Op zoek naar de klepel

bij dezen en genen

De vonk voor leven

In Japan heeft men onlangs een gedeelte van een onderzeese vulkanische schoorsteen naar het laboratorium gebracht om deze eens van dichtbij te bestuderen. Ryuhei Nakamura ontdekte dat de wand van een dergelijke schoorsteen elektriciteit geleidt. Aan de binnenkant van de schoorsteen liet hij het water stromen dat in zee door deze schoorstenen wordt uitgestoten en dat verschillende chemicaliën bevat. Aan de buitenkant van de wand liet hij normaal zeewater stromen. Hij constateerde dat er elektrische spanning opgewekt werd.

 

black smoker
van internet: black smoker

Deze onderzeese schoorstenen of ‘black smokers’ staan momenteel in het middelpunt van de belangstelling, omdat men veronderstelt dat er het eerste leven ontstaan zou kunnen zijn. Tot voor kort heerste de veronderstelling dat het leven in een warm meertje ontstond, dat door opdroging en concentratie van de opgeloste moleculen onder invloed van blikseminslagen en Uv-licht de eerste macromoleculen vormde. Over de black smokers schreef ik twee voorgaande berichten (zie onderaan).

 

Volgens de auteur zijn de implicaties van deze studie dat de elektrische stroom, die in de schoorstenen wordt opgewekt, de basis zou kunnen zijn voor de vorming van de eerste ingewikkelde organische moleculen. De kritiek daarop is dat er nog geen zuurstof aanwezig was (het leven en dus ook fotosynthese moesten immers nog aanvangen); er is dus nog geen ontvanger van elektronen. Nakamura antwoordt dat kooldioxide (CO2) dezelfde rol als zuurstof (O2) zou kunnen spelen en dat de eerste ingewikkelde moleculen zouden kunnen ontstaan door de reductie van CO2. Dit zou betekenen dat hij veronderstelt dat CO2 als ontvanger van elektronen zou kunnen fungeren. Er bestaat inderdaad de zogenaamde omgekeerde cyclus van Krebs. In plaats van de verbranding van suikers, zoals in de cyclus van Krebs, worden er suikers gebouwd vanaf kooldioxide en water. Deze cyclus wordt door sommige bacteriën gebruikt om suikers te bouwen, waarbij stoffen als waterstof, sulfide, thiosulfaat als elektronendonors gebruikt worden. In dit geval zou de elektronendonor de stroom zijn die door de wand van de schoorsteen loopt. Als dat waar is dan zou dit een manier zijn waarop de eerste complexe koolstofmoleculen ontstaan zouden kunnen zijn.

Hij gaat nu controleren of op de bodem van de zee inderdaad elektrische stroom geproduceerd wordt door deze schoorstenen.

 

Lees ook: Het eerste leven ontstond in hydrothermale bronnen

Chemiosmose, de basis voor leven

 

Uit: NewScientist, Faqt.nl

 

 


31 Reacties op “De vonk voor leven

  1. Pilgrimheart november 4, 2010 om 22:39

    Interessant!

  2. smokey november 4, 2010 om 22:59

    Celnabootsing in het groot? :Zoiets als intracellulair Na en extracellulair Ka. De natrium-kaliumpompwerking ? De cyclus van Krebs was dat niet de citroenzuurcyclus?
    Anyway, that smoke is black, very black indeed.

  3. pierra november 4, 2010 om 23:16

    @Pilgrimheart, vond ik ook.
    @smokey, klopt dat is de citroenzuurcyclus. Het gaat erom hoe de eerste grotere complexe koolstofmoleculen ontstonden van kooldioxide zonder dat er leven bestond. Deze black smokers hebben ook heel fijne porien waarvan men denkt dat ze als cellen konden dienen. Het zijn allemaal nog hypothesen, maar die smoke is black, dat is zeker🙂

  4. Gus november 4, 2010 om 23:22

    Allereerst, wat ben ik blij met je stukje. Ik ga het nog een keer overlezen en nog een keer, voordat ik commentaar geef. Vragen stel.

  5. pierra november 4, 2010 om 23:26

    @Gus, neem je tijd.
    Ik hoop dat het te volgen is, want ik vond het zelf behoorlijk ingewikkeld.

