ABIOGENESIS UPDATES
april 13, 2013 9 reacties
Trefwoorden biochemie, buitenaards leven, celmembraan, dna, eiwit, evolutie functionele moleculaire systemen , kunstmatig leven, leven, miller, oersoep oorsprong van het leven organel rna ribozym,, schepping, slimme materialen,synthetische biologie,, synthetische chemie, supramoleculaire chemie,
°
LINKS archief
°
life-03-00331ABIOGENESIS *
abiogenesis updates.docx (193.6 KB)
abiogenesis.docx (730.8 KB)
chiraliteit.docx (609.8 KB)
CHNOPS.docx (488.6 KB) http://sandwalk.blogspot.be/2013/02/reviewing-arseniclife-paper.html B4.RANDVOORWAARDEN-BIOCHEMIE-VAN-LEVENDE-MATERIE-IN-HET-HEELAL[1]
DD’S OVERZICHT en (oude )LINKS →
foto’s.docx (331.3 KB)
geothermale of hydrothermale oorsprong van leven.docx (617.3 KB) Black smokers Zwarte Spuiters →
°
” MOEDER AARDE ”
“Ooit zijn heel eenvoudige stoffen gaan reageren tot ingewikkelde stoffen, en uiteindelijk hebben die zich ontwikkeld tot leven.
Dat hoeft niet noodzakelijk op aarde te zijn gebeurd.
Een meteoriet ( = de bevrtuchter ? ) biedt zelfs nieuw voer voor speculaties. “
°
De term ‘leven’ valt veel en kent vele omschrijvingen.
De( astrobiologische )NASA-definitie= leven is een zichzelf onderhoudend chemisch systeem dat in staat is tot darwinistische evolutie.
Met darwinistische evolutie stelt NASA zich een systeem voor dat zich niet perfect reproduceert en waarbij imperfecties erfelijk doorgegeven kunnen worden en tot verbetering en aanpassing kunnen leiden.
—> Steeds wordt een kanjer van een fout gemaakt :
“levend is niet gelijk aan leven.”
– DNA ( en/ of andere levensnoodzakelijke stoffen )strooien in water zal niet tot bevruchting van een planeet leiden.
– De levende ( en lazarus -cysten van ) micro-organismen( of deze die ieder levend wezen met zich meedraagt,) hebben wel een betere kans een planeet in te zaaien .
°
Uit fossielen kan worden afgeleid dat het leven op aarde ongeveer 3,8 miljard jaar geleden begonnen is.
Maar we moeten niet alleen ( en nogal grof speculerend ) direct “de potenties van onze jonge planeet” inzien….
We moeten tevens rekening houden met latere contingente veranderingen van de atmosfeer en de koude toen de Vroeg- en Laat-Proterozoïsche ijstijden de aarde in een sneeuwbal veranderden en al het(reeds onstane ) primitieve leven voorgoed dreigde uit te sterven.
Echter ……Dat met een soortement vrijblijvend engelengeduld de evolutie via Intelligent design( en designers ) zou zijn beinvloed of gestuurd(met een bepaald doel in geachten ) , en op zulkdanige manier dat geologen en biologen er nooit iets van zouden merken…. is helemaal onwaarschijnlijk
HODGKINS “WET ”
1968 : Hodgkins wet van parallelle planetaire ontwikkeling:
“ …op planeten met gelijkwaardige condities ontwikkelt al het leven zich op dezelfde manier….”
Velen nemen, deze verzonnen wet soms wel heel letterlijk, al komt deze “gissing ” niet uit de lucht vallen. (“an educated guess” dus )
Maar
Tijdens de evolutie werd het wiel regelmatig opnieuw uitgevonden.
Dit noemt men convergente evolutie.
Het oog van een octopus lijkt bijvoorbeeld veel op dat van gewervelde dieren, maar beide ogen hebben zich onafhankelijk van elkaar ontwikkeld.
Convergente evolutie kan tot grote uiterlijke overeenkomst leiden.
De Afrikaanse euphorbia en Amerikaanse cactus zijn voor een leek niet te onderscheiden en
de tenrek uit Madagaskar lijkt verbluffend veel op een egel,
maar is een verre achterneef van de olifant.
Het klinkt bovendien vergezocht om convergente evolutie op het hele universum toe te passen… en VOORAL houdt het helemeaal geen rekening met “contingency “(iets waar S Jay Gould al op wees in zijn disputen met de engelse paleontoloog Conway Morris )
°
PANSPERMIA -HYPOYHESES
Beroemde 19de-eeuwse wetenschappers als Lord Kelvin, de Duitse fysioloog en natuurkundige Hermann von Helmholtz en de Zweedse chemicus Svante Arrhenius toonden zich aanhangers van de panspermie-hypothese.
Een variatie daarop, de gerichte panspermie, werd in 1973 door de Engelse biochemici Francis Crick en Leslie Orgel gelanceerd. [4]
Crick was een van de ontdekkers van de alfa-helix structuur van DNA (1953) en kon zich niet voorstellen dat een dergelijk ingewikkeld molecuul een natuurlijke oorsprong had.
Volgens gerichte panspermie is het leven op onze planeet niet alleen van buitenaardse oorsprong, maar ook doelbewust op onze planeet gebracht door een hogere beschaving.
—>Panspermie geeft een verklaring voor een gemeenschappelijke bron van leven in het heelal, maar tot nu toe zijn er geen bewijzen voor gevonden.
—> En zelfs als men sporen van eencelligen in meteorieten zou vinden, is het hoogst twijfelachtig of evolutie op ver gelegen werelden in humanoïde wezens zal resulteren.–> wat dus ook gerichte pansmernie nog meer op losse schroeven zet …Immers we denken (voor het gemak )dat eventuele buitenaardsen ( en goden ) antropomorfgisch zijn en daarom handelen volgens menselijke geplogenheden en normen …..
Bovendien
Aanhangers van panspermie maken een vreemde gedachtesprong. :
—>Als de aarde geen leven kan voortbrengen, waarom zouden er dan wel fertiele levenskiemen in meteorieten of de ruimte kunnen ontstaan?
Waarom zouden andere planeten wel levensvormen kunnen voortbrengen?
—-> Uiteindelijk is het een verplaatsen van het probleem van het onstaan van het aardse leven naar een ( tot nu toe ) onbekende buitenaardse omgeving … een poging die bekend staat als een regressio ad absurdum ……en in feite nog steeds een geloof omdat er nog niet genoeg bewijsmateriaal is ( tot nu toe )
ABIOGENESIS
Louis Pasteurs kleinschalige experimenten vormden natuurlijk geen natuurwet. ( een zogenaamd “absolute” : biogenetischez grondwet , die altijd zou opgaan )
Veel astronomen en biologen gaan er vanuit dat het heelal vol met leven zit.
Hun uitgangspunt is gebaseerd op drie veronderstellingen.
1—> Er zijn honderden miljarden sterrenstelsels en elk sterrenstelsel bestaat uit honderden miljarden sterren.
Van veel sterren is inmiddels aangetoond dat er planeten omheen cirkelen, dus het aantal planeten moet in de triljarden lopen.
2—> Op veel van die planeten zal water zijn en voor veel van deze wetenschappers staat leven gelijk aan de aanwezigheid van water plus (organische) polymeren, zoals nucleosiden en eiwitten.
3—>De derde aanname is minder wetenschappelijk. Velen kunnen niet accepteren dat onze planeet als enige object in het universum leven zou herbergen.
°
De speurtocht naar het ontstaan van leven heeft wel wat weg van een detectiveverhaal: overal zijn aanwijzingen en wetenschappers zoeken naar bewijzen om een reconstructie te maken. Het ontstaan van leven op aarde heeft waarschijnlijk in vier stadia plaatsgevonden. Het eerste stadium, de prebiotische fase, wordt ook wel eens de oersoep genoemd
De promovendus Stanley Miller stelde zich een jonge aarde voor met zeeën, en een atmosfeer van methaan, ammoniak en waterstof, waarin bliksem en donder de boventoon voerden. Miller besloot die omstandigheden na te bootsen. Hij stopte de chemische ingrediënten in een kolf, liet het ‘bliksemen’ met elektrische ontladingen en toverde zo organische bouwstenen in een olieachtig laagje uit zijn glazen bol.
Uit recenter onderzoek blijkt dat de aardse atmosfeer lang niet zo giftig was, maar het valt niet uit te sluiten dat er microklimaten waren, bijvoorbeeld in de buurt van vulkanen, die aan Millers oersoepexperimenten voldeden.
Daarnaast zijn er twee andere bronnen.
—>Meteorieten kunnen complexe biologische moleculen herbergen en
—>organische bouwstenen ontstaan diep in de oceanen op de scheidingslijn van koud zeewater en door lava verontreinigd, heet water.( Black smokers bijvoorbeeld )
Het mooie van de theorieën is dat ze volledig complementair zijn, zodat de kans dat er complexe moleculen ontstonden zeer groot geacht wordt. [1,2,3,6,9]
°
Hoe complexe moleculen uiteindelijk zelfreproducerend pre-RNA vormden, is onduidelijk.
Het vormen van een polymeer kost energie en een reproducerend polymeer moet minstens 20 monomeren bevatten. Aangezien het gelukt is om polymerisatie en replicatie in laboratoria onder nagebootste condities plaats te laten vinden, moeten we er vanuit gaan dat deze gebeurtenis ergens in de miljoenen jaren die stadium twee tot zijn beschikking had, plaatsgevonden heeft.
De meeste biologen zijn het erover eens dat leven met RNA begon en dat dit RNA een voorloper had.
Er wordt zelfs gedacht aan groepen chemicaliën die als katalysator voor elkaar fungeerden.
Wel wordt steeds meer duidelijk hoe divers de rol van RNA is.
RNA kan functioneren als receptor en katalysator, functies die een tiental jaren terug nog exclusief aan eiwitten werden toebedeeld.
Ook aan het vierde stadium, het proces dat er uiteindelijk toe leidde dat DNA de rol van RNA overnam, wordt volop onderzoek gedaan.
De voordelen van DNA spreken voor zich: DNA is veel stabieler dan RNA en de dubbelstrengsstructuur biedt mogelijkheden om beschadigingen perfect te herstellen.
Ten slotte wordt onderzoek gedaan naar de wijze waarop celmembranen en genetisch materiaal gingen samenwerken en hoe celorganellen zijn ontstaan.
Voor alle stappen die uiteindelijk in leven resulteerden, geldt dat deelprocessen in laboratoria onder de juiste condities zijn na te spelen.
Samengevat
Niemand weet ( tot nu toe ) of het heelal inderdaad wemelt van micro-organismen, laat staan intelligente wezens of hogere beschavingen, —–> maar zeker is dat er is geen steekhoudende argumenten zijn om de oorsprong van het aardse leven( het enige waar we tot nu toe iets vanaf weten ) perse buiten onze planeet te zoeken. ….
– Een bekend argument is dat wij simpele aardbewoners niet in staat zijn om de hoogontwikkelde technologie van buitenaardse reizigers( of van een goddelijke “Alleskunner” te begrijpen. )
Zulke wezens mogen in staat worden geacht ons organisme tot op de laatste molecuul te analyseren. Men mag ook aannemen dat ze in staat zijn om veranderingen aan te brengen met onze eigen genetische codetaal.
Uiteraard is het moeilijk zulke argumenten te weerleggen, want ruimtewezens( en goden ) kunnen dit te allen tijde in alle organismen gedaan hebben.( zelfs op quantum niveau beweren sommige theistische evolutionisten )
De “natuur-wetenschappelijke” bewijzen die creationisten , ufologen en andere theistische evolutionisten voor hun hypotheses aandragen, kunnen echter meestal wel onderzocht worden.
Twee argumenten die veel gebruikt worden zijn ‘we snappen de DNA-sequentie niet’ en ‘menselijk DNA lijkt zich niet ontwikkeld te hebben zoals de regels van Darwin voorspellen’. Men verwijst dan naar de resultaten van het Human Genome Project dat in oktober 1990 werd gestart met als doel het menselijk genoom te ontrafelen. [7]
Het project publiceerde in 2004 een drietal opmerkelijke resultaten.
—>Mensen hebben ongeveer 23.000 genen, net zoveel als muizen en ringwormen. Ze hebben wel meer genen dan gistcellen, maar veel minder dan een watervlo.
—-> Het menselijk genoom bezit meer dubbele DNA-segmenten dan dat van andere zoogdieren.
—–>Slechts 7% van het DNA codeert voor eiwitten, de rest zou rommel zijn: junk DNA.
Met name deze laatste twee resultaten geven reden tot speculatie.
° Het menselijk genoom bevat meerdere stukken DNA met nagenoeg identieke code.(verdubbelingen ) De code kan meerdere malen op een chromosoom voorkomen, maar ook op meerdere chromosomen. Zulke herhalende DNA-segmenten maken het genoom instabieler. Ze veroorzaken veel voorkomende erfelijke aandoeningen, zoals reumatische artritis, psoriasis en bepaalde gedragsstoornissen, maar ook veel ernstigere ziekten. Het individu is echter levensvatbaar en kan zich gewoon voortplanten.
° Bij de meeste genetische afwijkingen zal het organisme aan functionaliteit moeten inleveren, maar het zijn tevens precies de condities die versnelde evolutie mogelijk maken.
—> Ook het genoom van andere primaten bevat veel herhalende segmenten. Dat nu juist apen veel meer van deze DNA-segmenten hebben dan bijvoorbeeld honden en katten, verklaart de relatief snelle evolutie van de aap en de mens.
Maar het zou natuurlijk ook op buitenaardse ( en bovenantuurlijke ) interventies in de mensaapevolutie kunnen wijzen.
Door ons DNA te vergelijken met dat van andere primaten kan men verschillende periodes in onze evolutie aanwijzen waarin dit soort genetische veranderingen hebben plaatsgevonden: 80, 40, 12, 7 en 3 miljoen jaar geleden. [7]
Overigens is een hoge frequentie van dubbele DNA-segmenten(of verdubbelingen ) absoluut niet uniek voor primaten; het komt voor in alle levende organismen, ook in andere zoogdieren en zelfs in sommige virussen. [5]—> tot en met verdubbellingen van het gerhele genoom …..
°
BUITENAARDSE INTELLIGENTE DESIGNERS BOVENNATUURLIJK , en/of ALIENS ?
°
SAM CHANG JUNK
In een lang artikel op de ufosite The Canadian door editor John Stokes stelt “professor Sam Chang “van het Human Genome Project dat als het junk-DNA gecodeerd zou zijn door ‘buitenaardse programmeurs’. [10]
” Goede programmeurs waren het kennelijk niet, want “volgens Chang “is junk-DNA het gevolg van trial-and-error. Als een functie niet beviel, werd deze ‘uitgecommentarieerd’ en aangevuld met nieuwe code. ”
Er wordt vaak naar het stuk van Stokes verwezen, maar – “Professor Chang” bestaat niet echt —- einde verhaal ……
_________(knip )…..uit het oorspronkelijke artikel weggelaten stuk —> (onderaan dit overgenomen artikel = OPMERKIN 1 / °°° )…….knip) ________
°
KRUISBESTUIVINGEN a la Von Däniken ?
Nieuwe knappe DNA-technieken maken ook korte metten met von Dänikens aannames over kruisbestuivende ruimtegoden.
Als ruimtewezens de Homo sapiens 40.000 jaar geleden tot het uitverkoren ras hadden gekozen, dan moeten er toch grote en essentiële genetische verschillen zijn met holbewoners als de Neanderthalermens en de Homo denisova.
