Persconferentie NASA

Morgenavond om 20.00 uur (Nederlandse tijd) houdt de NASA een persconferentie op het gebied van de astrobiologie over een ontdekking die mogelijk te maken heeft met de huidige theorieën over buitenaards leven. Dit hoeft natuurlijk geen ontdekking te zijn van buitenaards leven op andere planeten en kan ook betrekking hebben op een ontdekking betreffende het leven op Aarde.

 

black smoker

In mijn blogs heb ik veel aandacht besteed aan de oorsprong van het leven, zowel op moleculair niveau met de theorieën over de vorming van de eerste nucleotiden en het eerste RNA, als op macroniveau met berichten over onderzoeken naar de geschiktste geologische omgeving voor het ontstaan van de eerste cellen en het eerste leven zoals mogelijk in de black smokers en de alkalische bronnen op de oceaanbodem. Ik ben vreselijk benieuwd en hoop dat er nog meer mensen zijn die de berichten willen volgen.

 

Op nu.nl is dit bericht beter na te lezen.

De aankondiging van de NASA is hier te lezen.

De persconferentie kan hier direct gevolgd worden vanaf morgenavond (donderdag 2 december) 20.00 uur.

 

Update 3.12.2010: De perscoferentie kan bekeken worden in de volgende vier delen:

deel 1, deel 2, deel 3, deel 4.

 

Update 6.12.2010: Het artikel van Wolfe-Simon (met dank aan Tsjok)

Een artikel uit Maart 2010 dat al over deze ontdekking ging (met dank aan ing. St Hawk)

 

Kritische blogs 1, 2, 3

 

 

 

 

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.

 

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

 

 

Chemiosmose, de basis voor leven

Over het onstaan van het eerste leven op Aarde zijn vele theorieën gangbaar, zoals panspermie of buitenaardse intelligentie. Maar het onstaan van leven op Aarde vanuit de beschikbare inorganische materie wordt op haar beurt ook weer gekenmerkt door een grote variatie aan theorieën: ook al moeten de eerste levensvormen heel eenvoudig geweest zijn, ze moesten zich kunnen repliceren, en daarom DNA en/of RNA bevatten en moesten zich kunnen voeden. De theorieën lopen daarom weer uiteen over wat er eerst was, een RNA-wereld, een DNA-wereld of een wereld gebaseerd op metabolisme.

Een nieuwste theorie baseert zich daarentegen op een geochemische eigenschap van

Van internet: Alkaline bron in The Lost City

de oceaan. Ik schreef er een eerder blog over, maar dat was te oppervlakkig, al blijft het de moeite waard om het te lezen en de mooie films te bekijken.
Michael J. Russell kwam met de gegevens van alkalische bronnen (met een relatief hoog pH). Dit zijn niet de black smokers of hydrothermale diepzeebronnen die met geweld heet water spuwen nadat ze met lava in contact kwamen, maar zijn vrij rustige bubbelende bronnen van uit kleine poriën opgebouwde rotsen. De stromingen ontstaan wanneer water reageert met olivijn, dat vooral toen, in de nog dunne aardkorst, overvloedig aanwezig was. Dit proces produceert een nieuw mineraal, serpentine, en waterstof, alkalische vloeistoffen en warmte. Deze warme, waterstofrijke vloeistof breekt uieindelijk door de aardkorst naar buiten en vormt een alkalische hydrothermale bron.

Tot nu toe waren de gegevens gebaseerd op geologisch onderzoek zonder ooit een actieve bron gezien te hebben, maar in 2000 werd op de Mid-Atlantische rug met een onderzeeër een actieve bron gevonden bij wat nu The Lost City genoemd wordt, vanwege de spectaculaire spiraalvorm van de rotsen. Deze rotsen bevatten heel kleine poriën, de maat van een moderne (dier)cel. Deze bronnen kunnen heel goed van dezelfde soort zijn als de bronnen die zich 4 miljard jaar geleden op de oceaanbodem vormden. De oceanen waren toen bijzonder zuur door de hoge waarde aan CO₂. Er bestond ook nog geen moleculair zuurstof en er was veel ijzer opgelost in zee, dat met de komst van zuurstof zou neerslaan als roest. Ijzer-zwavel belletjes in de poriën hebben uitstekende catalytische eigenschappen en kunnen dus reacties sturen en versnellen. Deze kern wordt nog steeds gevonden in proteïnen van sommige Archaea en bacteriën.

Van internet: stroming van zuur en alkalisch zeewater

De zeeën van nu zijn licht alkalisch. In het verschil dat er toen bestond tussen de alkalische bronnen en de zure oceanen ziet Russell een chemisch potentiaal. Zuren (laag pH) bevatten bijzonder veel protonen (H⁺) en de alkalische bronnen juist weinig. Binnen de poriën van deze rotsen kunnen aan beide kanten van inorganische membranen

Van internet: pyrofosfaat

verschillen in protonenconcentraties ontstaan die de basis vormen voor al het leven. De protonen zullen vanuit de hoge concentratie zich via dit membraan verplaatsen naar de kant met een lage concentratie aan protonen. De energie die daar uit voortkomt, ofwel dit chemiosmostische gradient produceert tegenwoordig in alle levende organismen ATP* (het universele energie-molecuul). In de poriën van toen werd i.p.v. ATP het simpelere acetylfosfaat en pyrofosfaat daarvoor gebruikt. Pyrofosfaat wordt naast ATP nu nog steeds door veel bacteriën en Archaea gebruikt. Pyrofosfaat wordt door het enzym pyrofosfatase gemaakt, een enzym dat zowel bij Archaea als bacteriën aanwezig is en ze daarmee wellicht verenigt.

De conclusie is dat de poriën in de alkalische bronnen in de eerste miljarden jaren op aarde samen met een zure zee, protongradiënten vormden die de energie leverden voor het eerste leven.
De poriën zouden daarbij ook kleine omhulsels gevormd kunnen hebben voor de verzameling van de eerste precursoren van aminozuren en nucleotiden, de bestanddelen van proteinen en DNA/RNA.

Bron : NewScientist