De geboorte van een chemische soort

Hoe is het leven op aarde ontstaan uit een levenloze chemische soep? Nederlandse onderzoekers lichten een tipje van de sluier. In Nature Chemistry melden ze hoe zichzelf vermenigvuldigende moleculen zich diversifiëren. Chemische soortvorming zeg maar, en mogelijk de sleutel tot de enorme diversiteit aan organimen die we vandaag kennen.

‘Over het ontstaan van leven weten we bijna niets zeker’, zegt onderzoeksleider Sijbren Otto (Rijksuniversiteit Groningen). ‘Algemeen wordt aangenomen dat je daar zelf-replicerende moleculen voor nodig hebt.’ Dergelijke zichzelf vermenigvuldigende moleculen ontdekten de onderzoekers eerder al: mini-eiwitjes die zich aaneenrijgen tot ringen van zes of zeven moleculen, die vervolgens aangroeien tot torens, die zich op hun beurt splitsen en verder groeien.

Nu konden de wetenschappers aantonen dat de moleculen in staat zijn zich te diversifiëren, als je ze verschillende bouwstenen aanbiedt. Ze boden de molecules twee types bouwstenen aan, A en B. Na een tijdje stelden ze vast dat sommige ringen zich in één bouwsteen gingen specialiseren: ze waren voornamelijk opgebouwd uit type A bouwstenen, en slechts enkele van type B.

Nog iets later doken in de chemische soep ook ‘mutanten’ op die zich specialiseerden in type B bouwstenen. Die bleken bovendien af te stammen van de eerste groep. Volgens de onderzoekers lijkt dat sterk op de manier waarop in de biologie nieuwe soorten uit bestaande soorten ontstaan.

De diversificatie van zelf-replicerende moleculen zou het begin kunnen zijn geweest van het leven en de enorme ecologische diversiteit. ‘Daarmee ben je er natuurlijk nog niet’, zegt Otto. ‘Je hebt onder meer nog de mogelijkheid om te evolueren nodig.’ Daarom proberen Otto en zijn collega’s ook natuurlijke selectie te simuleren. ‘In nog niet gepubliceerd onderzoek zijn we erin geslaagd moleculen zich via een proces van mutaties en selectie te laten aanpassen aan een veranderend milieu.’  

Leven maken in het lab

‘De vraag hoe het leven op aarde is ontstaan zullen we wellicht nooit kunnen beantwoorden’, zegt Otto. ‘Wij zijn vooral geïnteresseerd in de vraag of je leven kunt maken in het lab. Dat komt steeds dichterbij.’ (ddc)