  6. ing.St Hawk november 4, 2010 om 23:42

    Pierra,
    Waarom denk jij zelf dat deze omgeving kans maakt om de kraamkamer van het leven te zijn ? De afwezigheid van UV lijkt mij misschien zelfs wel een voordeel als je nagaat hoe kwetsbaar veel levensvormen zijn voor dergelijke straling.
    En dit soort zwakke stroompjes lijken me ook gunstiger als je ze vergelijkt met een bovengrondse blikseminslag.

  7. pierra november 5, 2010 om 00:01

    @ing. St Hawk ten eerste vind ik het een mooi idee dat het leven op de zeebodem ontstaan is. Het is een alternatieve theorie en ook daarom is die aantrekkelijk.
    We weten ook dat de wanden heel poreus zijn, dat is ook gunstig voor het bijeenhouden van de ingredienten van het leven.
    De andere redenen zijn precies die je noemt en ik ben het dus met je eens.
    Het is nog maar een hypothese en dat zal het misschien ook altijd blijven, maar wel een hele sterke.

  8. ing.St Hawk november 5, 2010 om 00:11

    Wel mal dat we gewend zijn aan het "ei" als begin van al het dierlijke leven terwijl het rond deze black smokers waarschijnlijk onnoemelijk naar bedorven (en dus niet levensvatbare) eieren zal stinken. (als we kans zagen het te kunnen ruiken).

  9. pierra november 5, 2010 om 00:23

    @ing. St Hawk, praat me er niet van. Het is genoeg hier vlakbij in de thermale baden te zwemmen en je stinkt de hele dag naar rotte eieren. Dat ruik je dan zelf niet.
    Ach het kip of het ei, het oog of de hersenen, het blijft voor sommigen lastig.
    Ja, dat ei daar moeten we van af, rot of niet.

  10. ing.St Hawk november 5, 2010 om 08:38

    Eh… Pierra.. het is DE kip en niet HET kip.
    (of is dat ook weer Italiaans ?🙂)

  11. antoinette duijsters november 5, 2010 om 08:39

    Pierra, hadden we maar een tijdmachine, dan zouden we het weten, maar deze vragen blijven ook spannend.

  12. pierra november 5, 2010 om 08:51

    @ing. St Hawk, oh ja, dat kan ik nu niet meer veranderen helaas. (Niet zo schreeuwen ;-))
    Nee, geen Italiaans, dat kent niet eens onzijdig.
    @antoinette, met al dit gepuzzel komt er toch heel wat aan het licht. Wordt vervolgd…

  13. zolder november 5, 2010 om 08:54

    De details blijven bij mij niet hangen, maar zo blijf ik wel een beetje bij.

  14. pierra november 5, 2010 om 09:12

    @zolder, het geeft aan wat de discussie is rond de hypothese. Ik probeer het zelf te snappen, vandaar de details. Is er nieuws dan schrijf ik er meteen weer een berichtje over.

  15. Aad Verbaast november 5, 2010 om 10:47

    Het lijkt me allemaal wat vergezocht (letterlijk en figuurlijk) om door de ontdekking dat de blacksmokers electriciteit zouden geleiden, daar ineens leven zou zijn ontstaan.
    Er zijn heel veel stoffen en structuren overla op de wereld die electriciteit geleiden, dus wat is daar nou zo bijzonder aan?
    Maar aan de andere kant: altijd wel weer leuk om nieuwe theorieën te lezen over een van de grootste mysteries van het leven: de start van het leven.
    Over die zuurstof, en het gebrek er aan: er is toch al lang aangetoond dat er leven mogelijk is zonder zuurstof? Volgens mij zijn er biotopen waar helemaal geen zuurstof in voorkomt. Of heb ik dat verkeerd begrepen?

