Het leven op aarde begon drie miljard jaar geleden. Sindsdien heeft de evolutie elementaire, eencellige organismen getransformeerd in de verscheidenheid aan vormen, kleuren, maten en functies die we tegenwoordig zien. Maar hoe is het leven precies ontstaan in de oerbouillon - water in ondiepe bronnen en verzadigd met aminozuren en nucleotiden?
Er zijn veel theoretische antwoorden op de vraag wat precies de oorsprong van het leven veroorzaakte, van een blikseminslag tot een kosmisch lichaam. Hier zijn er maar een paar.
Vonk van elektriciteit
Die zeer metaforische vonk van leven zou een volkomen letterlijke vonk kunnen zijn of vele vonken, waarvan de bron de bliksem was. Elektrische vonken die het water binnendringen, kunnen de vorming van aminozuren en glucose veroorzaken, die ze omzetten uit een atmosfeer die rijk is aan methaan, water, waterstof en ammoniak. Deze theorie werd zelfs experimenteel bevestigd in 1953, wat bewijst dat bliksem de oorzaak zou kunnen zijn van de vorming van de basiselementen die nodig zijn voor het ontstaan van de eerste levensvormen.
Na het uitvoeren van het experiment konden wetenschappers bewijzen dat de vroege atmosfeer van onze planeet niet genoeg waterstof kon bevatten, maar de vulkanische wolken die het aardoppervlak bedekken, kunnen alle noodzakelijke elementen bevatten en bijgevolg genoeg elektronen om bliksem te veroorzaken.
Promotie video:
Onderwater hydrothermale ventilatieopeningen
Relatief sterke diepzee-openingen zouden een noodzakelijke bron van waterstof kunnen worden voor de vorming van de eerste levende organismen op hun rotsachtige oppervlakken. Zelfs vandaag de dag ontwikkelt zich een grote verscheidenheid aan ecosystemen rond hydrothermale ventilatieopeningen, zelfs op grote diepten.
Klei
De eerste organische moleculen waren te vinden op een klei-oppervlak. Klei bevat altijd een voldoende hoeveelheid organische componenten, bovendien zou het een soort organizer kunnen worden van deze componenten in complexere en effectievere structuren vergelijkbaar met DNA.
In feite is DNA een soort kaart voor aminozuren, die precies aangeeft hoe ze in de cellen van complexe vetten moeten worden georganiseerd. Een groep biologen aan de Universiteit van Glasgow in Schotland beweert dat klei zo'n kaart zou kunnen zijn voor de eenvoudigste polymeren en vetten, totdat ze leerden 'zichzelf te organiseren'.
Panspermia
Deze theorie zet aan tot nadenken over de mogelijkheid van een kosmische oorsprong van leven. Dat wil zeggen, volgens haar postulaten is het leven niet op aarde ontstaan, maar is het gewoon hierheen gebracht met behulp van een meteoriet, bijvoorbeeld van Mars. Er waren genoeg fragmenten gevonden op de grond, die zogenaamd van de rode planeet naar ons kwamen. Een andere manier van "ruimtetaxi" voor onbekende levensvormen zijn kometen, die tussen sterrenstelsels kunnen reizen.
Zelfs als dit waar is, is panspermia nog steeds niet in staat om de vraag te beantwoorden hoe het leven precies is ontstaan van waar het naar planeet Aarde werd gebracht.
Onder de ijskap
Het is mogelijk dat de oceanen en continenten drie miljard jaar geleden bedekt waren met een dikke laag ijs, omdat de zon niet zo helder was als nu. IJs zou een beschermende laag kunnen worden voor kwetsbare organische moleculen, waardoor wordt voorkomen dat ultraviolette straling en kosmische lichamen die met het oppervlak botsen schade toebrengen aan vroege en zwakke levensvormen. Bovendien had de lagere temperatuur de evolutie van de eerste moleculen naar sterkere en duurzamere kunnen veroorzaken.
RNA-wereld
De theorie van de RNA-wereld is gebaseerd op de filosofische vraag van het ei en de kip. Feit is dat voor de vorming (duplicatie) van DNA eiwitten nodig zijn, en eiwitten kunnen niet zichzelf repliceren zonder de kaart die in het DNA is ingebed. Dus hoe is het leven ontstaan als de een niet zonder de ander kan verschijnen, maar beide prachtig in het heden bestaan? Het antwoord zou kunnen zijn RNA - ribonucleïnezuur, dat in staat is om informatie zoals DNA op te slaan en te dienen als proteïne-enzymen. Meer perfect DNA werd gevormd op basis van RNA, waarna efficiëntere eiwitten RNA volledig verving.
Tegenwoordig bestaat RNA en vervult het verschillende functies in complexe organismen, het is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor het werk van bepaalde genen. Deze theorie is heel logisch, maar geeft geen antwoord op de vraag wat de katalysator was voor de vorming van ribonucleïnezuur zelf. De veronderstelling dat het op zichzelf had kunnen verschijnen, wordt door de meeste wetenschappers afgewezen. De theoretische verklaring is de vorming van de eenvoudigste zuren PNA en TNK, die zich vervolgens ontwikkelden tot RNA.
Eenvoudigste start
Deze theorie wordt holobiose genoemd en komt voort uit het idee dat het leven niet begon met complexe RNA-moleculen en de primaire genetische code, maar uit de eenvoudigste deeltjes die met elkaar in wisselwerking staan omwille van het metabolisme. Misschien ontwikkelden deze deeltjes uiteindelijk een beschermende schaal, zoals een membraan, en evolueerden ze vervolgens tot een, meer complex organisme. Dit model wordt het "enzymmodel van metabolisme" genoemd, terwijl de theorie van de wereld van RNA het "model van de primaire genetische code" wordt genoemd.