Niets is minder waar.
—> Neanderthaler-DNA is vrijwel gelijk aan dat van moderne mensen.
Ongeveer 4% van typische Neanderthaler-genen blijkt wel bij westerlingen en Aziaten aanwezig te zijn, maar niet bij Afrikaanse mensen.
—-> Specifieke DNA-kenmerken van de Homo denisova komen uitsluitend voor bij Papoea’s en Australische Aboriginals.
Tja, wanneer en waar de buitenaardse genetici dan moeten hebben ingegrepen (met hun gerichte genetische manipulaties ) , is een ondoorgrondelijke puzzel.
3.-
” GESCHAPEN ”
Wereldwijd zijn er iedere dag vele ufo-waarnemingen en met regelmaat verschijnen meldingen van mensen die buitenaardse wezens hebben waargenomen of er zelfs door zijn ontvoerd.( net zoals er overgeleverde “getuigenissen” bestaan van bevoorrechte “historische ” mensen van hun ontmoetingen met het bovenantuurlijke ern de goden )
Aangezien er volgens officiële organisaties nooit een dode of levende alien is gevonden, moeten we op onbevestigde observaties vertrouwen om ons een beeld van de wezens te vormen.
Het is moeilijk om je een buitenaardse beschaving voor te stellen die bereid is gigantische investeringen te doen om de aarde te bezoeken, zonder officieel contact te willen leggen en zonder winstoogmerk.
Nog vreemder is het dat deze wezens, al hun superieure kennis ten spijt, vaak in betrekkelijk simpele ruimtevoertuigen reizen, regelmatig betrapt worden en dan ook nog eens sterk op ons lijken.
Zonder bewijsmateriaal voorhanden, maar open voor iedere claim, kunnen we alleen maar meedenken over het bestaan van buitenaardse bezoekers ( of goddelijke ope,nbaringen ) en daar waar mogelijk is de waarnemingen met logica en wetenschappelijke kennis ondersteunen.
Helaas!
Tenzij het leven op aarde het resultaat is van intelligent design, is de kans dat zoveel waar te nemen ruimtewezens op mensen moeten lijken, nihil.
—> Maar ook intelligent design biedt geen goede verklaring voor de toevalligheden ( en contingente voorvallen ) die het leven op aarde gemaakt hebben zoals wij het nu kennen.
°
SAMENGEVAT
Als we terugkijken naar hoe het leven zich heeft ontwikkeld, dan had het proces volgens alle bekende chemische regels en biologische wetten ook heel anders kunnen verlopen.
Een ander oersoeprecept had wellicht een prima functionerend zelfreplicerend molecuul opgeleverd, met een andere structuur en samenstelling, maar met dezelfde genetische functies als DNA.
Als de Proterozoïsche ijstijden hadden aangehouden, had leven zich alleen nog diep in de oceanen kunnen afspelen.
—> Massa-uitstervingen (door klimaatveranderingen en veranderingen van de fysico-chemische smernstelling van leefomgevingen , ook door kosmische ongevallen )hebben de evolutie van de dans ontspringende overlevende organismen telkens weer op andere evolutionaire padern gestuurd
°
Het ligt dus alleen al daarom toch voor de hand dat noch de mens noch enig ander organisme noodzakelijk( of als doelgericht produkt ) is gecreëerd of in de evolutionaire geschiedenis is beïnvloed door het toedoen van een hoogontwikkelde buitenaardse beschaving of enige andere (veronderstelde ) intelligente Designer .
Misschien is het omgekeerde wel het geval. Misschien heeft de fantasie van een enkeling, versterkt door het geloof van vele aanhangers in het bovennatuurlijke, humanoïde ruimtewezens( en Goden of één god ) geschapen.
Bronnen
1. Bada, J.L. (2004). How life began on Earth a status report. Earth and Planetary Science Letters, 226, 1-15.
2. Basalla, G. (2006). Civilized life in the universe. Oxford: Oxford University Press.
3. Benner, S.A. et al. (2004). Is there a common chemical model for life in the universe? Current Opinion in Chemical Biology, 8, 672-689.
4. Crick, F.H.C. en L.E. Orgel (1973). Directed panspermia. Icarus, 19, 341-346.
5. Gentles, A.J. et al. (2007) Evolutionary dynamics of transposable elements in the short-tailed opossum Monodelphis domestica. Genome Research, 17, 992-1004.
6. Schwartz, A.W. (1995). The RNA world and its origins. Planetary and Space Science, 43, 161-165.
7. Stankiewicz, P. et al. (2004). Serial segmental duplications during primate evolution result in complex human genome architecture. Genome Research, 14, 2209-2220.
8. Story, R. (1980). The Space Gods revealed. London: Barnes and Noble books, second edition.
9. Yarus, M. (2011). Getting past the RNA world: the initial Darwinian ancestor. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3, 1-8.
10. http://www.agoracosmopolitan.com/home/Frontpage/2007/01/08/01288.htm
°
OPGELET
°Dit ( inleidend ) artikel is een bewerking van een oorspronkelijke artikel uit Skepter van skepsis (1): Het is bewerkt en voorzien van toevoegingen //
1.- vooral de beweringen over junk DNA zijn nogal ongenuanceerd en onvolledig ( en heb ik weg gelaten )
(°°° )
“Onderzochte pseudogenen regelen het aflezen van coderend DNA, genereren genetische diversiteit, en zorgen voor stabiliteit van het genoom en evolutionair behoud van de DNA-sequenties. ”
—-> Maar pseudogenen zijn restanten van verworven DNA uit andere vreemde organismen ( meestal invasieve virussen die ergens in de stamlijnen van het pseudo- genen bezittende organisme een infektie verzoorzaakten maar die functioneel konden worden ingezet ( en/of dienden als vectoren van natuurlijke Gen-manipulatie(s ) en /of laterale gen transferten met een gunstig resultaat ) ….(Het meeste) andere JUNK DNA bestaat uit verongelukte (= niet meer werkzame ) rommel-sequenties afkomstig van de voorouderlijke genetische opmaak van het organisme zelf (= genetische fossielen ) die in het huidige afstammelingen van het gegeven organisme geen functie meer vervullen )
//
2.- “Repeterende DNA sequenties” worden op een grote hoop gegooid met grotere genetische “verdubbelingen” —> zoals chromosoom- en zelfs genoom verdubbelingen
3.- Er wordt veel te weinig op gewezen dat zowel goden , god of ufo-aliens allemaal eenzelfde pot nat zijn : en dat het veroordelen van Intelligent Design als pseudo-wetenschap …..voor al die aangehaalde “intelligente Designer”s de doodsklok luid
(1) Het oorspronkelijke (bron) artikel is van Dirk Koppenaal /redacteur van Skepter. en hier onveranderd te vinden ( met uitzondering van een weggelaten illustratie ) —> http://www.skepsis.nl/alien-dna.html
___________________________________________________________________________________________________
°
METEORIETEN EN LEVEN
Botsende komeet produceert essentiële bouwblokken van
leven
Wanneer een ijzige komeet op een planeet botst, kunnen aminozuren – essentiële bouwblokken van leven – ontstaan. Dat hebben wetenschappers ontdekt. Het verklaart mogelijk hoe het leven op aarde kort nadat onze planeet met kometen werd bekogeld, ontstond. Ook suggereert het dat die bouwblokken van leven overal kunnen ontstaan.
Wetenschappers van Imperial College London vuurden projectielen met grote snelheid af op een mix van ijs die dezelfde samenstelling had als een komeet. Daarop ontstonden diverse aminozuren. “Dit proces demonstreert een heel simpel mechanisme waarbij we van een mix van simpele moleculen – zoals water en koolstofdioxide-ijs – naar een complexer molecuul gaan, zoals een aminozuur,” vertelt onderzoeker Mark Price. Niet alleen een ijzige komeet die op het oppervlak van een planeet botst, kan die aminozuren produceren. Ook een meteoriet die op een met ijs bedekte planeet of maan stuit, kan dat effect hebben.
Leven
“Ons onderzoek laat zien dat de basale bouwblokken van leven overal in het zonnestelsel en daarbuiten kunnen ontstaan,” voegt onderzoeker Zita Martins toe. Maar, zo benadrukt ze, dat wil niet zegge dat die bouwblokken ook altijd uitgroeien tot leven. Daarvoor zijn omstandigheden nodig waaronder leven kan floreren.
Leven op aarde
Het onderzoek kan wel mede verklaren hoe het leven op aarde ontstond. Dat gebeurde na een periode waarin onze planeet door kometen en meteorieten gebombardeerd werd.
°
Bovendien kan het onderzoek ons helpen in de zoektocht naar leven op andere hemellichamen. Wanneer we buitenaards leven willen vinden, zouden we wellicht eens moeten kijken op hemellichamen die ijs bevatten. Denk aan Enceladus en Europa.
Als projectielen – bijvoorbeeld meteorieten – op deze manen neerstorten, kunnen ook aminozuren ontstaan. Het is dan wellicht ook zeker de moeite waard om op deze manen op zoek te gaan naar sporen van leven.
Bronmateriaal:
“Scientists discover cosmic factory for making building blocks of life” – Imperial College London (via Eurekalert.org).
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Hans Bernhard (via Wikimedia Commons).
Meteorites May Have Fostered Life on Earth
Komeet kan complexe bouwblokken voor leven op aarde
hebben afgezet
Wetenschappers bewijzen dat het goed mogelijk is dat kometen een zeer belangrijke rol hebben gespeeld in de totstandkoming van leven op aarde. Ze tonen aan dat het mogelijk is dat complexe moleculen diep in de ruimte zijn ontstaan en door kometen op aarde zijn gebracht.
Onderzoekers van de universiteit van Berkeley bootsten de omstandigheden diep in het heelal, waar kometen ontstaan, na. Ze deden dat in een kamer waar het zeer koud was (tien graden boven het absolute nulpunt). In de kamer bevond zich een ijsbal met daarin koolstofdioxide, ammoniak en verschillende koolwaterstoffen (zoals methaan en ethaan). De ijsbal werd blootgesteld aan een gesimuleerde kosmische straling. Vervolgens gebeurde er iets opvallends. De chemische stofjes in de ijsbal begonnen te reageren en complexe, organische stoffen te vormen, waaronder dipeptiden.
Een dipeptide bestaat uit twee aminozuren en is een bouwblok voor leven: alle organismen beschikken erover.
Buitenaards leven
Het feit dat deze stofjes diep in het heelal kunnen ontstaan, wijst erop dat het best mogelijk is dat kometen – of misschien meteorieten – deze vervolgens op aarde hebben gebracht. Dat schrijven de onderzoekers in het blad The Astrophysical Journal.
“Het is fascinerend om te bedenken dat de meest basale biochemische bouwblokken die leidden tot leven op aarde wellicht een buitenaardse oorsprong hadden,” stelt onderzoeker Richard Mathies.
Complexiteit in de ruimte
Het idee dat kometen leven op aarde ‘zaaiden’ is niet nieuw.
En voorzichtig bewijs voor de theorie werd eerder al ontdekt. Zo toonden onderzoekers aan dat basale organische moleculen – zoals aminozuren – in meteorieten voorkomen.
Maar het is onderzoekers nog niet gelukt om complexere moleculaire structuren die een voorwaarde voor het ontstaan van leven vormden, in kometen of meteorieten terug te vinden. Onderzoekers gingen er dan ook vanuit dat kometen basale bouwblokjes voor leven op aarde hebben afgezet, maar dat de echt complexe bouwblokken pas hier op aarde – in de oceanen – ontstonden.
Dit onderzoek wijst erop dat we het heelal onderschat hebben. Ook diep in het heelal kunnen complexe moleculen ontstaan, kometen kunnen die vervolgens op aarde gebracht hebben, waar ze de totstandkoming van leven een vliegende start gaven.
Bronmateriaal:
“Evidence that comets could have seeded life on Earth” – Berkeley.edu
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door NASA / JPL-Caltech / UCLA.
°
Water op aarde is waarschijnlijk afkomstig van asteroïden
—-> Het kan natuurlijk ook zijn dat diezelfde bouwstenen zowel op kometen als op Aarde , als in de ruimte , of op een andere planeet ontstonden, wat hun oorsprong ( en die van het leven ?) veelzijdig maakt, net als het water hier.
Waarschijnlijk onstaan die “stoffen” zowat overal en op verschillende wijzen en waar gunstige omstandigheden voor die diverse reacties heersen
Leven op aarde dankzij kometen?
Kometen en meteorieten hebben wellicht een grotere rol gespeeld bij het ontstaan van het leven op aarde dan tot nu toe werd aangenomen.
In de vele meteorieten die op aarde zijn gevonden zijn allerlei organische moleculen aangetroffen.
Daarbij gaat het echter steeds om relatief kleine moleculen, zoals aminozuren. Bijgevolg zijn wetenschappers er eigenlijk altijd van uitgegaan dat de grotere bouwstenen van het leven pas later in de oceanen op aarde zijn gevormd.
Wetenschappers van de universiteiten van Californië (Berkeley) en Hawaï (Manoa) hebben nu echter experimenteel aangetoond dat ook de wat grotere moleculaire bouwstenen in de ruimte kunnen zijn ontstaan. In een vacuümkamer hebben zij bij een temperatuur van tien graden boven het absolute nulpunt een kosmische sneeuwbal nagebootst, bestaande uit kooldioxide, ammoniak en diverse koolwaterstoffen. Toen ze deze met energierijke elektronen bestookten, zoals die ook in de ruimte voorkomen, traden er reacties op waarbij onder meer dipeptiden werden gevormd – moleculen die uit twee aminozuren bestaan.
Deze ontdekking toont aan dat kometen en meteorieten deze voor het ontstaan van leven cruciale moleculen naar de aarde kunnen hebben gebracht. Dipeptiden staan aan de basis van nog langere moleculaire ketens zoals eiwitten. (ee)
Mars heeft Koolstof en waterstof verbindingen
aangemaakt
Nieuw onderzoek bewijst dat koolwaterstoffen , aangetroffen in meteorieten van Mars echt op Mars zijn ontstaan. Maar het is geen restant van buitenaards leven.
In meteorieten afkomstig van Mars zijn in het verleden moleculen aangetroffen met daarin koolwaterstoften . Dat zijn stofjes waar het hart van wetenschappers harder van gaat kloppen. Want dat zijn belangrijke bouwblokken voor leven op aarde. Als zij ook op Mars voorkomen, zou het zomaar kunnen dat ook daar leven mogelijk is.
Van Mars?
Grote vraag bleef echter altijd: zijn die moleculen wel van Mars afkomstig? Ze mogen dan in meteorieten van Mars zitten, maar dat bewijst nog niets. Zo zou het best kunnen dat de meteorieten tijdens of na de inslag ‘besmet’ zijn geraakt met moleculen die op aarde voorkomen. Andere wetenschappers waren er echter van overtuigd dat de moleculen van Mars afkomstig waren, maar ook binnen die groep waren de meningen verdeeld. Want hoe waren de koolstof bevattende macromoleculen daar dan ontstaan? Door chemische reacties? Of waren het soms restanten van Martiaans leven?
Geen restanten van leven
Nieuw onderzoek van het Carnegie Instituut komt met antwoorden. De macromoleculen zijn inderdaad op Mars ontstaan, maar het zijn GEEN restanten van leven, zo concluderen de onderzoekers in het blad Science.