  16. pierra november 5, 2010 om 11:13

    @Aad, er bestaat al langer het idee dat daar leven zou kunnen hebben ontstaan, onafhankelijk van het feit dat de blacksmokers electriciteit prduceren. Dit idee is best een goed idee, alleen waar kwamen de eerste moleculen vandaan zoals DNA, RNA en de proteinen. De ingredienten daarvoor moeten ter plekke aanwezig zijn en met elkaar kunnen reageren om macromoleculen te maken. Daar is energie voor nodig. De energie zou dus geleverd kunnen worden door deze elektrische stroom (i.p.v. electrische ontladingen en uv zoals in het wat oudere model van het warme meertje)
    De zuurstof: dat was in eerste instantie ook mijn reactie en de discussie zou dan inderdaad vreemd zijn. Juist rond de black smokers bevinden zich veel microorganismen die een metabolisme hebben dat gebruik maakt van H2S i.p.v. O2.
    Het gaat erom dat in het metabolisme van bijna al het leven moleculair zuurstof (O2) de electronen acceptor is. Ontbreekt er zuurstof, dan moet dat een ander molecuul zijn. De auteur stelt voor dat dit CO2 heeft moeten zijn, dat zodoende als acceptor in staat gesteld werd grotere koolstofmoleculen te vormen door de electronen van de electrische stroom te accepteren. Dit is tenminste wat ik denk dat er bedoeld wordt.

  17. Smokey Robbinson november 5, 2010 om 17:51

    @Pierra, als de blacksmokers, een grappige naam, uit CO2 zuurstof kunnen fabriceren hebben ze dan ook een bepaalde overeenkomst met bomen en planten?
    Of zit het geheel anders en moet je in dit geval eerder denken aan een anaerobe situatie?
    Er gebeurt van allerlei interessants onder de zeespiegel dat incidenteel even boven water gehaald mag worden.
    Een schot voor de boeg omdat je al schreef dat je over nadere informatie t.z.t. gaat schrijven.
    P.s. off topic, bedankt voor het kattenbelletje van La Petite Bande die ik graag even in de spotlights zou willen zetten.

  18. Annelies november 5, 2010 om 17:56

    Als Alfa-vrouw vind ik dit erg interessant en je schrijft in begrijpelijke taal!
    Als de veronderstelling van Nakamura uit komt, moet hij zeker contact opnemen met de NASA.
    De dunne atmosfeer van Mars bestaat vooral uit CO2, dus misschien nog een reden dat er toch leven was/is daar….

  19. Gus november 5, 2010 om 22:23

    Wel, voor de 2e keer probeer ik hier in te loggen om een reactie geven.
    Niet leuk. Als je er uit gegooid wordt.
    Alle aardigheid in reageren wordt ontnomen.
    Ik wil nl. graag meedenken. En dat kost wat meer dan de 1 1/2 minuut die me kennelijk is toegestaan.
    Nu maar eens zien of "dit" geplaatst wordt. Met alle typefouten die ik vermoedelijk maak vanwege tijdspanne.

  20. Gus november 5, 2010 om 22:39

    Ben ik kwaad? nee helemaal niet Woedend komt meer in de richting.
    Enfin, ik ga m’n reactie in Word typen en dan plaatsen.

  21. pierra november 5, 2010 om 22:42

    @smokey, het is absoluut een anaerobe situatie. Er wordt geen zuurstof geproduceerd, dat komt pas met de eerste fotosynthetische organismen.
    Verder weet ik niet wat het vervolg zal zijn, dat nieuws moet nog komen, maar is wel te verwachten binnen een paar jaar.
    @Annelies, Gelukkig is het begrijpelijk🙂
    Wat Mars betreft denk ik dat ze elkaar wel goed informeren. De hypothesen rond mogelijk leven op andere planeten bekijken steeds meer mogelijkheden, nu er op aarde ook zoveel extreme ‘niches’ zijn waar leven gevonden wordt.
    @Gus, het VKblog heeft soms kuren, volhouden! (vreemd, ik heb geen problemen…)

