Wat was ooit de eerste levensvorm op aarde?

wesley, 18 jaar
26 februari 2011

Antwoord

Daar is de wetenschap nog niet uit. Er is geen spoor van overgebleven, dus moet men proberen het verleden te reconstrueren.

Je zou kunnen proberen om de fossielen die er wel nog over zijn in volgorde te leggen en ze te vergelijken, om zo te proberen 'de film achterwaarts af te spelen' en de trend die je waarneemt te extrapoleren naar nog vroegere levensvormen. Jammer genoeg zijn de oudste fossielen niet veel meer dan wat sporen van organische stoffen. Die zijn bij het fossiliseren zo veranderd dat je er niet veel uit kunt afleiden, behalve dat ze van levende wezens afkomstig moeten zijn, omdat ze niet verklaarbaar zijn vanuit anorganische reacties.

De andere aanpak is in het laboriatorium te beginnen met de stoffen die op de primitieve aarde aanwezig waren: wat gesteente, wat gassen uit de lucht, ultraviolet licht (van de zon), bliksem. Daarmee kunnen we intussen bijna alle bouwstenen voor een levend wezen maken. Volgende stap is te kijken wat er gebeurt als je die bouwblokken in verschillende omstandigheden met elkaar laat reageren. Daarbij komt al wat giswerk kijken, omdat we niet weten welke omstandigheden toen realistisch waren. Maar klei en een paar vergelijkbare mineralen zijn alvast handig om reacties te bevoordeligen die nuttig zijn voor het onstaan van héél primitieve cellen. Stel je een kleine verzameling chemische stoffen voor, die van de buitenwereld gescheiden zijn door een of ander omhulsel. Vroeg of laat is er een collectie stoffen geweest die in staat was zichzelf te kopiëren. 

Hoe al die reacties in elkaar hebben gegrepen tot iets dat zichzelf kon beginnen vermenigvuldigen, is nog niet helemaal duidelijk. Maar het ziet ernaar uit dat de eerste levende wezens RNA gebruikten als erfelijk materiaal (geen DNA, zoals nu, dat is ingewikkelder) en tegelijk ook als werktuig om chemische reacties te doen (die rol van RNA is nu bijna volledig overgenomen door eiwitten). RNA is in staat om zichzelf te kopieren, zonder tussenkomst van andere stoffen, zo is intussen in het lab bewezen. Een noodzakelijke voorwaarde om jezelf te kunnen vermenigvuldigen, wat weer een noodzakelijke voorwaarde is om van "leven" te kunnen spreken.  DNA kan zichzelf niet vermenigvuldigen, dat heeft daarbij de hulp van eiwitten nodig.

RNA kan ook een hele reeks operaties uitvoeren op eiwitten en hun bouwstenen, zo is in het lab aangetoond. Ook de huidige levende wezens gebruiken trouwens nog RNA voor een paar cruciale stappen in de aanmaak van hun eiwitten.

RNA is dus een machine die eiwitten kan aanmaken. Welk eiwit precies, is opgeslagen in de precieze structuur van dat RNA (de precieze volgorde waarin zijn vier soorten bouwstenen aaneengeregen zijn). Al die eiwitbouwmachines zijn bovendien in staat om zichzelf te kopieren.

Met die kennis kun je gaan reconstrueren wat er waarschijnlijk gebeurd is. Het RNA van de eerste primitieve wezens (je mag zelf kiezen of je ze reeds "levend" noemt) bouwde per toeval af en toe een ingewikkeld eiwit, dat in staat was een taak van RNA over te nemen - of een hele nieuwe taak op zich te nemen. Zo ontstonden verschillende "RNA-wezens", die met elkaar concurreerden om de beschikbare grondstoffen.

Na een hele periode proberen, en vele misbaksels, ontstond ook DNA. Dat is chemisch gemakkelijk van RNA af te leiden, maar is in staat om veel grotere hoeveelheden informatie op te slaan, en (met behulp van eiwitten) zichzelf te kopiëren met véél minder fouten dan bij RNA optreden. Wezens die DNA gebruiken voor hun erfelijke opslag van gegevens kunnen veel ingewikkelder zijn dan RNA-wezens, en hun eigenschappen toch nog redelijk getrouw doorgeven aan de volgende generatie. Vandaag slaan alleen nog heel eenvoudige virussen (het aidsvirus bijvoorbeeld) hun gegevens op in RNA. Alle andere RNA-wezens die ooit bestaan hebben, zijn intussen weggeconcurreerd door DNA-wezens.

Dat nemen we tenminste aan, omdat het logisch klinkt, maar we hebben geen fossielen van primitieve RNA-wezens om te bewijzen dat onze redenering klopt, en we hebben nog niet alle stappen van dat proces in het lab kunnen nabootsen. Al lijkt dat eerder een kwestie van - veel - tijd, dan een fundamenteel probleem. Sommigen denken dat alle stappen in dat proces zo logisch uit de natuurwetten voortkomen dat er op een geschikte planeet bijna vanzelf leven zal ontstaan, anderen denken dat het een enorme tref geweest is dat uit al die mogelijke reacties een keertje de juiste combinatie is ontstaan die tot leven heeft geleid, en dat de kans klein is dat het elders in het heelal nog een keer is gelukt.

Maar dat blijft gokken. Tot we ofwel in het lab alle stappen naar een levend wezen kunnen zetten, of tot we andere levende wezens ontdekken, elders in het heelal. Niemand kan voorspellen wanneer een van beide zal gebeuren.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

 Pieter Van Dooren

wetenschapsjournalist met brede kennis

Instituut voor Tropische Geneeskunde Antwerpen
Nationalestraat 155 2000 Antwerpen
http://www.itg.be/

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen