Zijn wij Marsmannetjes?

De omstandigheden om het allereerste leven te genereren waren drie miljard jaar geleden aanwezig op Mars, en niet op onze planeet. Het is daarom niet ondenkbaar dat het leven op de Rode Planeet ontstond, en daarna naar de aarde kwam. Dat verklaarde de Amerikaanse chemieprofessor Steven Benner vandaag in Florence, op de jaarlijkse Goldschmidt-conferentie.

Volgens de chemicus waren de omstandigheden op Mars drie miljard jaar geleden veel gunstiger voor het ontstaan van leven dan op de aarde. Hij wijst onder andere op het tekort aan droog land en chemische elementen als boor of molybdenum op aarde, twee zaken die noodzakelijk worden geacht voor het ontstaan van leven. Die gunstige omstandigheden waren wel aanwezig op het oppervlak van Mars.

Organische materie, waaruit alle leven is opgebouwd, heeft de neiging om onder invloed van warmte of licht spontaan te veranderen in materialen als teer, olie of asfalt. Bepaalde elementen lijken echter in staat om dat tegen te gaan, zeker boor en molybdenum zijn daarbij essentieel. De recente analyse van een Marsmeteoriet toont aan dat er boor was op Mars, en Benner - verbonden aan Westheimer Institute for Science and Technology - zegt nu over aanwijzingen te beschikken dat er destijds ook voldoende molybdenum aanwezig was.

De pasgeboren aarde was bovendien een waterwereld, waardoor nieuw leven het zeer moeilijk moet hebben gehad. Op Mars waren er, naast water, wel al voldoende droge gebieden. Dat droge land was niet alleen noodzakelijk om voldoende boor te vormen, maar ook om zuurstof aan molybdeen te binden. Het molybdaat dat zo ontstaan, kan bijdragen aan de stabiliteit van organische verbindingen, en aan de vorming van suikers.

Van Mars naar onze planeet
Het prille leven op Mars moest dan een helse tocht door de ruimte overleven. Dat lijkt mogelijk.

Als het leven miljarden jaren geleden evolueerde op Mars, is het dus voorstelbaar dat rotsen die biologisch materiaal bevatten, de reis snel genoeg aflegden om kiemen van buitenaards leven over te planten. Nadat ze op een geschikte habitat waren beland, kunnen deze moleculen hun evolutie tot aards leven hebben voortgezet.

Toch is de daadwerkelijke overleving van actieve organismen, sporen of complexe moleculen buiten de aardse magnetosfeer nooit getest. Dergelijke experimenten, waarbij de biologische materialen in gesimuleerde meteorietmaterialen zoals klei worden gestopt en blootgesteld aan de leefomgeving van de interplanetaire ruimte, kunnen uitgevoerd worden op het oppervlak van de maan. In de toekomst zouden wetenschappers gedurende verscheidene jaren experimentele pakketten op het maanoppervlak of interplanetaire trajecten kunnen deponeren, en ze daarna weer meenemen naar de aarde voor analyse in het laboratorium.

Of het aardse leven op deze planeet is ontstaan, dan wel door biologische bezaaiing uit de ruimte of nog door iets daartussenin, het antwoord zal betekenisvol zijn. De bevestiging zou erop wijzen dat het leven, zodra het is ontstaan, zich gemakkelijk verspreidt in een sterrenstelsel. Als onderzoekers daarentegen op bewijzen stuiten dat Martiaanse organismen zich onafhankelijk van het leven op aarde hebben ontwikkeld, zou dat aantonen dat abiogenese, het ontstaan van leven uit niet-levende materie, zich met gemak in de hele kosmos kan voordoen. Wat méér is, biologen zouden de organismen op aarde kunnen vergelijken met vreemde levensvormen en een algemenere definitie van het leven ontwikkelen. We zouden eindelijk de wetten van de biologie beginnen te begrijpen op dezelfde wijze als die van de scheikunde en fysica – als fundamentele eigenschappen van de natuur.

Hoe is het leven ontstaan?

Het is niet langer science-fiction dat het leven uit de ruimte op onze planeet kan zijn terechtgekomen. Hoe het leven op zich is ontstaan, blijft wel een groot raadsel. Voor de filosofen uit de oudheid was de schepping van leven uit niet-levende materie zo magisch en goddelijk, dat sommigen de idee verkozen dat kant-en-klare levende wezens van elders naar de aarde waren gekomen. Anaxagoras, een Grieks filosoof die 2.500 jaar geleden leefde, verzon de term ‘panspermia’ (‘overal zaden’) voor zijn hypothese dat alle leven en alle dingen ontsproten aan de combinatie van kleine zaadjes waarvan de kosmos was doordesemd.

In de moderne tijd verdedigden verscheidene vooraanstaande wetenschappers zoals de Engelse natuurkundige Lord Kelvin en de Zweedse scheikundige Svante Arrhenius, alsook Francis Crick – mede-ontdekker van de structuur van het DNA – uiteenlopende versies daarvan.

Ongeacht waar het vandaan komt, moet het leven zijn voortgekomen uit niet-levende materie, de zogenoemde abiogenese. In de jaren vijftig demonstreerden de scheikundigen Stanley Miller en Harold Urey dat je aminozuren en andere moleculen die van belang zijn voor het leven, kon produceren met eenvoudige verbindingen die, zo werd gedacht, op de vroege aarde voorkwamen. Tegenwoordig menen wetenschappers dat het ook mogelijk is dat moleculen van ribonucleïnezuur (RNA) zich vormden uit kleinere verbindingen en een vitale rol speelden in de ontwikkeling van het leven.

In huidige cellen helpen gespecialiseerde RNA-moleculen eiwitten op te bouwen. Sommige RNA’s fungeren als boodschappers tussen de genen – die gemaakt zijn van DNA – en de ribosomen, de eiwitfabriekjes van de cel. Andere RNA’s brengen aminozuren – de bouwstenen van de eiwitten – naar de ribosomen, die op hun beurt nog een ander type RNA bevatten. De RNA’s werken samen met de eiwitenzymen die de aminozuren helpen aaneenschakelen.

Onderzoekers hebben ontdekt dat de RNA’s in het ribosoom op eigen houtje de cruciale stap naar eiwitsynthese kunnen zetten. Ze menen dat in de vroege stadia van de evolutie van het leven alle enzymen RNA’s waren en geen eiwitten. Doordat RNA-enzymen de eerste eiwitten kunnen hebben gefabriceerd zonder hulp van vooraf bestaande eiwitenzymen om het proces in gang te zetten, is abiogenese niet het ‘kip-of-ei-probleem’ dat het ooit leek te zijn. Een prebiotisch systeem van RNA’s en eiwitten kan geleidelijk de vaardigheid hebben ontwikkeld om zijn moleculaire onderdelen te repliceren, aanvankelijk op onnauwkeurige wijze, maar dan steeds efficiënter. (kv, Scientific American)