgehouden. Grote meteorieten hebben de boel in gang gezet. Ze schoten door de aardkorst en zorgden daarmee voor vulkanische activiteit. Ze brachten ook basisingrediënten mee voor leven, die werden geconcentreerd in de kratermeren.

Na bestudering van de oudste fossielen uit rotsen in Groenland, Australië en Zuid-Afrika, kwam Chatterjee (een paleontoloog bestudeert fossielen) tot de conclusie dat dit overblijfselen waren van die oude kraters die waarschijnlijk de kraamkamers vormden van leven in een diepe, donkere en warme omgeving. Water kwam uit het heelal en door de afstand van de aarde tot de zon kon het water op aarde in vloeibare toestand voorkomen. In dat vloeibare water losten de andere voor het leven noodzakelijke ingrediënten op. Dan volgt de geologische fase met veel beweging van water en warmte en ontstond een dikke oersoep.

Dan volgt, aldus nog steeds Chatterjee, de chemische fase, waarin steeds ingewikkelder chemische stoffen ontstonden. Waarschijnlijk hebben poriën en kleine ruimtes in de bodem van de kratermeren een rol gespeeld bij het concentreren van eenvoudige RNA-moleculen en eiwitten. Volgens de Indiër zijn RNA en eiwitten tegelijkertijd ontstaan en werden de moleculen ingekapseld, zodat ze beschermd werden tegen de (boze) buitenwereld. Hij vindt zijn verhaal plausibeler dan het veel aangehangen idee van de RNA-wereld als oorsprong van leven. “RNA-moleculen zijn erg onstabiel. Er zijn dan eiwitten nodig om ervoor te zorgen dat RNA-moleculen worden vermeerderd. Aan de andere kant zijn aminozuren waaruit eiwitten bestaan veel makkelijker te maken dan RNA-bouwstenen.” De vraag is dan hoe dat membraan ontstond. Chatterjee gaat mee met de veronderstelling van de Amerikaanse emeritus-hoogleraar exo-biologie David Deamer dat membranen al in de oersoep bestonden. Deamer vond vetzure bolletjes in de zogeheten Murchison-meteoriet, die in 1969 in Australië werd gevonden. Die lijken op celmembranen. Volgens Chatterjee kwamen die bolletjes uit de ruimte op aarde. “In de loop van miljoenen jaren zouden die vetachtige membranen RNA en eiwitten kunnen hebben ingekapseld zoals een zeepbel. Daarbinnen wisselwerkten en communiceerden RNA en de eiwitten en ontstond uiteindelijk DNA, veel stabieler dan RNA, en met de ontwikkeling van de genetische code kreeg je de eerste celdelingen.”

De laatste fase, de biologische, gaat over de ontwikkeling van delende cellen. Die gaven genetische informatie door aan de dochtercellen, waarbij eindeloos vele variaties moeten zijn uitgeprobeerd, voordat een werkend systeem ontstond. “Die eerste cellen waren in staat tot een Darwiniaanse evolutie.” De paleontoloog denkt dat moderne RNA-virussen en eiwitrijke prionen zijn gelijk aantonen. Hij acht die vormen voorstadia van ‘echt’ leven. Zodra er delende cellen ontstonden waren die primitievere vormen overbodig, maar ze overleefden als parasieten van de cellen.

Het is een mooi verhaal, maar het vervelende met deze materie is dat je dat zo moeilijk in het lab kunt uittesten. Toch ziet Chatterjee wel mogelijkheden. “Als toekomstige proeven met membraangebonden RNA-virussen en prionen resulteren in het ontstaan van een synthetische protocel, dan zou dat er op kunnen wijzen dat het leven op aarde zo ontstaan is.” Die proefjes dan nog maar even afwachten. Voorlopig houd ik het er nog maar op dat Chatterjees verhaal één van de vele is.

Bron: Science Daily