Onderzoek
De wetenschappers bestudeerden elf meteorieten die afkomstig waren van Mars. In tien van deze meteorieten vonden ze koolstof. De macromoleculen bevonden zich in gekristalliseerde mineralen. Met behulp van verschillende onderzoekstechnieken stelden de onderzoekers eerst vast dat de moleculen op Mars zijn ontstaan. Vervolgens keken ze hoe de moleculen precies zijn ontstaan. Hun onderzoek wijst erop dat de moleculen het resultaat zijn van vulkanisme op Mars. Aangezien de oudste meteorieten 4,2 miljard jaar oud zijn, wijst het onderzoek er ook op dat Mars de moleculen al vrijwel vanaf het begin van diens totstandkoming aanmaakt.
“Deze resultaten wijzen erop dat de opslag van gereduceerd koolstof gedurende de geschiedenis van de planeet heeft plaatsgevonden en mogelijk vergelijkbaar is met de processen die op de oude aarde plaatsvonden,” stelt onderzoeker Andrew Steele in een persbericht.
“Begrijpen hoe deze niet-biologische, koolstof bevattende macromoleculen op Mars zijn ontstaan, is van cruciaal belang voor de ontwikkeling van toekomstige missies die bedoeld zijn om direct bewijs voor leven op deze nabije planeet te ontdekken.”
Bronmateriaal:
“Organic carbon from Mars, but not biological” – Carnegiescience.edu
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door USGS.
°—-> Koolwaterstoffen zullen beslist ook elders in het immens grote heelal voorkomen. : Dit bewijst totaal niet dat er ooit leven is geweest op Mars of dat ” het leven” van elders naar onze planeet is gebracht of vervoerd op de een of andere manier .
…recent bewijs gevonden dat leven op Mars vroeger tot de mogelijkheden behoorde
Marsmeteoriet bevat biologische bouwstenen
Electron microscope image showing the 700-million-year-old Martian clay veins containing boron (100 µm = one tenth of a millimeter).
 |
| Thin section of the Martian meteorite MIL 090030 analyzed by the UHNAI researchers. |
http://en.wikipedia.org/wiki/Boron
Astrobiologen hebben in een Marsmeteoriet hoge concentraties aangetroffen van het element boor ( borium B atoomnummer 5 ). In geoxideerde vorm (boraat) zou boor een belangrijke rol gespeeld kunnen hebben bij de vorming van RNA, een belangrijke bouwsteen voor het leven.
De meteoriet is gevonden op Antarctica, gedurende een veldexpeditie in 2009. De chemische samenstelling van de meteoriet verraad dat het afkomstig moet zijn van Mars.
Met de ionen-microsonde van het W.M. Keck Kosmochemisch Laboratorium zijn klei-aders in de meteoriet geanalyseerd. Hieruit blijkt dat het boor gehalte tien keer hoger is dan in enige andere meteoriet. Volgens de onderzoekers is aardse besmetting uitgesloten.
Boraten( = oxidanten van boor ) hebben vermoedelijk een belangrijke rol gespeeld in het ontstaan van het leven. Boraten stabiliseren namelijk ribose, een cruciaal bestanddeel van RNA. Biologen denken dat RNA de voorganger is geweest van het complexere DNA. Dat betekent dat RNA vroeger als opslag voor celinformatie heeft gediend.
Biologische cellen hebben geavanceerde manieren bedacht om RNA te synthetiseren. De eerste RNA-moleculen moesten het echter zonder deze hulp doen. Experimenten hebben uitgewezen dat bij de nonbiologische productie van RNA de aanwezigheid van boraten cruciaal zijn voor de vorming van ribose, een basisbestanddeel voor RNA.
De ontdekking van boor in de Marsmeteoriet indiceert dat een belangrijk element in de productie van levende cellen aanwezig moet zijn geweest op de Rode Planeet. Daarnaast kan het ons meer vertellen over prebiotische factoren op de jonge aarde.
Vanwege de plaattektoniek zijn op onze planeet geen klei-afzettingen ouder dan 700 miljoen jaar aanwezig. (1)
Aangezien de jonge aarde en de jonge Mars veel op elkaar geleken moeten hebben, zou ook onze eigen planeet rijk aan boron kunnen (en misschien wel moeten) zijn geweest.
Bron: University of Hawaii
—>
(1.- )
Continentale korst gedraagt zich anders dan oceanische korst.
Een continent zal niet snel subduceren (het is lichter en dikker dan de oceanische korst), zodat we vandaag de dag op de continenten gesteenten kunnen aantreffen die vele miljarden jaren oud zijn.
Oceanische korst die ouder is dan 180 miljoen jaar (Ma) komt daarentegen nauwelijks voor. Oceanische korst heeft dankzij het subductieproces een beperkte levensduur. Platentektoniek is een goede verklaring voor de ouderdom van de oceanische korst.
Need I say more ?
PS
Natuurlijk …… Als je goed zoekt vind je de klei vanzelf wel, waar rots is en water komt klei …. en zeker wanneer die klei op een continent is gevormd (of komt te liggen —> bijvoorbeeld bij sea-clay gebeurd dat nogal eens ) kan het behoorlijk lang bewaard blijven en bijgevolg ook erg oude afzettingen gaan vormen (—> zie bijvoorbeeld de mariene klei afzettingen van de jurassic coast )
-Veel minder frekwent zijn diepzee-kleien ( maar dat zijn eerder het gevolg van modderstromen )
Is het leven op Aarde mogelijk afkomstig van Mars?
Het lijkt erop dat het leven op Aarde afkomstig is van Mars, zegt biochemicus Steven Benner van het Westheimer Institute for Science and Technology in Florida. Volgens Benner waren de omstandigheden op Mars een paar miljard jaar geleden veel gunstiger voor het ontstaan van leven dan op de pasgeboren aarde.
Niemand weet hoe het leven is ontstaan. Wel is duidelijk dat er veel hobbels overwonnen moesten worden. Zo vertonen de simpelste bouwstenen van het leven (koolwaterstoffen) de neiging om onbruikbare teerachtige verbindingen te vormen. En hoewel water onmisbaar is voor leven zoals wij dat kennen, vormt het ook een obstakel voor de vorming ervan: RNA-moleculen – de eerste genetische structuren – vallen snel uiteen in water.
Op Mars waren al deze hobbels veel kleiner dan op aarde, aldus Benner. Terwijl de pasgeboren aarde zo goed als zeker een waterwereld was – nog zonder continenten – waren er op Mars ook voldoende droge gebieden. Gesteenten op Mars hadden bovendien een sterkere oxiderende werking dan op aarde, waardoor er molybdaten konden voorkomen – verbindingen van molybdeen en zuurstof. Uit laboratoriumexperimenten blijkt dat molybdaat kan bijdragen aan de stabiliteit van organische verbindingen, en aan de vorming van suikers.
Meteorieten
Op de Goldschmidt-conferentie van de European Association of Geochemistry, die deze week wordt gehouden in Florence, stelt Benner dat geoxideerd molybdeen op de jonge aarde vrijwel niet voorkwam, en dat het dus waarschijnlijker is dat het leven op Mars ontstond. Martiaanse micro-organismen zouden vervolgens aan boord van meteorieten de reis naar de aarde hebben gemaakt. ‘Het begint er steeds meer op te lijken dat we in feite allemaal van Mars afkomstig zijn’, aldus Benner.
°
Astrobioloog Paul Davies van de Arizona State University, die al eerder suggereerde dat het leven op aarde misschien afstamt van Marsbacteriën, reageert desondanks voorzichtig.
‘Het heeft allemaal te maken met kansen en waarschijnlijkheden’, zegt hij. ‘Benners werk lijkt nu weer de voorkeur aan Mars te geven, maar echt overtuigend is het nog niet. Misschien ontstond het leven nog wel heel ergens anders dan op de aarde of op Mars.’
°
Pascale Ehrenfreund, lange tijd werkzaam aan de Leidse Sterrewacht en nu verbonden aan de George Washington University, spreekt van ‘een interessant idee’, maar merkt daarbij op dat astronomen vaak een andere kijk op het ontstaan van leven hebben dan scheikundigen. ‘Ik geloof dat protocellen uit andere bouwstenen ontstaan kunnen zijn dan waar de hedendaagse biochemie mee werkt’, zegt ze.
-
Eelco van Kampen Allemaal onnodig ingewikkeld.(-> Scheermes van ockham ? )– Het is niet onmogelijk, maar op aarde waren alle ingrediënten ook aanwezig.Er zal vast een droge plek geweest zijn op de oude aarde Molybdenoxiden en Boraten in de juiste hoeveelheden aanwezig waren. ( is er ooit een overal natte (onderspoelde )aarde geweest ? een waterwereld zonder een enkel continent)– Verder weten we nog te weinig over de weg die geleid heeft tot het ontstaan van RNA.Zo is ook de theorie dat alle water van kometen ( of planetoïden ) afkomstig is, toch wel vergezocht.Die enorm grote aarde heeft waarschijnlijk bij zijn ontstaan al genoeg water meegekregen om alle oceanen te vormen.
°
Dit onderzoek trekt véél te snel conclusies. Overigens vind ik het vreemd dat professor Benner het doet lijken alsof de abiogenese alles al heeft ontdekt en dat wij ondertussen al weten hoe het leven is ontstaan. Dit is niet het geval: wij kunnen slechts de ‘voorwaarden’ voor het ontstaan van leven enigszins schetsen. Het is verre van duidelijk of de huidige lijst compleet is.Er zijn zoveel ‘if’s’ aan het verhaal van Brenner . Maar het is wel een falsifieerbare theorie, dus het is een gangbaar idee.
Ik vind alleen dat er behoorlijk snel conclusies worden getrokken.ANDERE OPTIES ?° Dat het begin van leven uit de ruimte komt is een werkhypothese waar wat voor te zeggen valt° de gordel voorbij Mars bestaat uit brokstukken van een uiteengespatte planeet waar de oorsprong van het leven wel eens zou kunnen liggen en dat zowel de aarde als Mars heeft ingezaaid ? http://nl.wikipedia.org/wiki/Planetoïdengordel(antwoord )—> Uit de 3e alinea van die wiki pagina:
“Tussen Mars en Jupiter zorgde het sterke gravitatieveld van Jupiter er echter voor dat de planetesimalen uiteindelijk geen nieuwe planeet konden vormen.”
Er was dus nooit een planeet om uiteen te spatten.
LEVEN OP MARS ONSTAAN ?
29 augustus 2013 Caroline Kraaijvanger
http://www.scientias.nl/nieuw-bewijs-suggereert-voorouders-mars-kwamen/91388
Professor Steven Benner tijdens de jaarlijkse Goldsmith-conferentie : ( Zijn )onderzoek wijst er op dat een ingredient dat mogelijk cruciaal was voor het ontstaan van leven enkel op Mars en niet op aarde voorhanden was.
Molybdeen
Het draait allemaal om het element molybdeen.
“Pas wanneer molybdeen oxideert kan het de totstandkoming van leven beïnvloeden,” legt Benner uit.
“Die vorm van molybdeen kan in de tijd dat het leven ontstond niet op aarde voorhanden zijn geweest, omdat het oppervlak van de aarde drie miljard jaar geleden aan weinig zuurstof was blootgesteld.”
Mars daarentegen beschikte wel over voldoende zuurstof in haar atmosfeer .
“Het is een extra bewijsstuk dat het waarschijnlijker maakt dat het leven middels een Martiaanse meteoriet op aarde arriveerde en dus niet op deze planeet startte.”
Het belang van molybdeen (en boor/ boraten )
Al het leven op aarde bestaat uit organisch materiaal. Maar wanneer we organisch materiaal blootstellen aan energie (warmte en licht), gebeurt er niets. Het vormt geen levensvorm. In plaats daarvan wordt het bijvoorbeeld teer of olie.
“Er zijn bepaalde elementen die de neiging van organisch materiaal om te veranderen in teer en asphalt ( bitumen ) , beïnvloeden.
Het gaat dan met name om boor en molybdeen. Wij denken echter dat mineralen van die beide stoffen (met name hun oxiden ) , fundamenteel waren voor het ontstaan van leven. Een analyse van een Martiaanse meteoriet heeft al aangetoond dat er boor /boraten aanwezig was op Mars en nu denken we dat de geöxideerde vorm van molybdeen er ook was.”
Hindernissen
Als het onderzoek van Benner klopt, verklaart het een hoop.
Zo vroegen onderzoekers zich bijvoorbeeld altijd af hoe het leven drie miljard jaar geleden op aarde kon ontstaan. De aarde was toen namelijk helemaal niet zo’n geschikte plaats voor leven. Onze planeet was helemaal bedekt met water, waardoor de concentratie borium – een element dat vandaag de dag vooral op hele droge plekken op aarde wordt teruggevonden – beperkt was. Bovendien is water niet zo best voor RNA: de eerste genetische moleculen.
Als het leven op Mars ontstond, hoefde het die hindernissen echter niet te nemen. Op Mars waren de omstandigheden toen namelijk een stuk gunstiger. : er waren (waarschijnlijk ) genoeg droge plekken
Minder geschikt
“Het bewijs dat aards leven eigenlijk allemaal afkomstig is van Mars stapelt zich op,” concludeert Benner. “Het leven startte op Mars en kwam op gesteente (meteorieten ) naar de aarde.
” En dat is maar goed ook. In de jaren die volgden, draaiden de rollen zich namelijk om. Mars werd steeds minder geschikt voor het (voortbestaan van) leven, terwijl de aarde zich ontwikkelde tot een leefbare planeet.”
Het onderzoek heeft mogelijk ook implicaties voor onze zoektocht naar leven op Mars. Die moeten we namelijk zeker voortzetten, vindt Benner.
“Recente onderzoeken tonen aan dat de omstandigheden waarin het leven kon ontstaan, wellicht nog steeds op Mars te vinden zijn.” Wie weet vinden we ( als aards leven ) van dat gemeenschappelijke voorouderlijke leven ook het nageslacht dat op Mars was (is ) achterbleven , nog terug.
Bronmateriaal:
“We may all be Martians — new research supports theory that life started on Mars” – European Association of Geochemistry (via Eurekalert.org)
—–> Als dit waar is : lijkt me dat de kans dat we elders nog intelligent leven aantreffen daarmee ook aanzienlijk slinkt. —-> Het enige geval van intelligent leven dat we kennen had dan maar liefst twee relatief kleine planeten in de buurt van elkaar in de bewoonbare zone rond een ster nodig om te ontstaan.
—–>maar dit sugereert ook dat leven tussen planeten zich kan verplaatsen…..en dus niet beperkt hoeft te blijven in één planetenstelsel ….als het leven tenminste in staat is ook langere afstanden door de ruimte en de bijbehorende straling te overleven.
Nu nl.
‘Bouwstenen voor aards leven ontstonden op Mars’
29 augustus 2013
Molybdeen: Kristalfragment, en blokje van 1 cm3. Alchemist-hp, via Wikimedia Commons
Molybdeen
De essentiële rol van geoxideerd molybdeen bij het bouwen van complexe moleculen wordt door andere onderzoeken onderstreept. Zo werd de trage beginfase van de evolutie die pas na twee miljard jaar complexe levensvormen als planten en dieren opleverde, in 2008 al toegeschreven aan een aanvankelijke gebrek aan zuurstof en molybdeen in de oceanen. Hierdoor kondenbacteriën wel floreren, maar konden eukaryoten – waaruit meercellige organismen uiteindelijk ontstonden – de volgende stap in de evolutie niet maken. Ook Michael Russell, die zich al decennialang toelegt op onderzoek naar het ontstaan van het leven, schreef vorig jaar nog over de onmisbaarheid van molybdeen bij het ontstaan van het leven. “Voor wie zijn klassiekers kent zegt het atoomnummer van dit element voldoende”, grapte hij in een interview metScientific American. Dat is namelijk, je raadt het al, 42.
