Home

Het ontstaan van het leven

Hoe is het leven ontstaan?

De oudste fossielen zijn 3,5 miljard jaar oude stromatolieten. Hun hoge ouderdom geeft aan dat het leven al vrij vroeg in de geschiedenis van de aarde is ontstaan. De aarde zelf is 4,5 miljard jaar oud, het oudst bekende gesteente 3,8 miljard jaar. In die tijd zag de aarde er heel anders uit dan vandaag de dag. Er zat bijvoorbeeld geen zuurstof in de lucht. De oeratmosfeer bestond uit gassen zoals die tegenwoordig door vulkanen worden uitgestoten. De lucht bevatte grote hoeveelheden waterdamp, waterstof, stikstof, methaan, ammonia, zwavelwaterstof en koolmonoxide. In de jaren twintig bedachten twee wetenschappers, onafhankelijk van elkaar, dat uit deze atmosfeer de bouwstoffen van het leven ontstaan zouden kunnen zijn. Naast alle chemische stoffen was daarvoor veel energie nodig. Volgens de theorie kwam deze energie van ultraviolette straling van de zon, van elektrische ontladingen (bliksem), radioactiviteit en vulkanische warmte.

De oersoep

In 1953 maakte de Amerikaan Stanley Miller de oeratmosfeer na in een laboratorium en liet vervolgens elektrische vonken overspringen in het gasmengsel. Na enige tijd bleken aminozuren te zijn ontstaan. Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten en dus ook van het leven. Miller's mengsel werd bekend onder de naam oersoep. Verdere experimenten wezen uit dat ook andere belangrijke bouwstoffen uit de oeratmosfeer konden worden gemaakt. Een kolf met oersoep is nog geen leven. De volgende stap is dat aminozuren in complexere moleculen moeten worden omgezet. De Amerikaanse wetenschapper Sidney Fox wist uit aminozuren eenvoudige eiwitten te maken. Deze eiwitten vallen echter uit elkaar in water. En volgens de theorie is het leven ontstaan in zee, waar water in overvloed is. Fox wist echter aan te tonen dat eiwitten zich konden groeperen in kleine bolletjes, omgeven door een membraan. Door de bescherming van het membraan vallen de eiwitten niet uit elkaar.

Chemische evolutie

Bolletjes met eiwitten zijn ook nog geen leven. Maar het is een belangrijke stap. Sommige van de oudste fossielen lijken sterk op de microbolletjes van Fox. De bolletjes waren niet in staat om, net als recente cellen, hun eigen chemische stoffen te maken. Waarschijnlijk konden ze echter wel stoffen uit hun omgeving opnemen. Bolletjes die toevallig een gunstige samenstelling hadden, bleven langer bestaan dan andere. Zo was er al een soort evolutie, voordat er echt leven was. De experimenten van Miller en Fox geven ons een beeld van de eerste stappen die gedaan kunnen zijn, op weg naar het ontstaan van echt leven. Het is nog een grote stap van microbolletjes die stoffen uit hun omgeving moesten inslaan naar cellen die hun eigen stoffen maken. Het waren nog 'winkeltjes' in plaats van 'fabrieken'. De bolletjes vormden een aparte omgeving, waarin chemische reacties konden plaatsvinden, die daarbuiten niet mogelijk waren. Maar dergelijke 'fabriekjes' zijn nog geen leven.

Eerste levensvormen

Eťn van de belangrijkste kenmerken van leven is dat het zichzelf kan vermeerderen. Dat gebeurt door middel van het DNA. DNA-moleculen bevatten de genetische code van organismen. Ouders geven hun DNA door aan hun kinderen, die daarmee een deel van de eigenschappen van de ouder overerven. Er zijn aanwijzingen dat de oudste levensvormen zich niet vermeerderden met DNA, maar met RNA. RNA-moleculen lijken sterk op DNA. Bij hogere organismen spelen ze een rol in de eiwitsynthese. Bij de eerste levensvormen waren ze waarschijnlijk ook de dragers van de erfelijke eigenschappen. Dat blijkt onder andere uit het feit dat sommige organellen eigen RNA bevatten. Organellen zijn onderdelen van een cel, waarvan men aanneemt dat zij ooit eigen levensvormen waren. Het mitochondrion is zo'n organel, dat vroeger waarschijnlijk een vrijlevende bacterie was. Ergens in de evolutie is het opgegaan in een groter organisme. Dit verschijnsel noemen we endosymbiose.