Een internationaal onderzoeksteam heeft een nieuwe theorie gelanceerd over de oorsprong van het leven. Aërosolen in de oeratmosfeer zouden een rol hebben gespeeld bij de vorming van de chemische bouwstenen van het leven.
Britse en Amerikaanse onderzoekers in respectievelijk Oxford en Boulder, Colorado stellen dat vaste, minuscule deeltjes in de oeratmosfeer – de zogenaamde aërosolen – een soort van chemische reactievaten zijn geweest die zorgden voor het ontstaan van biochemische bouwstenen en uiteindelijk cellen in de oeratmosfeer. Hun resultaten zullen worden gepubliceerd in de proceedings van de National Academy of Sciences.
Het onderzoek kwam voort uit recente waarnemingen dat atmosfeerdeeltjes niet alleen zeewater of zwavelzuur bevatten, maar ook veel organisch materiaal. Toen de onderzoekers nadachten over de herkomst van dat materiaal, lag het oceaanoppervlak voor de hand. Ze zien een mogelijk verband tussen de deeltjes en de voorlopers van levende cellen op Aarde.
Diverse bestaande theorieën over de oorsprong van eencelligen gaan uit van de chemie op de grens van land en zee, bijvoorbeeld in getijdepoelen. Onduidelijk was hoe in zo’n omgeving de energie en concentratie van chemicaliën kon ontstaan die nodig is om biochemische moleculen te vormen. In de nieuwe theorie vormen luchtdeeltjes de bron van leven. Die aërosolen zouden als minuscule druppeltjes vrijkomen van oceaangolven, en daarbij van het wateroppervlak een organische buitenlaag opnemen. Dergelijke deeltjes kunnen weken of zelfs maanden in de atmosfeer verblijven. Ze staan blootgesteld aan uiteenlopende temperaturen, vochtigheid en zonlicht. Door verdamping van vocht stijgen vervolgens de concentraties van eenvoudige organische moleculen. Bij botsingen met andere deeltjes, waaronder stof vrijgekomen bij de verdamping van meteorieten, namen de vochtdeeltjes metaalhoudend materiaal op dat chemische reacties katalyseert.
Deze combinatie van factoren kan hebben geleid tot de vorming van de meer complexe organische moleculen die tot leven leiden, zoals eiwitten en nucleïnezuren. De oeratmosfeer bevatte zo weinig zuurstof en ozon dat het organisch materiaal niet snel oxideerde.
Natuurlijke selectie
De auteurs laten zien dat aërosoldeeltjes veel kenmerken hebben van bacteriën en andere eencelligen, zoals hun formaat, de waterige oplossing in hun kern en het zoutgehalte dat afwijkt van dat van zeewater. Ze beschrijven hoe de luchtdeeltjes twee buitenlagen van organisch materiaal verwierven, de eerste bij het verlaten van het oceaanoppervlak en de tweede bij het terugkeren in de oceaan. Dobson, werkzaam aan Oxford University, beschouwt de samenklontering en het uiteenvallen van de aërosolen als een vroeg analogon van celvoortplanting. Op geologische tijdschaal zou vervolgens de recycling van de vele aërosoldeeltjes hebben gezorgd voor een natuurlijke selectie van succesvolle chemische moleculen. De auteurs van het nieuwe onderzoek stellen dat hun atmosferische-aërosoltheorie veel vragen kan beantwoorden, maar dat experimenten in grote reactievaten nu nodig zijn om hun ideeën te toetsen.