Mineralen met molybdeen en met het element boor ( —-> oxiden zijn mineralen : dus zoals molybdeen-oxiden en Boraten ) waren drie miljard jaar geleden waarschijnlijk niet in de juiste vorm en hoeveelheid beschikbaar op aarde om RNA te vormen, een belangrijke moleculaire component van leven.
De kans is groot dat deze mineralen op meteorieten naar de aarde zijn gereisd, waardoor de eerste levensvormen uiteindelijk toch hier konden ontstaan.
Die theorie heeft de gerenommeerde moleculair bioloog Steven Benner gepresenteerd op de Goldschmidt Meeting, een bijeenkomst van wetenschappers in Florence.
Droog
Rond de tijd dat het leven onstond op aarde was er nog weinig zuurstof aanwezig, terwijl de lucht op Mars al wel rijk aan zuurstof was.(2) Daarnaast was het klimaat op de rode planeet droger dan op aarde.
Die omstandigheden maken het volgens Benner aannemelijk dat de bouwstenen voor RNA op Mars zijn ontstaan.
“Molybdeen kan het ontstaan van de eerste levensvormen alleen hebben beïnvloed in geoxideerde vorm”( dus als mineraal ) , verklaart hij op BBC News.
“Deze vorm van molybdeen kan niet beschikbaar zijn geweest op aarde toen het leven onstond, omdat er drie miljard jaar geleden op het oppervlak van de aarde nauwelijks zuurstof was te vinden. Op Mars was die zuurstof wel aanwezig.”
“Verder is het element boron behoorlijk schaars in de aardkorst”, aldus Benner. “Mars was droger en zuurstofrijker, dus mogelijk ook geschikter dan de aarde voor het ontstaan van dit element
Bewijs
De bioloog gelooft dan ook dat al het leven op aarde in zekere zin van Mars afkomstig is. “De analyse van een meteoriet die afkomstig is van Mars heeft recentelijk uitgewezen dat het element boor( onder de vorm van een boraat ? ) aanwezig was op Mars en we geloven nu dat de geoxideerde vorm van boor ook op mars te vinden was”, verklaart Benner in de Britse krant The Guardian.
“….. het leven waarschijnlijk (ook) ontstaan op Mars en op (een )meteoriet(en) zijn de basisingredienten ( of het leven zelf ?) naar de aarde gereisd …..”(1), aldus Brenner
Door: NU.nl/Dennis Rijnvis
3° Maarja,
(1) Hoe kan een meteoriet van Mars komen ? …. Vulkanisme ? Wegspattend puin van een inslaande meteoor ?
°
Op Mars is de zwaartekracht 37% van die van de Aarde. Om Mars te verlaten is een (ontsnappings) snelheid van iets meer dan 5 km/s voldoende, terwijl dat voor de Aarde ruim 11 km/s is.
Het is dus veel makkelijker iets vanaf Mars de ruimte in te schieten dan vanaf de Aarde.
-Kijk je dan naar de uitgedoofde vulkaan Olympus Mons (22km hoog), dan kan ik me zo voorstellen dat een vroegere uitbarsting heel wat geejecteerd materiaal definitef de ruimte in heeft geschoten.
– Ook een meteoor inslag ( en de wegspattende stukken ejectiemateriaal ) op mars kon dit veroorzaken ….
°Er zijn meerdere meteorieten op aarde gevonden die afkomstig zijn van Mars. We kennen nu 5 gevallen.
Het idee is dan dat een inslag van een grote meteoriet op Mars puin van Mars zelf de ruimte heeft ingeschoten dat uiteindelijk weer op Aarde terecht kwam. Op zo’n meteoriet zou dan eenvoudig leven aanwezig kunnen zijn geweest.
(2) – En ik maar denken dat zuurstof O2 ontstaat door leven. -Dus eerst heb je leven dan pas krijg je zuurstof. -De eerste zuurstof die ontstaat wordt direct opgenomen door ijzer (roest) pas nadat voldoende roest is ontstaan kan het zuurstof gehalte in de atmosfeer toenemen. -Bij onderzoek naar leven buiten ons zonnestelsel is het zoeken naar zuurstof een indicatie dat er leven is……Jammer datzoiets fundamenteels even over het hoofd wordt gezien … Dus dan kijk ik gelijk ook anders aan tegen de rest van de beweringen van die scheikundige …
(antwoord )
1—Mars is een grote klomp roest( de rode planeet ) , vroeger was daar wél veel zuurstof in de lucht ; toen is daar leven ontstaan, dat daarna (ook) op aarde terecht is gekomen.
2- Een plant heeft Co2 nodig om daar O2 van te maken, wat dacht je daar van?
Een evolutionair ver ontwikkelde plant ja : maar ook alle archaea ? en alle chemotrofen ?
-Anaërobe Archaea worden gebruikt in actief slib rioolwaterzuiveringsinstallaties, zonder zuurstof en met water zetten Archaea opgeloste organische stoffen om in koolstofdioxide en methaan (biogas).—> ze produceren dus broeikastgassen
-Bestaan er ook anaerobe archea ( of ook chemotrofen ) die zuurstof produceren als afvalprodukt maar geen organische grondstoffen ( afkomstig van aerobe organismen ) dienen af te breken of geen CO2 gebruiken ?
http://nl.wikipedia.org/wiki/Stofwisseling
http://www.kennislink.nl/publicaties/oerbacterie-leeft-van-perchloraat
http://mm.c2w.nl/archaea-groeien-op-raketbrandstof.319838.lynkx
Cyanobacteriën —> waren verantwoordelijk voor de verrijking van de atmosfeer met zuurstof 2,2 miljard jaar geleden maar deze groep van organismen is mogelijk al 3,5 miljard jaar oud. Vrijwel al het leven in de oceaan is direct of indirect afhankelijk van fotosynthese. Na koolstof is stikstof het meest belangrijke bestanddeel van organismen, maar slechts enkele gespecialiseerde bacteriën – voornamelijk cyanobacteriën – zijn in staat om het alom aanwezige atmosferische stikstof (N2) te gebruiken. Vijftig procent van de mondiale fixatie van koolstof en stikstof gebeurt in de oceaan voornamelijk uitgevoerd door fototrofe micro-organismen. Sedimenten zijn van vitaal belang voor de mondiale koolstofcyclus omdat zij de belangrijkste plaatsen voor koolstofmineralisatie en –depositie zijn, vooral in de kustgebieden. Microben zijn de voornaamste spelers in mariene sedimenten en er zijn een keur aan fysiologie en biogeochemische processen in deze microbiële ecosystemen voorhanden.
3.- Hoe is het leven op aarde onstaan in een zuurstofloze atmosfeer ?
—> Er zal vast een droge plek geweest zijn op de oude aarde waar Molybdenoxiden en Boraten in de juiste hoeveelheden aanwezig waren. ( is er ooit een overal natte (onderspoelde )aarde geweest ? een waterwereld zonder een enkel continent)
http://www.kennislink.nl/publicaties/zijn-wij-oorspronkelijk-afkomstig-van-mars
°
Artistieke weergave van de marssonde Curiosity, die Mars nadert. NASA/JPL-Caltech
Hoenderhok
Brenner formuleert een interessant idee, vindt planeetwetenschapper & astrobioloog Inge Loes ten Kate van de Universiteit Utrecht, die zelf ook onderzoek doet naar het ontstaan van leven op Mars. “Maar dat kan je aan Benner ook wel overlaten.”
Benner is een goed en gerenommeerd onderzoeker, benadrukt ze, maar tevens iemand die graag op gezette tijden de knuppel in het hoenderhok gooit. “Hij heeft graag het eerste woord.” Dat de omstandigheden op het Mars van een paar miljard jaar geleden inderdaad gunstig waren om leven te laten ontstaan is onlangs gebleken, vertelt Ten Kate. Metingen van de marsrover ‘Curiosity’ – het onderzoekswagentje dat nu al een jaar rondrijdt op Mars – lieten eind maart al zien dat er destijds zowel organisch materiaal als zuurstof op Mars aanwezig was.
Ockhams scheermes
Toch denkt Ten Kate dat het ontstaan van het leven in eerste instantie op aarde zelf gezocht moet worden. “Volgens het principe van Ockhams scheermes”, zegt ze. Want waarom een ingewikkelde theorie bedenken als het ook eenvoudiger kan? Dat vindt ook John Heise, als sterrenkundige verbonden aan het ruimteonderzoeksintistuut SRON in Utrecht. “Als je de aarde van vier miljard jaar geleden als één grote bak met water inthermodynamisch evenwicht beschouwt, dan lukt het inderdaad niet om daar leven in te laten ontstaan”, beaamt hij. Verbindingen die in zo’n evenwichtssituatie ontstaan vallen snel weer uiteen. Dan moet je dus wel uitwijken naar een andere lokatie, zoals bijvoorbeeld Mars, om het ontstaan van het leven te verklaren.
00.jpg)
Hydrothermale bron Lost City,een bijna 10 meter hoge ‘schoorsteen’ van carbonaat. NOAA
Ook op aarde waren er echter bijzondere plekken met uitzonderlijke omstandigheden, die niet in thermodynamisch evenwicht waren, en waarin veel mineralen in bovengemiddelde concentraties voorkwamen. “Dat dit kraamkamers waren op aarde ligt meer voor de hand dan het idee om de geboorte van het leven naar Mars te laten verhuizen.”
Hydrothermale bronnen
Michael Russell, onderzoeker bij de NASA, wil niet op de lezing van Benner reageren, maar heeft wel een idee waar die kraamkamers op aarde zich bevonden: Bij alkalische(basische) hydrothermale bronnen, op de bodem van de relatief zure oceaan. Hier kwamen hete vloeistoffen uit de diepe aarde door spleten in de zeebodem omhoog, en brachten waterstof, sulfiden, ammoniak en ook het essentiële molybdeen met zich mee. Het verschil in samenstelling tussen de vloeistoffen uit de bronnen en het omringende oceaanwater fungeerde als een batterij die het mogelijk maakte om orde aan te brengen in de chaos van ingrediënten waaruit het leven ontstond, denkt Russell.
De stoffen die neerslaan in een dergelijke omgeving vormen bovendien een soortmembranen, waardoor chemische reacties afgeschermd van de buitenwereld plaats konden vinden. Russell’s hypothese won aan kracht in het jaar 2000, toen de alkalische onderzeebron Lost City werd ontdekt in de Atlantische Oceaan. Het bleek een moderne versie te zijn van de bronnen die Russell zich altijd had voorgesteld, en het wemelde er van de micro-organismen. Bovendien waren in de afzettingen rond deze bron inderdaad een soort anorganische membranen ontstaan, waarin water nauwelijks chemisch actief was. “Dus droge plekken op aarde waren ook al niet nodig”, aldus Russell.
Dat je ’s ochtends in de spiegel een Marsmannetje of -vrouwtje in de ogen kijkt is dus al met al best mogelijk, maar het zou net zo goed een diepzeevulkaanbeestje kunnen zijn dat vanuit het verleden en de spiegel terugkijkt.
Bronnen
- We may all be Martians – new research supports theory that life started on Mars (Persbericht European Association of Geochemistry)
- Benner, S.A., Planets, minerals and life’s origin Presentation Goldschmidt meeting 2013
- Martin, W., e.a. Hydrothermal vents and the origin of life, Nature Reviews 6 (2008) 805-814
- Russell, M.J., e.a. The inevitable journey to being, Phil Trans R Soc B 368 (2013)doi:10.1098/rstb.2012.0254
Californische meteoriet
Fragmenten van de Sutter’s Mill-meteoriet. © ap.
Wetenschappers hebben in Sutter’s Mill meteoriet die vorig jaar in Californië neerstortte bouwstenen van leven teruggevonden die nog niet eerder in een meteoriet zijn ontdekt. De vondst suggereert dat er veel meer organisch materiaal in meteorieten zit dan gedacht.
Onderzoekers van de Arizona State University bestudeerden de ruimtestenen die in april 2012 in Californië neerstortten. In eerste instantie konden ze maar weinig organische stoffen ontdekken.
Maar de onderzoekers gaven de moed niet op en losten fragmenten van de meteoriet op in omstandigheden die vergelijkbaar zijn met de omstandigheden in hydrothermale bronnen op aarde. En onder die omstandigheden gaven de stukjes ruimtesteen opeens veel meer organische moleculen af, zo schrijven de onderzoekers in het blad Proceedings of the National Academy of Sciences.
Onder die moleculen bevonden zich ook organische moleculen die nog niet eerder in een meteoriet zijn aangetroffen.
Het is een belangrijke ontdekking.
°Veel wetenschappers vermoeden namelijk dat de bouwstenen voor leven door toedoen van meteorieten op aarde belandden.
°Tegelijkertijd vermoeden onderzoekers dat het eerste leven op aarde ontstond onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met de omstandigheden die we nu in hydrothermale bronnen op aarde aantreffen.
Wat het onderzoek laat zien is dat ruimtestenen onder die omstandigheden nog veel meer organische moleculen op aarde konden afzetten dan gedacht.
“De gegevens suggereren dat er meer organisch materiaal afkomstig uit meteorieten voorhanden was op planeten dan eerder werd aangenomen,” zo schrijven de onderzoekers.
Samengevat :
Sandra Pizzarello, biochemicus aan de Arizona State University in Tempe, legt uit dat wetenschappers al langer denken dat meteorieten levensvormen naar aarde hebben gebracht. Ze kunnen namelijk rijk zijn aan organische materialen, en uit een ‘soep’ van die materialen zou dan het eerste leven op aarde ontstaan zijn.
Op het eerste zicht – toen getracht werd de materialen aan de oppervlakte te krijgen met behulp van oplosmiddelen – bleek de onderzochte meteoriet weinig oplosbare organische materialen te bevatten.
“Je kan zeggen dat het een teleurstelling was”, aldus Pizzarello.
Toen de wetenschappers de fragmenten blootstelden aan de hydrothermische omgevingen , lieten de fragmenten echter materialen los die nog nooit eerder werden opgemerkt. Volgens Pizzarello kunnen de ontdekte moleculen mogelijk leven vormen onder de juiste omstandigheden.
°
Bronmateriaal:
“Processing of meteoritic organic materials as a possible analog of early molecular evolution in planetary environments” – PNAS.org
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door P. Jenniskens (SETI Institute) & Eric James (NASA Ames).
°
TNA.docx (79.4 KB)
universele biochemie <—
zelforganisatie.docx (786.1 KB)
°
ABIOGENESIS CREATIONISME
abiogenesis slechts een evolutie-geloof
misvattingen over abiogenesis.docx (152.6 KB)
°
BIOCHEMIE
Juni 2013
http://m.phys.org/news/2013-06-cold-scientists-unveil-secret-reaction.html
life-03-00331
Sleutelreactie ? :
Prebiotische Synthesis van Organische Materie
IMIDAZOLE REACTIE
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130624104213.htm
Each reactant molecule absorbs hundreds of UV photons before it finally gets converted into the imidazole intermediate.