  22. Gus november 6, 2010 om 13:43

    Okay, ik heb dit getypt in ….
    Ik vraag me af, de z.g. black” smokers zijn veel heter dan de “light” smokers.
    Ik meen rond een 37 graden ongeveer.
    Onze lichaamstemperatuur dus.
    Alle ingrediënten aanwezig….voor zo ver?
    Aantrekken en afstoten. Wat werkte wel en wat niet.
    Het zou heel best waar kunnen zijn dat elektrificatie heeft plaats gevonden bij het ontstaan van leven.
    Denk ik even aan de sidderaal. No fun als je daar mee in aanraking komt.
    Elektriciteit, die de vonk zou hebben kunnen geven.
    Terwijl m’n gevoel me tegenspreekt.
    Ik denk meer aan een soft soort samengaan, over miljoenen jaren verspreidt.
    Terwijl ik geen grip kan krijgen op hoe lang duurt 1 miljoen jaar.
    Ik krijg niet eens grip op hoe pyramides zijn gebouwd.
    En waarom.
    Afgelopen week had ik een gesprek met iemand over Atlantis.
    Een in “fictie?” hoog conjunctuur.
    Plato had het er over, geen kleine jongen.
    Niet geheel onwaarschijnlijk dat dat bestaan heeft, als je bedenkt dat in een flash of a second, de noord en zuidpool zich kunnen verplaatsen naar oost en west.
    Ik hoop dat ik niet hoef uit te leggen, magnetische kracht.
    Hele culturen gaan daar bij verloren, kennis.
    Kennis die we nu ontberen over het ontstaan van het leven.
    Natuurlijk begrijp ik Nakamura; wie kan scoren op dit gebied verdient een Nobelprijs.
    Maar ik twijfel en dat is puur op gevoel gebaseerd, helemaal niet wetenschappelijk.
    Gus

  23. pierra november 7, 2010 om 09:01

    @Gus, het is je toch gelukt…
    Het is inderdaad waarschijnlijk dat er miljoenen jaren overheengingen. Ook als het gaat om de ‘black smokers’.
    Dat deze schoorstenen electriciteit kunnen gegeneren is geen groot nieuws, maar voegt wel wat toe aan de theorie dat het eerste leven daar zou hebben kunnen ontstaan.
    Ik denk niet dat de oude culturen veel ‘wisten’ over het ontstaan van het leven. Dat is echt iets van de laatste anderhalve eeuw.

  24. Gus november 7, 2010 om 14:55

    En daar begint mijn twijfel dus. Die anderhalve eeuw, waarin alle kennis zowat verketterd werd.
    mensen op de brandstapel. De zon draait om de aarde, ik noem maar wat.
    Ik denk dat er een veel oudere cultuur is geweesd, die er van uitging "dat snap je toch? ".
    Common knowledge.
    Puur gebrek aan vitamine E of B of
    Noem maar op.
    Ik type dit nu trouwens in "stuur bewerkte reactie op".
    2 keer er uitgegooid.
    Waarom is er niets nagelaten voor de dommeren die na hun kwamen (wij) .
    Bouwtekeningen.
    Ik heb je verteld over wat ik zag s’nachts….toen.

  25. Theo november 9, 2010 om 17:04

    Ontzettend interessant verhaal. Blijkt toch dat Stanley Muller en Harold Urey er in de 50er jaren toch niet zover naast zaten met hun ‘oersoep’.
    Momenteel lees ik toevallig het boek Life Ascending – The Ten Great Inventions of Evolution van Nick Lane. Daar worden deze thermal vents besproken in het eerste hoofdstuk (de eerste ‘uitvinding’) van dit boek. Hij heeft het daar overigens over twee typen thermal vents: De black smokers die jij noemt en de alkaline vents. De black smokers zitten op de breuklijnen, hebben een lage zuurgraad en een temperatuur van ca. 350 gr.C. Deze thermal vents zijn bijna het tegenovergestelde: Paar honderd kilometer van de breuklijnen, dus veel lagere temperaturen en juist basisch.
    In dit boek geeft Nick Lane juist aan dat de alkaline vents een veel aannemlijker bron zijn voor de oorsprong van het leven, onder andere omdat vanwege de poreuze wanden van de alkalyne vents de concentraties van allerlei mineralen en elementen juist veel groter is.
    Het artikel uit de NewScientist van 30 October heb ik hier (nog toevalliger!) ook liggen. Hierin lijkt juist de black smoker weer aannemelijker te zijn. Nick Lane noemt het in ieder geval ‘interesting and curious’.
    Kortom, een interessante stap voorwaarts in het onderzoek naar het oorsprong van het leven.

