Warm little pond

Waar begon het leven op aarde? In de diepte van de oceanen of toch in ondiep water op land? Een nieuwe studie stelt dat die tweede plek veelbelovend is. Het eerste leven zou zijn ontstaan in warme poeltjes water, uit grondstoffen die talloze meteorieten op aarde verspreidden.

Water is de bron van alle leven. Maar naast water zijn er nog wel wat meer ingrediënten nodig. Hoe leven op aarde kon ontstaan uit simpele moleculen is een van de grote vraagstukken van de wetenschap. Dat dit proces zich ongeveer 4 miljard jaar geleden afspeelde maakt het er niet makkelijker op.

Een breed geaccepteerd idee is wel dat het vroege leven op RNA-moleculen gebaseerd moet zijn geweest. RNA is een simpelere versie van DNA, de drager van erfelijke informatie in alle cellen van het huidige leven op aarde. RNA bestaat uit lange reeksen van bouwblokjes, die zelf weer gebaseerd zijn op kleinere verbindingen. Hoe deze ingewikkelde structuren ‘zomaar’ konden ontstaan is nog niet geheel duidelijk.

Rivaliserende theorieën

Een theorie ziet de oorsprong van RNA in scheuren in de oceaanbodem waaruit vulkanisch verwarmd water omhoog komt. Die mineraalrijke waterstromen zouden de ideale plek zijn waar chemische reacties RNA kunnen vormen. Deze onderzeese geisers bestaan nu ook nog op de oceaanbodem en worden omgeven door microscopisch leven.

Een tweede theorie stelt echter dat warme poeltjes water op het nog jonge aardoppervlak betere kandidaten waren voor de opbouw van de eerste ‘levende’ moleculen. Geen grootse gebeurtenis maar langzaam aanmodderen dus. Waar deze theorie een streepje voor heeft, is dat ondertussen is aangetoond dat een afwisselend natte en droge omgeving het samenstellen van lange RNA-strengen uit de losse bouwblokjes bevordert. Die omstandigheden zijn er niet op de zeebodem.

Testfase van het leven

Wetenschappers hebben de levensvatbaarheid van het model met de warme plassen water nu doorgerekend op basis van de toenmalige omstandigheden op aarde. Zo waren er kort na het ontstaan van ons zonnestelsel veel meteorieten die de aarde bombardeerden en de vereiste chemische verbindingen meebrachten – ook naar kleine plasjes water. Van deze en andere omstandigheden, zoals de verschillende temperaturen en de hoeveelheid kleine waterpoelen op de jonge aardkorst, stopten de onderzoekers hoge en lage schattingen in hun computermodel.

Uit de analyse van die factoren bleek dat ze een goed werkend model te pakken hadden. In warmere delen van de aarde konden de chemische verbindingen in water vrij snel omgezet worden in de grotere bouwblokjes. Omdat er genoeg plassen moeten zijn geweest die elk seizoen opnieuw droogvielen, waren er bovendien gunstige omstandigheden om die bouwblokjes weer aaneen te rijgen tot RNA-strengen. Ook prikten de onderzoekers een datum waarop RNA zou kunnen zijn ontstaan: 4,17 miljard jaar geleden.

Oersoeprecept

Kleine warme waterplassen blijken dus uitstekende kandidaten te zijn voor de kraamkamers van het leven. Om het model ook praktisch te testen willen de onderzoekers de omstandigheden van de eerste oersoepjes nu in een laboratorium gaan nabootsen. Als ze het recept voor het ontstaan van leven daadwerkelijk vinden, geeft dat weer inzicht in de kans dat er buitenaards leven bestaat. Als er snel leven is ontstaan na het afkoelen van de jonge aarde, is de verwachting dat het zich ook op veel andere plaatsen in het universum heeft kunnen ontwikkelen.