(Credit: Image courtesy of Max-Planck-Institut für Kohlenforschung)
http://nl.wikipedia.org/wiki/Imidazool
https://en.wikipedia.org/wiki/Imidazole
- Eliot Boulanger, Anakuthil Anoop, Dana Nachtigallova, Walter Thiel, Mario Barbatti. Photochemical Steps in the Prebiotic Synthesis of Purine Precursors from HCN. Angewandte Chemie International Edition, 2013; DOI: 10.1002/anie.201303246
- http://www.kofo.mpg.de/de/aktuelles/news/dem-ursprung-des-lebens-auf-der-spurforscher-aus-muelheim-lueftet-das-geheimnis-einer-reaktion-zur
- http://homepage.univie.ac.at/mario.barbatti/femtochem.html
QUOTES :
1.-
°Why did they work on the computer? Isn’t it the case that chemical reactions are worked on in laboratories?
“Some intermediates are too elusive to analyze them in the laboratory – they disappear before we may see them”, Barbatti explains.
Computational Chemistry allows the scientists to comprehend the reactions in a theoretical way.
http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=132318&CultureCode=en
LINKS ;
2013
http://www.science20.com/news_articles/prebiotic_synthesis_organic_matter_reaction-115319
2010
Guanine, Adenine, and Hypoxanthine Production in UV-Irradiated Formamide Solutions: Relaxation of the Requirements for Prebiotic Purine Nucleobase Formation
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbic.201000074/abstract
Keywords:
- formamide;
- nitrogen heterocycles;
- photochemistry;
- prebiotic syntheses;
- purines
Relaxed requirements: We demonstrate the formation of adenine, hypoxanthine, and guanine from heated (130 °C), UV-irradiated formamide solutions in the absence of an inorganic catalyst. Evidence is also provided that “classical” HCN pathways for purine nucleobase production are also active in heated and UV-irradiated formamide reactions.
1984
Klik om toegang te krijgen tot Basile_Lazcano_Oro_1984_prebiotic_syntheses_purines_pyramidines.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Purine
http://en.wikipedia.org/wiki/Pyrimidines
Three nucleobases found in nucleic acids, cytosine (C), thymine (T), and uracil (U), are pyrimidine derivatives:
 |
 |
 |
| Cytosine (C) | Thymine (T) | Uracil (U) |
by Marleen
Energie en vouwende proteinen
Meteorietinslag
Er is de afgelopen weken weer nieuws geweest rond abiogenese – het ontstaan van leven uit dode materie. Allereerst het onderzoek dat de inslag van een meteoriet bekeek. Men denkt dat het leven mogelijk is ontstaan uit deze inslagen. Onderzoekers hebben daarom een stuk meteoriet in een zuurbad uit een geiser in Ijsland gelegd. Ze tonen aan dat er door de aanwezigheid van fosfor-mineralen in het stuk steen, moleculen gevormd worden, die aan de basis staan van de chemie voor het leven. Het gaat dit keer niet om de bouwstenen van eiwitten en DNA / RNA maar om de stof pyrofosfiet (pyrophosphite in het Engels) die eenzelfde rol kan hebben gespeeld als die van het ATP (adenosinetrifosfaat) tot op vandaag. ATP is de universele molecule die als ‘betaalmiddel’ voor energie geldt. Vanwege zijn analoge rol als ‘betaalmiddel’ zou pyrofosfiet belangrijk geweest kunnen zijn gedurende de eerste chemisch stappen naar het leven en kan het molecuul ook wel als voorloper gezien worden van ATP.
Een tweede artikel stelt dat er mogelijk10 aminozuren ontstaan zijn, de eerste op Aarde, die spontaan peptiden (korte proteïnen) konden vormen. Ze tonen aan dat deze zich ook kunnen vouwen zodat er mogelijk metabolische activiteit bestond waarmee het eerste leven op gang kwam. Dit impliceert dat de zogenaamde ‘RNA-first’ hypothese wellicht niet helemaal opgaat. Omdat het centrale dogma ons leert dat proteïnen zich uitsluitend kunnen vormen met translatie van RNA, waarbij de code van het RNA bepaalt welk aminozuur aan de groeiende proteïne gehecht wordt, heeft er altijd het probleem bestaan van welke moleculen er nu eerder waren. Waren er nu eerst het DNA of de proteïnen. Men heeft uiteindelijk gezien dat RNA, de tussenstap tussen DNA en proteïnen, een molecuul is dat zowel genetische informatie opslaat als enzymatische activiteit kan bezitten in de vorm van het ribozym. Daarom is sinds enige tijd de ‘RNA-first’ hypothese gangbaar. Nu de onderzoekers vonden dat de eerste 10 aminozuren, die ontstonden via prebiotische weg, dus nog voordat er leven was, in staat zijn in extreem zoute omgevingen complex gevouwen proteïnen te vormen zou dit de ‘proteïne-first’-hypothese ondersteunen.
transferRNA of tRNA. Het anticodon aan de ene kant en het aminozuur aan de andere kant zijn duidelijk aangegeven.
De andere 10 aminozuren (er zijn er 20 in totaal) werden volgens de theorie langs biosynthetische weg gevormd. Voor de evolutie van de genetische code zijn er behalve mRNA en proteïnen ook transfer RNA of tRNA nodig. Dit zijn kleine stukjes RNA die de sleutel vormen tussen de genetische code en de bijbehorende aminozuren. Ze zijn gekenmerkt door het bezitten van een anti-codon en een aminozuur. Deze tRNA presenteren aan een kant hun anti-codon dat complementair is aan het codon waardoor het aminozuur aan de andere kant van het RNA-molecuul aan de groeiende proteïne wordt toegevoegd. Er wordt al enige tijd door verschillende wetenschappers geschreven over de co-evolutie van de eerste tRNA, de bijbehorende codes en aminozuren. Er is een periode geweest dat deze combinaties wellicht min of meer toevallig waren. Dit moet zich hebben afgespeeld gedurende de eerste chemische fasen ofwel tijdens de abiogenese. Deze werd gevolgd door een tweede fase waarin de aminozuren en tRNA’s aan de resterende codes gekoppeld werden wellicht reeds met behulp van de tRNA-synthetasen. Het is in dit verband interessant dat er ook twee groepen tRNA-synthetasen bestaan. Een uitgebreid verslag over de synthese en het ontstaan van de tRNA’s is in dit blogbericht te vinden.
Uit: Science 2.0, Science Daily
Om verder uit te diepen:
A thermodynamic basis for prebiotic amino acid synthesis and the nature of the first genetic code
Paul G. Higgs and Ralph E. Pudritz (2009) PDF
Coevolution theory of the genetic code at age thirty
h/t Rob van der Vlugt
Ontstond het leven op aarde in klei?
Wetenschappers denken te weten waar het leven – of in ieder geval de complexe biochemische stofjes die nodig waren voor het ontstaan van leven – ontstond. In de klei.
Dat schrijven onderzoekers van Cornell University
in het blad Scientific Reports. Ze baseren hun conclusies op experimenten.
Deze vraag stelde Dan Luo, hoogleraar biological and environmental engineering en een lid van het Kavli Instituut te Cornell voor Nanoscale Science,en team ,zich toen ze onderzoek deden naar een betere hydrogel (een superabsorberende sol-gel van natuurlijke of synthetische polymeren).
Voordien gebruikten de onderzoekers synthetische hydrogels als een “cel-vrij” medium voor eiwitproductie. Vul het sponsachtig materiaal met DNA, aminozuren, de juiste enzymen en een paar stukjes van de cellulaire machinerie en je kunt de eiwitten waarvoor het DNA codeert, maken, net zoals in een vat (cytoplasma(1) van cellen.
Om het proces nuttig te maken voor het produceren van grote hoeveelheden eiwitten, zoals in medicijnproductie, is veel hydrogel nodig, dus ging men op zoek naar een beter alternatief.
Postdoctoraal onderzoeker Dayong Yang merkte op dat klei een natuurlijke hydrogel vormde.
Waarom klei overwegen?
“Het is spotgoedkoop,” aldus Luo. Beter nog, onverwachts bleek dat het gebruik van klei de productie van eiwitten verhoogde.
Toen pas bedachten de onderzoekers dat wat ze hadden ontdekt de lang bestaande vraag, over hoe biomoleculen geëvolueerd zou kunnen zijn op onze primitieve aarde, kon beantwoorden.
Hydrogel
In gesimuleerd zeewater uit de tijd kort voor het leven ontstond, vormt klei een hydrogel. Welbeschouwd is het een enorme hoeveelheid microscopisch kleine ruimtes die vloeistoffen – net als een spons – opzuigt. Chemische stofjes in die microscopisch kleine ruimtes kunnen door de miljarden jaren heen complexe reacties hebben uitgevoerd die uiteindelijk leidden tot het ontstaan van eiwitten, DNA en uiteindelijk alle andere onderdelen van een levende cel. Terwijl de stofjes daar druk mee bezig waren, deed de hydrogel dienst als beschermend membraan.(2)
Protocellen
Verdere experimenten tonen aan dat klei de productie van eiwitten verhoogt. Bovendien zijn biomoleculen geneigd om zich aan klei te hechten en beschermt de hydrogel alles wat zich daarbinnen bevindt beter tegen enzymen die DNA en andere moleculen kunnen aantasten. Ook blijkt uit onderzoeken dat klei voor het eerst verscheen rond de tijd dat biomoleculen protocellen – incomplete celachtige structuren – begonnen te vormen.
Het ontstaan van biomoleculen is al jaren een raadsel.
Wetenschappers, zoals Carl Sagan van Cornell,stelden eerder al dat biomoleculen – waaronder aminozuren – in oeroceanen ontstonden.
Maar hoe kunnen die moleculen in zo’n grote oceaan vaak genoeg zijn samengekomen om complexe structuren te vormen? En hoe werden de stofjes die het toen nog zonder membraan moesten doen, beschermd
tegen hun omgeving?
°
Mogelijks via een combinatie van kleine ballonetjes van vetten of polymeren die dienden als een eerste vorm van cytoplasma ?
(1) cytoplasma ;
Het cytoplasma is alles waar een cel uit bestaat behalve de kern, het celmembraan en de eventuele celwand.
Het geheel van cytoplasma en celkern wordt protoplasma genoemd.
Vanuit de kern wordt mRNA het cytoplasma ingestuurd om daar de rol als ‘recept’ voor eiwitten te gaan vervullen.
De gevormde eiwitten gaan op hun beurt de metabole processen in de cel beïnvloeden.
De buitenste laag van het cytoplasma is de celmembraan, dat ervoor zorgt dat niets vrij in of uit de cel stroomt.
Het cytoplasma bestaat uit het cytosol (de vloeibare basissubstantie) en de organellen en insluitsels die erin drijven.
Het cytosol bestaat uit water, eiwitten, RNA, aminozuren (de bouwstenen van eiwitten), suikers, ionen en vele andere stoffen.
Het cytoplasma bestaat voor 60 tot 95% uit water.
Plantaardige cellen bevatten vaak een of meer vacuoles die voornamelijk uit water bestaan, waardoor het watergehalte van de cel maar liefst 98% is.
Het cytoskelet is een netwerk van eiwitten dat zich ook in het cytoplasma bevindt en o.a. stevigheid en vorm geeft aan de cel.
Het cytoplasma bevat dus verschillende celorganellen die elk nog eens door een membraan (van gelijke opbouw als het celmembraan) zijn omgeven en dus aparte compartimenten binnen de cel vormen. Dit heeft als voordeel dat er verschillende metabole processen binnen de compartimenten kunnen zonder dat deze elkaar verstoren.
Verteringsenzymen worden bijvoorbeeld gevormd in het RER en vervolgens verpakt in lysosomen.
Zouden ze vrijkomen in het cytoplasma, dan zouden ze de cel zelf afbreken, met vaak de celdood tot gevolg.
Bronmateriaal:
“Clay May Have Been Birthplace of Life On Earth, New Study Suggests” – Cornell University (via Sciencedaily.com).
De foto bovenaan dit artikel is gemaakt door Siim (cc via Flickr.com).
(2) Volgens het bronmateriaal wordt Hydrogel als een pre-cytoplasma beschouwt . Het kan een enorme mate van bescherming bieden maar is nog steeds niet volledig afgesloten, net als een spons.
Wat het dus terdege mist is een beter membraan… de zin “deed de hydrogel dienst als beschermend membraan.“is misschien iets te snel gelezen of te snel door de bocht ?
Hoe leven op aarde ontstond ?
Hoe ontstond het leven op aarde? De wetenschap weet het nog altijd niet.
Maar onderzoeker Sankar Chatterjee, verbonden aan Texas Tech University denkt er nu uit te zijn.
“Dit is waar we allemaal naar op zoek zijn geweest: de Heilige Graal binnen de wetenschap.”
“Toen de aarde zo’n 4,5 miljard jaar geleden ontstond, was het een steriele planeet waar niets kon leven,” vertelt Chatterjee.
“Het was een kokende heksenketel bestaande uit vulkanen die uitbarstten, meteorieten die op aarde regenden en hete, schadelijke gassen.” Maar een miljard jaar later zag onze planeet er heel anders uit.
“Een miljard jaar later was het een rustige, waterrijke planeet vol met microbieel leven: de voorouders van al het leven op aarde.”
Hoe ontstond het leven?
Heel interessant.
Maar het meest interessant is natuurlijk de periode die Chatterjee in zijn zeer globale samenvatting van de verre geschiedenis van onze planeet overslaat.
De periode tussen het moment waarop de aarde levenloos en het moment waarop de aarde levendig, was.In andere woorden: het moment waarop leven ontstond.
Waar kwamen de ingrediënten voor leven vandaan?En hoe ontstond dat leven vervolgens? En waar?
Chatterjee denkt het te weten. Voor zijn theorie combineerde hij theorieën omtrent chemische evolutie en bewijzen omtrent de geologie op de jonge aarde.(1)
Vier fasen (2)
Volgens de onderzoekers is de totstandkoming van leven op aarde het beste onder te verdelen in vier fasen.
In de eerste fase is de aarde zich nog aan het vormen; planetoïden en kometen landen regelmatig op aarde. Ze brengen niet alleen ingrediënten voor leven mee, maar vormen tevens enorme kraters die dienst doen als enorme ‘smeltkroezen’ waarin de ingrediënten van leven samenkomen.
Zo af en toe boren de meteorieten zich door de aardkorst heen, waardoor hydrothermale bronnen ontstaan.
Kometen die op aarde neerstorten, smelten en voorzien onze aarde – dankzij diens perfecte afstand tot de zon – van water.
Dat water belandt in de kraters, waar de aardwarmte uit de hydrothermale bronnen het opwarmt en in beweging houdt.
In de kraters ontstaat zo een oersoep vol met ingrediënten van leven. Het is een kwestie van tijd voordat dat leven ontstaat, stelt Chatterjee.
Oersoep
Dat is fase twee.
De kraters vormen donkere, hete en geïsoleerde kweekvijvers voor leven. “Het was een bizarre en geïsoleerde wereld die een beetje lijkt op het beeld dat we hebben van de hel: met de stank van waterstofsulfide, methaan, stikstofoxide en stoom.”
In die omgeving gaan stoffen zich mengen en groeien stoffen langzaam maar zeker uit tot steeds complexere substanties: dat is de derde fase.
Vervolgens dient fase vier zich aan waarin replicerende cellen genetische informatie beginnen op te slaan, te verwerken en door te geven.
“Deze zelfvoorzienende eerste cellen waren in staat tot evolutie. De totstandkoming van deze eerste cellen op de jonge aarde was het resultaat van een lange geschiedenis met chemische, geologische en kosmische processen.”
Chatterjee presenteerde zijn theorie afgelopen week, tijdens een bijeenkomst van de Geological Society of America. “Dit is belangrijker dan het vinden van een dinosaurus. Dit is waar we allemaal naar op zoek waren: de heilige graal van de wetenschap.” Of Chatterjee’s theorie klopt, zal moeten blijken. Onder meer door experimenten uit te voeren waarbij de prebiotische wereld wordt nagebootst.