  26. pierra november 10, 2010 om 13:51

    @Gus, wat betreft de temperaturen van black smokers en thermal vents, zie ook de reactie van @Theo.
    @Theo, leuk dat je daar over aan het lezen bent, en bedankt voor de leestip!
    Over de poreuze wanden en het protonengradient in de thermal vents of alkaline bronnen schreef ik al eerder een bericht. http://www.vkblog.nl/bericht/301436 en ben er in dit bericht dus niet dieper op ingegaan. Zie ook de prachtige tekening die bij dat artikel stond. Dit bericht was gebaseerd op een artikel van Nick Lane in de New Scientist, maar is niet meer vrij toegankelijk zie ik nu.
    De rol van CO2 in deze context is mij eerlijk gezegd nog niet zo duidelijk. Mocht je daar iets over vinden dan hoor ik het heel graag.

  27. Theo november 10, 2010 om 18:08

    @piera
    Thnx voor jouw link. Ik heb die blog met aandacht gelezen.
    Volgens mij gaan we hier de komende jaren nog wel meer over lezen.

  28. Theo november 10, 2010 om 18:34

    De rol van CO2 in deze context is mij eerlijk gezegd nog niet zo duidelijk. Mocht je daar iets over vinden dan hoor ik het heel graag.
    Ik scan het eerste hoofdstuk van Life Ascending net nog even door en kan je de volgende info geven voor black smokers en alkalyne vents. Ik typ het even een-op-een over, dan het je het uit de eerste hand:
    Black smoker (p.16):
    As seawater percolates down to the magna beneath the black smokers, it is superheated and charged with minerals and gases, most notably hydrogen sulfide. Sulphur bacteria can extract hydrogen from this mix and attach it to carbon dioxide to form organic matter. The reaction is the basis of life in the vents, allowing bacteria to flourish with no direct input from the sun.
    Alkaline vent (p.22):
    Life in the Lost City is built on the reaction of hydrogen with carbon dioxide, which is actually the basis of all life on our planet. In the Lost City, unusually, the reaction is direct, while in practically all other cases, it is indirect.
    Meer?

  29. pierra november 10, 2010 om 18:59

    @Theo, heel veel dank!
    In je citaten wordt er gesproken van zwavelbacterien. Dat is inderdaad heel interessant, maar gaat uit van het bestaan van bacterien.
    De vraag die ik mijzelf stelde was of deze protonengradienten, zonder dat er ‘leven’ bestaat, verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor de chemische reacties waarbij (macro)moleculen gevormd worden. Is dat misschien wat er bedoeld wordt met ‘the reaction is direct’? Dus zonder tussenkomst van de zwavelbacterien? Dat zou wel een heel interessant gegeven zijn.

  30. Theo november 10, 2010 om 20:59

    @pierra
    Alle key termen die je noemt (Krebs cycle, proton gradients) worden in het hoofdstuk genoemd, maar niet direct in relatie tot CO2. Een duidelijke conclusie van het hoofdstuk is wel dat nog niet precies bekend is hoe het leven is ontstaan, maar hydrothermal vents, welke van de twee dan ook, zijn wel zeer aannemelijke kandidaten. Wel dat het een een-tweetje moet zijn met DNA , maar dat is een open deur natuurlijk.

  31. Pingback:Black smokers Zwarte Spuiters « Tsjok's blog

Praat mee en laat hier uw reactie achter

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Zwervende gedachten

Een filosoof over argumentatie, biologie, handelingstheorie en wat hem verder invalt

Jonas Bruyneel

Literatuur/Journalistiek/Muziek

per amanti della vera musica

SangueVivo

Ancora solo un battito in più

Microplastics

INTERREG MICRO PROJECT

Scientia Salon

Philosophy, Science, and all interesting things in between

Infinite forme bellissime e meravigliose

si sono evolute e continuano a evolversi

Vita da simbionte

perché collaborare è talvolta meglio che combattere

Meneer Opinie

Altijd een mening, maar niet altijd gehinderd door kennis van zaken

The Cambrian Mammal

An evo-devo geek's scientific meanderings

Evolutie blog

bij dezen en genen

The Finch and Pea

The Public House for Science...

voelsprieten

* wonder van het alledaagse *

the aphid room

All about aphids... not simply bugs|

kuifjesimon

Just another WordPress.com site

The Amazing Comics Men

Comics by Dutch cartoonists Jan the Stripman & Wim the Mysterious Helpman

Barbara Jansma

Prenten, spotprenten en schilderijen

%d bloggers op de volgende wijze: