Hoe ontwikkelde het leven op aarde zich oorspronkelijk van willekeurige organische verbindingen tot levende, evoluerende cellen? Mogelijk was het gebaseerd op inslagen van enorme meteorieten en kometen - dezelfde soort catastrofale gebeurtenissen die 65 miljoen jaar geleden een einde maakten aan het bewind van de dinosauriërs. In feite kunnen oude inslagkraters precies zijn waar het leven kon zich ontwikkelen op een overigens vijandige oeraarde.
Dit is de hypothese die is voorgesteld door Sankar Chaterjee, hoogleraar geowetenschappen in de hoorn en de conservator paleontologie aan het Museum of Texas Tech University.
'Dit is groter dan het vinden van een dinosaurus. Dit is waar we allemaal naar hebben gezocht: de heilige graal van de wetenschap, 'zei Chatterjee.
Onze planeet was niet altijd het levensvriendelijke 'blauwe marmer' dat we tegenwoordig kennen en waar we van houden. Op een bepaald moment in zijn vroege geschiedenis was het allesbehalve gastvrij voor het leven zoals wij het kennen.
'Toen de aarde zo'n 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd, was het een steriele planeet die onherbergzaam was voor levende organismen', zei Chatterjee. 'Het was een kokende ketel van uitbarstende vulkanen, regenende meteoren en hete, schadelijke gassen. Een miljard jaar later was het een vreedzame, waterige planeet vol microbieel leven - de voorouders van alle levende wezens. '
Hoe is deze overgang precies tot stand gekomen? Dat is de grote vraag in de paleontologie, en Chatterjee gelooft dat hij het antwoord mogelijk heeft gevonden in enkele van 's werelds oudste en grootste inslagkraters.
Na de omgevingen van de oudst bekende fossielhoudende rotsen in Groenland, Australië en Zuid-Afrika te hebben bestudeerd, zei Chatterjee dat dit overblijfselen van oude kraters zouden kunnen zijn en dat het juist de plekken kunnen zijn waar het leven begon in diepe, donkere en hete omgevingen - vergelijkbaar met wat er wordt gevonden in de buurt van thermische ventilatieopeningen in de oceanen van vandaag.
Grotere meteorieten die inslagbekkens creëerden met een diameter van ongeveer 500 kilometer per ongeluk, werden volgens Chatterjee onbedoeld de perfecte smeltkroezen. Deze meteorieten sloegen ook door de aardkorst en creëerden vulkanisch aangedreven geothermische ventilatieopeningen. Ze brachten ook de basisbouwstenen van het leven die in de kraterbekkens konden worden geconcentreerd en gepolymeriseerd.
Naast nieuwe organische verbindingen - en, in het geval van kometen, aanzienlijke hoeveelheden water - hebben lichamen die de impact hebben mogelijk ook de nodige lipiden meegebracht die nodig zijn om RNA te helpen beschermen en zich verder te laten ontwikkelen.
'RNA-moleculen zijn erg onstabiel. In ventilatie-omgevingen zouden ze snel uiteenvallen. Sommige katalysatoren, zoals eenvoudige eiwitten, waren nodig om primitief RNA te laten repliceren en metaboliseren, 'zei Chatterjee. 'Meteorieten brachten dit vetlipidemateriaal naar de vroege aarde.'
Gebaseerd op onderzoek in Australië door professor David Deamer van de Universiteit van Californië, werden de ingrediënten voor de allerbelangrijkste celmembranen via meteorieten aan de aarde geleverd en bestonden ze in met water gevulde kraters.
"Dit vetlipidemateriaal dreef op het wateroppervlak van kraterbassins maar werd door convectiestromen naar de bodem verplaatst", stelt Chatterjee. “Op een bepaald punt in dit proces in de loop van miljoenen jaren zou dit vettige membraan eenvoudige RNA en eiwitten als een zeepbel in elkaar hebben kunnen kapselen. De RNA- en eiwitmoleculen beginnen met elkaar te communiceren en te communiceren. Uiteindelijk maakte RNA plaats voor DNA - een veel stabielere verbinding - en met de ontwikkeling van de genetische code werden de eerste cellen verdeeld. ”
En de rest, zoals ze zeggen, is geschiedenis. (Nou ja, biologie echt, en geen kleine hoeveelheid chemie en paleontologie ... en wat astrofysica ... nou, je snapt het wel.)
Chatterjee erkent dat verdere experimenten nodig zijn om deze hypothese te ondersteunen of te weerleggen. Hij zal zijn bevindingen op 30 oktober presenteren tijdens de jaarlijkse 125e verjaardag van de Geological Society of America in Denver, Colorado.
Bron: Texas Tech-nieuwsartikel door John Davis