Bronmateriaal:
“Paleontologist Presents Origin of Life Theory” – TTU.edu
De foto bovenaan dit artikel is afkomstig van Texas Tech University.
-
Er moet nog wel heel wat af geëxperimenteerd worden om de hypothese(s) van Chatterlee te testen:
“If future experiments with membrane-bound RNA viruses and prions result in
the creation of a synthetic protocell, it may reflect the plausible pathways for the emergence of life on early Earth,”-
Chatterjee geeft trouwens nu (nog) geen antwoord op de vraag wat de oorzaak van leven is
-
de oorzaak is door chatterlee aangegeen en uitgelegd uitgelegd ” —> “Most likely, pores and crevices on the crater basins acted as scaffolds for
concentrations of simple RNA and protein molecules”
om de chemie achter de voorgestelde voorbeelden te zien moet je natuurlijk wat verder graven maar het is er.
Hydrothermale vents en kraters ? Veel te heet …..toch ?
-
“Compared to the surrounding sea floor, however, hydrothermal vent zones have a density of organisms 10,000 to 100,000 times greater.
Hydrothermal vent communities are able to sustain such vast amounts of life because vent organisms depend on chemosynthetic bacteria for food. The water from the hydrothermal vent is rich in dissolved minerals and supports a large population of chemoautotrophic bacteria. These bacteria use sulfur compounds, particularly hydrogen sulfide, a chemical highly toxic to most known organisms, to produce organic material through the process of chemosynthesis.”
http://en.wikipedia.org/wiki/H…
—> “bij vele onderwaterse geysers of vents wemelt het van leven” Maar dat wil niet zeggen dat het leven daar ook ontstaan is ……
-
Als leven van primitieve cellen alsook complexere organismen daar kunnen gedijen is de kans al veel groter dat het daar “overigens NIET te heet is om leven te vormen”.
° …….zeggen dat het daar niet kan ontstaan steunt slechts op de premisse dat de bouwstenen van leven EN hun recombinatie gebeurt onder totaal ander omstandigheden dan die gesteld in de verschillende theorieen nu in omloop…M.a.w; …….jij weet het beter …….
Hier staan alle huidige hypothesen —> http://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis
-
De kans waarop het leven kan ontstaan word door onderzoek en testen verkleind tot bepaalde scenario’s. Dat het leven ergens ontstaat of niet onstaat is dus volgens jou evenzogoed mogelijk omdat jij een principe (van Feyerabend )wil gebruiken “alles kan” (= everything goes oftewel alle gissingen ( gegronde (educated guess) evengoed als gelijk welk verzinsel ter verklaring (= slaan als een blinde naar een ei )
Deze denkwijze(methode ) is echter kompleet onbruikbaar als men onderzoek en waarneming gebruikt.
—> Door studie komen scenario’s naar voren die veel waarschijnlijker zijn en je enige argument dat het niet zo gelopen is = “het kan anders gegaan zijn.”
Wat dus neerkomt op ” ik wil ook iets zeggen.”Er is kans dat het anders liep dan de nu op tafel gelegen theorieën maar die KANS is NIET even groot.
-
-
-
(1) …. Chatterjee combineert inderdaad theorieën die al bestaan maar zijn aanpak focust zich op het ontstaan van leven in kraterwanden.
Deze kraters, gevuld met de ‘oersoep’ van hierboven, hadden poreuze wanden alwaar rNA en proteinen zich konden verzamelen.
Hier wijkt zijn theorie al af van de mainstream die vermoedden dat proteinen pas enige tijd na rNA voor het eerst vormden. De omstandigheden die hij beschrijft zouden toelaten dat BEIDEN TEGELIJK verschenen.
“Most likely, pores and crevices on the crater basins acted as scaffolds for concentrations of simple RNA and protein molecules, he said.Unlike a popular theory that believes RNA came first and proteins followed, Chatterjee believes RNA and proteins emerged simultaneously and were encapsulated and protected from the environment. “
Dan volgt de uitleg hoe kometen ook bepaalde lipiden meebrengen die als membraan konden dienen zodat er proteinen en rNA samen in een stabiele omgeving konden communiceren.
“The question remains how loose RNA and protein material floating in this soup protected itself in a membrane. Chatterjee believes University of California professor David Deamer’s hypothesis that membranous material existed in the primordial soup. Deamer isolated fatty acid vesicles from the Murchison meteorite that fell in 1969 in Australia. The cosmic fatty bubbles extracted from the meteorite mimic cell membranes. This fatty lipid material floated on top of the water surface of crater basins but moved to the bottom by convection currents. At some point in this process during the course of millions of years, this fatty membrane could have encapsulated simple RNA and proteins together like a soap
bubble.”
(2 )
De fases zijn;
cosmologisch,
geologisch,
chemisch biologisch.
-De cosmologische fase is dezelfde theorie die algemeen aanvaardt is, nl dat onze aarde een heus bombardement meemaakte waarin materiaal op aarde kwam en waarin grote kraters ontstonden.
-De Geologische fase is die waarin de kraters zich gevuld weten met water en waarin geothermale activiteit (dat toen veelvuldig voorkwam) in staat is convectiestromen te creeëren.
-De chemische fase waarin de warmte en stromingen zorgen voor segregatie en concentratie van chemicalieën tot ze complexere stoffen vormen. In deze fase zou de vorming van rNA, proteinen en membranen ontstaan in de wanden en bodems van de kraters.
-De biologische fase begint wanneer de juiste combinatie de bekende zelfreplicerende gentische code oplevert en de ‘darwiniaanse evolutie’ begint.
°
Wat precies zet de moleculen aan om bouwstenen van DNA en uiteindelijk RNA te vormen?
Wat is de natuurlijke drijfveer om tot een organisme te komen?
-
“verzint gewoon een god die alles schiep en je bent van het gezeik af.”
°–>Het lijkt me sterk dat eenvoudige cellen uit losse bouwsteen ‘vanzelf’ kunnen ontstaan
Entropie?—-> moleculen willen altijd zich zo ver mogelijk verspreiden. Hitte en vocht versnelt dit proces alleen maar.
Waarom dus zouden deze moleculen in poreus gesteente dan ineens bij elkaar willen gaan zitten en vervolgens eiwitten vormen?
En nog gekker DNA/RNA vormen dat ook nog met complexe polymerasen moet worden gekopieerd?
—>“De temperatuur blijkt een grote invloed te hebben:
“Aan de randen van een katalysatordeeltje is iets meer chemische activiteit beschikbaar om een chemische reactie voor langzaam bewegende moleculen te laten verlopen”, legt prof.dr. Aart Kleyn uit.
“Op de vlakke terrassen vinden dan nauwelijks reacties plaats…… Bij hogere temperaturen krijgen ook de deeltjes die op een terras neerkomen genoeg snelheid om een chemische reactie aan te gaan.”
http://www.fom.nl/live/nieuws/artikel.pag?objectnumber=152891
Recept: oersoep op Darwins wijze
Uit een warm, vloeibaar mengsel van water en allerhande organische stoffen ontstond vier miljard jaar geleden het leven. Stukje bij beetje lukt het wetenschappers het recept van de oersoep te reconstrueren.
Heel lang was abiogenese, een geleerde naam voor het ontstaan van het leven uit niet-levende materie, omgeven door een kip-of-het-ei-probleem. Want wat was er nu eerst: DNA, of eiwitten? DNA is verantwoordelijk voor de opslag van erfelijke informatie in de cel, en dus is DNA onontbeerlijk voor de voorplanting van elk levend organisme. Eiwitten daarentegen zorgen voor de instandhouding van datzelfde leven: ze bouwen de structuren van de cel en spelen een cruciale rol in de verdubbeling van de DNA-strengen en de uitlezing van de erfelijke informatie. Eiwitten kunnen niet zonder DNA gesynthetiseerd worden, dus leven alleen op basis van eiwitten is uitgesloten. Langs de andere kant kan DNA geen enzymatische functies uitoefenen, en dus is DNA zonder eiwitten ook niet levensvatbaar. Ten slotte is de theoretische mogelijkheid dat DNA en eiwitten ongeveer gelijktijdig – onafhankelijk van elkaar – zijn ontstaan en elkaar op een blauwe maandag, ongeveer vier miljard jaar geleden, hebben gevonden, te onwaarschijnlijk om waar te zijn.
RNA-wereld
In de tweede helft van de jaren tachtig van vorige eeuw werd een oplossing voor dit lastige dilemma bedacht: zou er geen tussenvorm hebben bestaan die zowel erfelijke informatie kon opslaan als eiwitfuncties uitoefenen? Die tussenvorm zou een primitieve vorm van RNA zijn geweest, de op DNA gelijkende macromolecule die de erfelijke informatie vanuit de celkern overbrengt naar de ribosomen, de eiwitfabriekjes van de cel.
De Amerikaanse scheikundige en bioloog Walter Gilbert bedacht voor dit ontstaansscenario van het leven in 1986 een mooie naam: de RNA-wereld. Het geloof in het scenario van de RNA-wereld werd begin jaren negentig sterker toen bleek dat ribozymen – stukjes van ribosomen die een katalytische functie hebben – geen eiwitten zijn, maar ketens RNA. Die multifunctionaliteit van RNA kon maar op één conclusie wijzen: in onze cellen zitten fossielen van de RNA-wereld verstopt, de laatste getuigen van een wereld toen niet DNA of eiwitten de dienst uitmaakten, maar individuele RNA-ketens.
Maar een nieuwe hypothese bedenken over het ontstaan van het leven, komt niet zonder nieuwe problemen. De bedenkers van de RNA-wereld haalden zich tal van lastige vragen op de hals. RNA is immers een heel fragiele molecule, dus konden ze maar beter met overtuigende verklaringen komen voor de manier waarop die ‘naakte’ RNA-ketens indertijd de exotische omstandigheden van de oersoep hadden kunnen doorstaan – denk aan temperatuursschommelingen, elektrische ontladingen door blikseminslagen, verschillen in zuurgraad…. Daarnaast moesten ze ook zien uit te leggen hoe de ketens uit zichzelf konden groeien, hoe ze zichzelf konden kopiëren en vervolgens in tweeën splitsen – zodat er twee stukjes ‘dochter-RNA’ konden ontstaan. Maar bovenal moeten ze de hamvraag beantwoorden: hoe kunnen ongebonden RNA-ketens – of ze nu vrij rondzweefden in de oersoep of meeliften met een stukje mineraal – darwinistische selectie hebben ondergaan? Met andere woorden: welke natuurkrachten bepaalden of het ene stukje RNA sterker was dan het andere? Als je een hypothese doet over de oorsprong van het leven, ontkom je namelijk niet aan evolutie. De oersoep zal op de wijze van Darwin worden opgediend, of helemaal niet.
Protocellen nabouwen
Al die vragen zijn nog lang niet afdoende beantwoord. En op sommige vragen is zelfs nog geen voorzichtig antwoord geformuleerd. Het is ook geen dankbare klus, de oorsprong van het leven bestuderen als je je realiseert dat de oudste fossielen op aarde 3,5 miljard jaar oud zijn – die zijn dus ettelijke miljoenen jaren jonger dan het eerste leven. Maar er zijn genoeg wetenschappers die niet bij de pakken blijven neerzitten. In laboratoria wereldwijd wordt druk geëxperimenteerd met RNA-ketens, drijvend in een eigentijdse versie van de oersoep met ingrediënten zoals water, ionen, zuurstofradicalen en alle denkbare organische verbindingen.
Deze experimenten die allemaal de oorsprong van het leven willen achterhalen, zijn het summum van wetenschappelijke spielerei. Hier geen doordachte theorieën of hypothesen die moeten te worden getoetst. Onderzoekers spelen wat met ingrediënten waarvan ze in de verste verte niet weten of ze in de originele oersoep aanwezig waren – en vervolgens zien ze wel wat er gebeurt. Dat allemaal in de hoop dat op een dag in hun petrischaal spontaan moleculen beginnen samen te klitten en genen worden vormen, waarna primitieve cellen of ‘protocellen’ ontstaan. Als die protocellen zich dan ook nog eens blijken te vermenigvuldigen en bovendien tekenen van evolutie vertonen, mag de onderzoeker een telefoontje uit Stockholm verwachten.
Nochtans garandeert de succesvolle creatie van zelfreplicerende cellen uit een mengsel van niet-levende ingrediënten niet dat ook het leven op aarde uit die welbepaalde ingrediënten is ontstaan. ‘Maar zo’n experiment zou ons wel een erg plausibele verklaring leveren van de manier waarop de chemie de overstap heeft gemaakt naar de biologie’, zegt de Amerikaanse moleculair bioloog Jack Szostak deze week in Science. ‘Het is goed mogelijk dat het in het lab niet helemaal op dezelfde manier gebeurt, maar we zouden wel een hele stap verder komen in de ontrafeling van het vraagstuk hoe het leven is ontstaan.’ Szostak is niet de eerste de beste. Hij kreeg in 2009 de Nobelprijs voor de Geneeskunde voor zijn onderzoek naar telomeren, de uiteinden van chromosomen die een cruciale rol spelen bij de celdeling. Dat onderzoek dateert echter van vóór de millenniumwisseling, want sedert tien jaar is Szostak volop bezig met de reconstructie van het oudste recept op aarde: dat van de oersoep waaruit vier miljard jaar geleden het leven is ontstaan.
Lekkende membranen
Mede dankzij het werk van Szostak heeft de RNA-wereld de voorbije jaren enkele geheimen moeten prijsgeven. Dat van de ‘lekkende membranen’ bijvoorbeeld, die de RNA-ketens zouden omgeven (en beschermd) hebben in de oersoep – helemáál naakt zwommen ze dus niet. Deze membranen zouden zo de structuur van de protocellen hebben afgebakend. Szostak: ‘Onze (moderne) cellen hebben haast ondoordringbare celmembranen. Alleen via vernuftige eiwitpompen en –sluizen kunnen moleculen in en uit de cel worden getransporteerd.’
Szostak en z’n collega’s stelden in 2008 voor de protocellen een heel ander membraan voor, een vliesje dat lekt als een gieter. Bestaande uit eenvoudige vetzuren zou dit membraan de doorgang mogelijk maken van aminozuren, anorganische ionen en individuele stukjes RNA. Binnenin de protocel konden zich dan RNA-ketens vormen die te groot waren om nog naar buiten te kunnen. Bovendien bleken de membranen ook nog eens te groeien als er extra vetzuren werden toegevoegd. De vetzuren bliezen de protocellen zozeer op totdat ze, onder invloed van hitte of mechanische stress, in tweeën splitsen – waarbij elke dochterprotocel een deel van het RNA kreeg.
Maar hoe konden de RNA-ketens binnenin de protocellen zichzelf dan kopiëren – immers, een van de kernvoorwaarde van het gen is dat er erfelijke informatie wordt doorgegeven, en dus moet dat erfelijke materiaal in de moedercel in tweevoud aanwezig zijn. Andere onderzoeksgroepen hebben enkele jaren geleden een belangrijk ingrediënt van de oersoep (nog één) geïdentificeerd dat ervoor zorgt dat individuele blokjes RNA zich in snel tempo aan een RNA-sjabloonketen binden: magnesiumionen. Helaas rees er onmiddellijk één groot probleem: magnesiumionen zijn nefast voor de protocellen, want ze knippen de membranen uit vetzuren helemaal kapot.
De celcyclus van een protocel op de jonge aarde. Eerst is er verdubbeling van het RNA. Nucleotiden van buiten de cel sluipen tussen de vetzuren van het blaasje door naar binnen. Daar verlengden ze de RNA-streng. Na de verdubbeling splitst de protocel zich in tweeën. K. Adamala
Citroenzuur
In de onderzoeksgroep van Szostak werd gezocht naar een oplossing, in de vorm van een nieuwe stof die de magnesiumionen ‘net genoeg’ in bedwang hield zodat ze niet de hele protocel uit elkaar zouden halen, maar die ze toch ook voldoende vrijheid verschafte om het RNA-kopieerproces te blijven stimuleren. Honderden nieuwe ingrediënten werden aan de oersoep toegevoegd, zonder resultaat. Tot Katarzyna Adamala, een doctoraatsstudente van Szostak, een nochtans heel bekende organische verbinding aan de oersoep toevoegde: citroenzuur. Het bleek de magnesiumionen perfect op hun plaats te houden. Moderne biologische cellen bevatten ook citroenzuur, maar daar heeft het een heel andere functie. Dat zou betekenen – als het eerste leven inderdaad ook citroenzuur bevatte om de magnesiumionen te temmen – dat het goedje in onze cellen een fossiel overblijfsel is van de eerste protocellen. Het leverde Adamala en Szostak een eervolle publicatie op deze week in Science, waarin ze het nieuwste ingrediënt van de stelselmatig rijker wordende oersoep uit de doeken doen.
De komende jaren hopen wetenschappers als Jack Szostak volwassen protocellen op te kweken in hun lab. Cellen die niet alleen kunnen delen en zich voortplanten, maar die ook onderhevig zijn aan evolutionaire veranderingen. Als dat lukt, komt stilaan het einde in zicht van de lange zoektocht naar de oorsprong van het leven. Of zoals de Britse moleculair bioloog John Sutherland in een commentaarstuk in Science opmerkt: ‘Het is alsof je een kruiswoordpuzzel invult. In het begin weet je niet goed waar te beginnen. Maar naarmate je steeds meer woorden hebt gevonden, komt de voltooiing van de puzzel almaar sneller in zicht.’
Dit artikel verscheen ook in Eos Weekblad.
Leven maken met citroenzuur? Ontdekking werpt nieuw licht op het ontstaan van leven
- Door: Elmar Veerman
Hoe kan leven ‘zomaar’ zijn ontstaan uit levenloze materie? De ontdekking dat citraat primitieve cellen en hun inhoud beschermt, brengt het meest waarschijnlijke scenario weer een stapje verder. Leven maken in het lab kan nog niet, maar dat lijkt een kwestie van tijd.
- ‘Laboratoria zullen binnen tien jaar een levende cel kunnen maken’, voorspelde bioloog Colin Pittendrigh in 1967. Niet lang daarvoor was ontdekt dat de ketenvormige moleculen DNA en RNA de recepten voor eiwitten bevatten, dat de bouwstenen van die ketens bleken spontaan kunnen ontstaan en dat dit plaatsvindt onder omstandigheden die ook op de vroege aarde kunnen hebben geheerst. De wetenschappers moesten alleen nog even uitvinden hoe die bouwstenen in die oersoep zich zonder Goddelijk ingrijpen tot levende cellen konden organiseren.
We zijn nu 46 jaar verder, en het is duidelijk dat Pittendrigh veel te optimistisch was. Het is allemaal veel ingewikkelder dan hij dacht. Maar er is wel degelijk grote vooruitgang geboekt. Een van de sterren op dit gebied is Nobelprijswinnaar Jack Szostak. Hij kreeg die prijs voor heel ander werk, maar is nu al ruim tien jaar geduldig bezig met die Heel Grote Vraag: hoe is het eerste leven ontstaan?
Ik heb Szostak een paar jaar geleden een voordracht zien geven, en dat was heel indrukwekkend. Hij liet onder meer zien hoe goed het al lukte celachtige structuren uit vetzuren in een waterige oplossing te laten ontstaan. Ze groeien vanzelf, delen zich als ze een bepaalde grootte bereiken en ze zijn doorlatend voor de bouwstenen van het leven. Ook vertelde hij over RNA-ketens die zichzelf kunnen vergroten, door nieuwe bouwstenen aan zich te binden. Zulk zelfgroeiend RNA, opgesloten in een omhulsel van vetzuren, dat komt al een aardig eind in de buurt van een primitieve cel.
Stapje verder
De afgelopen jaren kwam Szostak nog een stapje verder. Hij, en andere onderzoekers, vonden RNA-ketens die in staat zijn zichzelf te kopiëren door losse bouwstenen op te pakken. Ze vormen dan een dubbele keten, die zich kan splitsen, waarna het kopiëren weer opnieuw kan beginnen. In principe hetzelfde proces dat ook ons DNA ondergaat wanneer het verdubbeld wordt, alleen zijn in onze cellen allerlei complexe structuren nodig om dat goed te laten verlopen.
Maar, zo schrijven Szostak en zijn collega Katarzyna Adamala vandaag in Science,
‘de chemische omstandigheden die nodig zijn voor RNA-vermenigvuldiging en het in stand houden van de vetzuren leken tot nu toe fundamenteel verschillend.’
Voor het kopiëren van RNA is namelijk een hoge concentratie magnesiumionen nodig, terwijl het benodigde omhulsel van vetzuren bij die concentratie juist in klonters uiteenvalt.
De twee onderzoekers hebben nu een stof gevonden die dit kan voorkomen, en dus toch deze twee onderdelen van primitief leven samen kan brengen: citraat.
Deze negatief geladen versie van citroenzuur bindt zich aan het magnesium en voorkomt zo dat dit de vetzuren aantast. Intussen kan het magnesium nog wel zijn werk doen als partner bij de RNA-vermenigvuldiging. En citraat blijkt nog een interessant effect te hebben: het voorkomt dat magnesiumionen de eenmaal gevormde RNA-ketens aantasten, iets wat wel gebeurt als het magnesium los aanwezig is. Het helpt de primitieve cellen van Szostak en Adamala dus op twee manieren op weg.
Citraat speelt ook in de levende cellen van nu allerlei belangrijke rollen. Toch was het waarschijnlijk niet betrokken bij de vorming van de eerste levende cellen, omdat het, voor zover bekend, niet bij levenloze processen kan worden gevormd. De onderzoekers moeten dus nog op zoek naar een stof die hetzelfde doet en die vier miljard jaar geleden wel aanwezig kan zijn geweest op de jonge, nog levenloze aarde.
Is de oorsprong van het leven duidelijk als ze zo’n stof vinden?
Nee, nog lang niet. Ten eerste zijn er nog steeds allerlei praktische details die verhinderen dat in een lab nieuw leven ontstaat uit dode materie. De bouwstenen van RNA moeten bijvoorbeeld chemisch “geactiveerd” worden voordat ze zich aan een RNA-ketting laten rijgen, en dat gebeurt niet spontaan. Ten tweede is het fundamenteel onmogelijk om zeker te weten hoe het destijds ging, omdat daar geen sporen van bewaard zijn gebleven. Maar dat leven ooit spontaan is ontstaan uit een levensloze oersoep, daaraan twijfelt Szostak niet.
Missend ingrediënt oersoep gevonden
Het precieze recept voor de oersoep waarmee het leven 4 miljard jaar geleden begon weten we niet. Maar een team van Amerikaanse en Italiaanse chemici heeft nu een missend ingrediënt ontdekt. De vondst brengt de creatie van een primitieve kunstmatige cel een stapje dichterbij.
door Mariska van Sprundel
Hoe zou de eerste cel eruit hebben gezien? Wetenschappers die de oorsprong van leven onderzoeken proberen kunstmatig zo’n primitieve cel te maken. Een klus met de nodige problemen die nog verre van opgelost zijn.
Nobelprijswinnaar Jack Szostak van Harvard en zijn collega van de Roma Tre Universiteit (Italië) vonden een molecuul waarmee ze nu een geloofwaardig model van de eerste cel kunnen neerzetten. Ze beschreven de werking van het molecuul, citroenzuur, deze week in de online editie van Science.
Nobelprijswinnaar
Jack Szostak kreeg in 2009 de Nobelprijs voor zijn onderzoek op het gebied van menselijke genetica. Sinds een jaar of tien houdt hij zich echter bezig met het door hem opgezette Origines of Life Initiative aan Harvard om te verkennen hoe het leven op aarde is begonnen. Zijn onderzoek richt zich o.a. op de spontane vorming van het celmembraan.
RNA-wereld
In de jaren zestig speculeerden biologen, waaronder dubbele helix-ontdekker Francis Crick, voor het eerst over de dubbele rol van RNA: als opslagmolecuul voor genetische informatie en als katalysator voor chemische reacties. Dat leidde tot de hypothese dat het eerste leven op aarde gebaseerd was op RNA.
Het wordt algemeen aangenomen dat RNA het eerste molecuul was dat zichzelf spontaan kon verdubbelen. Essentieel om het eerste leven op weg te helpen. RNA bevond zich hoogst waarschijnlijk in een blaasje van simpele vetzuren. Dit systeempje zou je kunnen zien als de eerste cel, oftewel een ‘protocel’.
Bij pogingen een protocel te maken stuitten wetenschappers op veel obstakels. Eén daarvan was dat voor de spontane verdubbeling van RNA magnesium-ionen nodig zijn. Normaal zijn enzymen betrokken bij de verdubbeling van DNA en RNA maar ten tijde van de eerste cel bestonden enzymen nog niet. Het probleem was dat magnesium ook aan de vetzuren van het blaasje plakt. Gevolg? De protocellen in het lab stortten in elkaar.
_____________________________________________________________________________________
2014
http://sandwalk.blogspot.be/2014/03/bye-bye-rna-world.html
___________________________________________________________________________
Missend molecuul
Hoe kon RNA dan de omstandigheden op de jonge aarde overleven als het blaasje kapot gaat? Er moet wat in de oersoep hebben gedreven dat de RNA-protocel in stand hield.
Tijdens hun zoektocht screenden de onderzoekers eerst een rits moleculen die in staat zijn vetzuurblaasjes te beschermen tegen afbraak door magnesium. Dat leverden een paar kandidaten. Maar één molecuul sprong eruit: citroenzuur. Citroenzuur ging namelijk nog een stap verder en liet ook de verdubbeling van RNA efficiënter verlopen.
Citroenzuur in de natuur
“Dit resultaat past heel goed binnen het proces van het stapsgewijs dichterbij brengen van een route hoe een levende cel is ontstaan”, zegt Jan van Hest, hoogleraar aan de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij werkt zelf ook aan kunstmatige cellen.
In alle organismen wordt energie vrijgemaakt uit koolhydraten, vetten en eiwitten in de citroenzuurcyclus. Wikimedia Commons
“Szostak maakt aannemelijk dat je met simpele bouwstenen een compartiment kunt maken en daarbinnen een cruciaal proces kan laten plaatsvinden. Stabiel en efficiënt, zonder dat het instort.”
Het is niet vreemd dat Szostak met citroenzuur aankomt: het is een veel voorkomend zuur in de natuur. “Het is een bekende binder van metaalionen”, legt van Hest uit. “En het is zeer interessant dat dit systeem de balans behoudt dankzij dit molecuul.”
Volgens Szostak was citroenzuur waarschijnlijk niet in de vereiste hoeveelheid aanwezig op de jonge aarde. Hij denkt dat simpele peptiden – kleine ketens van aminozuren – die zich hetzelfde gedragen als citroenzuur het klusje opknapten. Naar die peptiden gaat hij nu op zoek.
Bronnen:
- Jack W. Szostak & K. Adamala, Nonenzymatic Template-Directed RNA Synthesis Inside Model Protocells, Science, online 28 november 2013. DOI:10.1126/science.1241888
- Robert F. Service, The life force, Science, online 28 november 2013.
Nonenzymatic Template-Directed RNA Synthesis Inside Model Protocells
http://www.sciencemag.org/content/342/6162/1098.abstract
http://www.sciencemag.org/content/342/6162/1098.figures-only
http://chinese.eurekalert.org/en/pub_releases/2013-11/aaft-amt112513.php
°
G KORTHOF
Synthese van primitief leven in het lab: RNA + vetzuur + magnesium + citraat
Jack Szostak ©Science
De meeste Origin of Life onderzoekers werken met de hypothese dat het huidige leven –dat op DNA en eiwit is gebaseerd– voorafgegaan moet zijn door een RNA wereld (‘RNA World‘). Dat is een hypothetische fase in de oorsprong van het leven waar DNA en eiwitten nog geen rol speelden. RNA functioneert daarbij als het ‘erfelijkheidsmolecuul’ in plaats van DNA en tegelijk als enzym in plaats van eiwitten. Het probleem om voldoende lange stabiele RNA moleculen te laten ontstaan en het RNA zichzelf te laten vermenigvuldigen (RNA replicatie) zonder de hulp van enzymen was al eerder opgelost [1]. Magnesium ionen ( Mg2++ ) bleken daarbij cruciaal. Maar dat leverde ook een groot probleem op als je deze processen een in primitieve cel [2] wilde laten verlopen. Het magnesium brak de membraam af. Het leek er dus op dat je óf RNA replicatie kunt hebben buiten een cel, óf niet-replicerend RNA binnen een cel. Het één sloot het ander uit. Nu hebben ze dat dilemma opgelost met citraat [3]. Het citraat beschermde de membraan tegen afbraak door magnesium, maar het magnesium bleef in voldoende mate beschikbaar voor RNA-replicatie. Dus de formule voor een primitieve cel ziet er betrekkelijk simpel uit:
RNA + vetzuur + magnesium + citraat.
Andere onderzoekers zijn het er over eens dat het een belangrijke stap is in de richting van het creeëren van synthetisch leven in het lab.
Wat mij verbaasde als chemisch leek is dat de onderzoekers honderden chemische stoffen moesten testen voordat ze op citraat kwamen (een zeer tijdrovende en frustrerende klus). Ik dacht dat die kennis wel aanwezig was. Maar als dit soort kennis niet aanwezig is, dan is het geen wonder dat men het Origin of Life probleem niet kan oplossen. De stagnatie lijkt dus veroorzaakt te worden door fundamenteel ‘onoplosbare’ chemische problemen. Maar in feite zijn de chemische eigenschappen van moleculen en combinaties daarvan gewoon niet volledig bekend. Maar dan is er reden tot optimisme. Want die kennis is te verwerven door trial-and-error onderzoek en stug volhouden.
Er zijn enige kanttekeningen te maken bij deze resultaten. Szostak zelf merkt op dat citraat niet spontaan gevormd zou kunnen worden op de primitieve aarde [4]. Hij zoekt verder naar een alternatief.
We hebben nu een primitieve cel met RNA die zich onder bepaalde omstandigheden zou kunnen delen met behoud van de RNA polymeren die er in zitten. Dan heb je in principe de basis voor Darwiniaanse evolutie: als er verschil is in efficiëntie waarmee RNA zich repliceert en ‘cellen’ [5] zich delen, dan zullen de efficiëntere cellen relatief in aantal toenemen ten opzichte van de minder efficiënte. Méér heb je niet nodig voor evolutie. Dan wordt het voor een (evolutie)bioloog ook interessant! Vragen als: wat ‘doet’ die cel nu eigenlijk voor nuttigs? of: is dit wel écht leven? zijn niet relevant. Als er variatie is in efficiëntie en als dat op de één of andere manier overgeërfd kan worden, staat de weg open voor Darwiniaanse evolutie.
Echter, de cruciale vraag lijkt mij deze: draagt RNA in de cel bij aan de efficiëntie van het hele gebeuren? Helpt RNA de celdeling? Pas dan heb je een winnend team van RNA-replicatie en celdeling. Misschien zullen cellen zonder RNA zich net zo goed of zelfs beter delen? Voor zover ik kan zien heb je losse componenten die elkaar niet helpen. De volgorde van het RNA molecuul (sequence) heeft geen enkele betekenis. Immers, de RNA volgorde codeert nergens voor. En dus zal ook de nauwkeurigheid van RNA replicatie geen enkel effect hebben, positief of negatief. In het leven zoals we dat nu kennen speelt de volgorde van het DNA een cruciale, onmisbare rol in het succes van de cel. Maar, er zit geen informatie in het RNA die de primitieve cel zou kunnen helpen om te overleven en zich te vermenigvuldigen. Het RNA is niets meer en niets minder dan een molecuul met willekeurige volgorde die zichzelf repliceert. Zondermeer een prestatie, maar het helpt niet. Ik weet niet of de chemicus Szostak zich van dit probleem bewust is.
Bronnen
- Katarzyna Adamala, Jack W. Szostak (2013) ‘Nonenzymatic Template-Directed RNA Synthesis Inside Model Protocells‘, Science 29 Nov 2013
- Robert F. Service (2013) ‘The Life Force‘, Science News Focus 29 Nov 2013 (is een goed en leesbaar achtergrond artikel met een stukje geschiedenis van het Origin of Life onderzoek en interview met Nobelprijswinaar Szostak)
- Researchers Find Missing Component in Effort to Create Primitive, Synthetic Cells, Science Daily 29 Nov 2013 (Science Daily biedt dagelijks gratis wetenschappelijk nieuws met achtergronden uit de wetenschap)
Noten
- Enzymen kunnen alleen met behulp van DNA en ingewikkelde machinerie geproduceerd worden. RNA kan zijn eigen vorming katalyseren; RNA-replicatie = een kopie van je zelf maken.
- Een primitieve cel met een membraam levert in eerste instantie evenveel problemen als oplossingen op: het moet een lekkende membraam zijn om bouwstoffen naar binnen te laten gaan. De oplossing is de moleculen bij elkaar te houden in een compartiment (‘compartmentalized’) door middel van een afscheiding, een membraan. Als je dat hebt opgelost moet je vervolgens het probleem oplossen hoe je zo’n primitieve cel kunt laten delen waarbij de inhoud gelijk verdeeld wordt over de dochtercellen.
- citrate: een stofje dat in buffer oplossingen wordt gebruikt en een rol speelt in metabolisme.
- En ik als chemisch leek zou daar aan toevoegen: er zitten 7 zuurstof atomen in citraat en er was niet veel zuurstof aanwezig op de primitieve aarde toen er nog geen zuurstof in grote hoeveelheden door fotosynthese geproduceerd werd.
12 december 2013
Het ontstaan van het leven en de zin van het leven
langgerekte vormen in de cel zijn RNA moleculen
(capture uit animatie) ©Exploring Life’s Origin
The Principles of Life
Wat is de zin van het leven?Een bioloog mag die vraag niet stellen. Maar een filosoof wel. Als we bij het begin beginnen: het begin van het leven is een simpele vetzuur-membraan met daarin relatief kort, zelf-replicerend RNA. Wat is de zin daarvan? zou een hypothetische toeschouwer in die tijd gevraagd kunnen hebben. Het zijn systemen die stabieler zijn dan andere en daardoor blijven bestaan. En nakomelingen achterlaten. Maar waarom zou ‘je’ dat willen? Die primitieve systemen willen helemaal niets. Het leven is begonnen met moleculen en cellen die helemaal niets konden willen. Het lijkt alsof ze willen voortbestaan en zich willen voortplanten. Wij zijn uiteindelijk het gevolg daarvan. Wij stellen de vraag naar de zin van het leven. Een onbeantwoordbare vraag, wat mij betreft. Ik vind de vraag naar waar we vandaan komen vele malen fascinerender. Voldoende fascinerend voor een heel mensenleven. Je moet er toch niet aan denken dat je een heel leven geleefd hebt zonder die vraag te stellen? Dat zou pas een zinloos leven zijn!
Vorige blogs:
New origin of life model fatally requires a nonrandom protein, 24 dec 2012
update 2 dec 21:30 : tekst iets verbeterd
Kennislinks
°
LINKS
http://www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
Panspermia
Credit: © Mark Rasmussen | Dreamstime.com
Perhaps life did not begin on Earth at all, but was brought here from elsewhere in space, a notion known as panspermia. For instance, rocks regularly get blasted off Mars by cosmic impacts, and a number of Martian meteorites have been found on Earth that some researchers have controversially suggested brought microbes over here, potentially making us all Martians originally. Other scientists have even suggested that life might have hitchhiked on comets from other star systems. However, even if this concept were true, the question of how life began on Earth would then only change to how life began elsewhere in space.
Simple Beginnings
Instead of developing from complex molecules such as RNA, life might have begun with smaller molecules interacting with each other in cycles of reactions. These might have been contained in simple capsules akin to cell membranes, and over time more complex molecules that performed these reactions better than the smaller ones could have evolved, scenarios dubbed “metabolism-first” models, as opposed to the “gene-first” model of the “RNA world” hypothesis.
RNA World
Nowadays DNA needs proteins in order to form, and proteins require DNA to form, so how could these have formed without each other? The answer may be RNA, which can store information like DNA, serve as an enzyme like proteins, and help create both DNA and proteins. Later DNA and proteins succeeded this “RNA world,” because they are more efficient. RNA still exists and performs several functions in organisms, including acting as an on-off switch for some genes. The question still remains how RNA got here in the first place. And while some scientists think the molecule could have spontaneously arisen on Earth, others say that was very unlikely to have happened.
Other nucleic acids other than RNA have been suggested as well, such as the more esoteric PNA or TNA.
Chilly Start
Credit: Eric Rignot, NASA JPL
Deep-Sea Vents
deep sea vents
Credit: MARUM
The deep-sea vent theory suggests that life may have begun atsubmarine hydrothermal vents, spewing key hydrogen-rich molecules. Their rocky nooks could then have concentrated these molecules together and provided mineral catalysts for critical reactions. Even now, these vents, rich in chemical and thermal energy, sustain vibrant ecosystems.
Community Clay
community clay
Credit: Chemistry
The first molecules of life might have met on clay, according to an idea elaborated by organic chemist Alexander Graham Cairns-Smith at the University of Glasgow in Scotland. These surfaces might not only have concentrated these organic compounds together, but also helped organize them into patterns much like our genes do now.
The main role of DNA is to store information on how other molecules should be arranged. Genetic sequences in DNA are essentially instructions on how amino acids should be arranged in proteins. Cairns-Smith suggests that mineral crystals in clay could have arranged organic molecules into organized patterns. After a while, organic molecules took over this job and organized themselves.
Electric Spark
Credit: stock.xchng
Electric sparks can generate amino acids and sugars from an atmosphere loaded with water, methane, ammonia and hydrogen, as was shown in the famous Miller-Urey experiment reported in 1953, suggesting that lightning might have helped create the key building blocks of life on Earth in its early days. Over millions of years, larger and more complex molecules could form. Although research since then has revealed the early atmosphere of Earth was actually hydrogen-poor, scientists have suggested that volcanic clouds in the early atmospheremight have held methane, ammonia and hydrogen and been filled with lightning as well.
http://physicsforme.com/2011/09/13/making-matter-come-alive/
http://physicsforme.com/2011/08/15/first-life-the-search-for-the-first-replicator/
http://physicsforme.com/2012/05/07/the-single-theory-that-could-explain-emergence/
http://www.livescience.com/25453-life-origin-reframed.html
Over tsjok45
Tsjok's blog 
Pingback: Evodisku | Tsjok's blog
Pingback: NOTES EVODISKU A | Tsjok's blog
hallo tsjok , dank je voor t maken van deze blog vol met goede informatie !
ik ben zelf niet thuis in dit soort chemie …maar ik heb een vraag,
nu dus dat artikel van 25 6 2013 van t max planck instituut gelezen te hebben over hcn polymerisatie om purine en daaruit a,c,g,t, te kunnen maken, ( ik weet al langer dat deze reacte het knelpunt was van tv documantaires ) , kan je nu zeggen dat dit t laatste stukje van de puzzel van abiogenesis was wat nu op zijn plek ligt ??
m.a.w. ist nu opgelost?? kan je nu zeggen dat abiogenesis een onomstotelijk feit is , eindelijk ??
grtz, daan.
a)IK weet niet of het eensluidend “chemisch ” antwoord op dergelijke abiogenesis vragen al rechtstreeks en expliciet is gepubliceerd …. ik ga het eens trachten verder op te zoeken, en ik nodig je ook meteen uit dat ook te doen …. hou het dus verder in de gaten
b) Scientists Unveil the Secret of a Reaction for Prebiotic Synthesis of Organic Matter = is alleszins een belangrijke en veelbelovende puzzel-stap in de goede richting , of minstens de ontdekking van een goede (koude reactie ) route naast mogelijke andere( vroeger gesuggereerde) pathways
-Ik meen nml ook dat gespecialiseerde biochemici ( in het bijzonder abiogenesis wetenschappers en astrobiologen ) al mogelijke andere routes hadden uitgestippeld
c)-Hou er ook rekening mee … dat dergelijke routes slechts op een of andere mogelijkheid wijzen …. maar geen uitspraken doen over welk scenario daadwerkelijk heeft plaatsgegrepen op aarde ( zelfs niet wanneer men er (ooit )in slaagt “leven uit dode stof , te creeren in een lab ” )
is het eenmalig gebeurt ( en volgens een bepaalde aaneengeschakelde reactieroute )? is het verschillende keren gebeurt ? regende er een gedeelte uit de ruimte op aarde aan boord van meteoren en dergelijke ?
d) De Synthetische biologie ( in opkomst ) zal daar misschien het “laatste woord “in kunnen uitspreken ?
https://tsjok45.wordpress.com/2012/12/03/synthetische-biologie/
https://tsjok45.wordpress.com/2013/04/13/abiogenesis-updates/life-03-00331/
dank je voor je snelle reply op mijn vraag..
deze heb ik gesteld met in t achterhoofd, de uri miller experimenten (welke ook door andere mensen zijn uigevoerd) en t feit dat de uri miller experimenten in de koelkast terug zijn gevonden en op nieuw zijn onderzocht en bleken (net zoals de andere soortgelijke experimenten) veel overeenkomstige verbindingen te hebben gevormd die in t vormen van “leven“ belangrijk zijn en dat er zelfs veel meer belangrijke verbindingen in zijn gevonden dan toen ontdekt zijn.
uit meerdere experimenten naast elkaar te leggen die in diverse omstandigheden zijn uitgevoerd, is gebleken dat (naar mijn inzien) de eigenlijke oersoep samenstelling niet zoveel uitmaakt …de simpele eerste verbindingen zullen ongeveer de zelfde stoffen opleveren , en de stoffen die er niet zijn gevormd, op een andere manier komen . (wie zegt dat de er op de aarde maar 1 omstandigheid heerste met overal de zelfde stoffen (alleen al gelet op de mineralen die geologisch voorhanden zijn )).
er zijn meerdere plaatsen waar een soort uir miller experiment heeft plaats gevonden , deze kunnen gemixt worden …en zo een bodem voor de reactie van ander stoffen opleveren.
weliswaar zullen de reacties om 1 verbinding te maken plaatsgebonden zijn ..dus verschillende reacties afhankelijk van de grondstoffen voor de reactie en verscillende processen.
maar uiteindelijk zijn de meest simpele reacties zoals redox met lichte atomen mogelijk op alle manieren , er leiden namelijk meerdere wegen naar rome in dit soort simpele chemie.
rna schijnt uit zichzelf te kunnen ontstaan en “te kunnen werken“..Jack Szostak 2009,
en t XNA project wat bewezen heeft dat als je eenmaal nucleotiden vormende complexe organische verbindingen hebt, deze zich uit zichzelf zullen vormen ..
eigenlijk heb ik dus goede hoop dat in de zeer nabije toekomst gezien de noot gekraakt is , de oplossing van metabolisme in dna door adenine door hcn polimerisatie, het hele verhaal uitgeschreven kan worden.
ik ben t net al een tijdje aan t afzoeken echter op dat vlak is nog niets vindbaar.
het tijdschrift met de publicatie van t onderzoek van t max planc instituut moet zelfs nog uitgebracht worden ..
misschien is t nog iets te vroeg..
m. vr. gr., daan van doesburg
Bedankt voor uw inbreng ….
Het een nuttige bijdrage die samenvattend goed verwoord wat ik erzelf van vind ….
°
Misschien is het inderdaad te vroeg ….
Of m.a.w. moet de wetenschap het nog wat meer en heelwat steviger onderbouwen vooraleer ze het in het publiek gaan gooien waarbij zonder twijfel heelwat tumult en tegenstand zal onstaan in de “gelovige ” gemeenschappen , die nog steeds als (voorlopig ) onzichtbare olifanten in de porceleinkast klaar staan om op hol te slaan wanneer ze worden gewekt )
°
Met hartelijke groeten en nogmaals dank voor de mooie reactie
tsjok
°
PS …
De aanvullingen op S. Miller : U bedoeld de studies en updatings , herlezingen en nieuwe vondsten van en door Jeffrey BADA and all (2011)“Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment ” ?
http://www.livescience.com/13339-primordial-soup-chemistry-reaction-amino-acids-life.html
http://ucsdnews.ucsd.edu/newsrel/science/03-22PrimordialSoup.asp
http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/releases/2011/lost_exp_prt.htm
http://www.pnas.org/content/early/2011/03/14/1019191108.full.pdf+html
Klik om toegang te krijgen tot Bada_EvoNet_KITP.pdf
zie ook bovenstaand archiefstuk wat je hieronder nogmaals kunt aanklikken :
abiogenesis.docx (730.8 KB)
ja, inderdaad, ik heb een lijst gezien van alle stoffen en hoeveelheden en welke er nieuw in zijn ontdekt ..
echter ik heb het vlug doorgelezen om de essentie van t verhaal, gezien ik de technische chemische informatie zelf niet kan beoordelen op grond van mijn geringe kennis van de materie t.o.v. mensen die ervoor gestudeerd hebben. (zo doe ik t met de meeste materie waar ik marginale kennis van heb), en koppel dan essenties van de verhalen aan elkaar vast ….waarbij ik let op de problemen in t ene verhaal …hopende dat ik deze in t andere verhaal op latere datum opgelost terug vindt ..
alles dus aan elkaar gekoppeld en vandaar dus mijn “grote“ vraag …waarmee ik als eerste kwam..
ik heb dus goede hoop
en inderdaad, t moet effe op een rijtje gezet worden , geheel verantwoord worden …en zelfs dan geloven de religieuzen t nog niet ..(veel ervaring op t internet met slag leveren tegen creationisten).
ik hoop hier dus mensen aan te treffen die mij beter kunnen voorlichten over iets
wat ik graag wil zien gebeuren, anders is het slechts wishful thinking zonder waarheid..
in elk geval bedankt voor de info en goede communicatie, bedankt voor al Uw goede werk wat U hier doet …ik zal heel vaak hier terug keren en artikelen van Uw blog doorlezen …
m. vr. gr. , daan van doesburg.
Pingback: CHIRALITEIT | Tsjok's blog