Shutterstock

Bijzondere stof werpt nieuw licht op oorsprong van het leven op aarde

Een stikstofverbinding blijkt grote delen van de bouwstenen van het leven te bevatten, en daarom hebben wetenschappers nu onderzocht hoe deze stof een rol kan hebben gespeeld bij het ontstaan van leven op aarde.

De oorsprong van het leven op aarde is een groot wetenschappelijk raadsel.

De belangrijkste hypothese stelt dat organische moleculen als aminozuren werden gevormd in de zogeheten oersoep.

De oersoep is een vloeistof vol organische verbindingen met gunstige omstandigheden voor leven. Simpel gezegd ondergingen deze eenvoudige organische moleculen een reeks chemische reacties die leidden tot de vorming van de bouwstenen van het leven.

Nu laat een nieuwe studie zien hoe ureum, een organische stikstofverbinding, deel kan hebben uitgemaakt van de oersoep en indirect de sleutel was tot het ontstaan van leven op aarde.

De stof die levende organismen de kickstart zou hebben gegeven, is een afvalproduct dat bij moderne mensen en dieren door de nieren wordt uitgescheiden tijdens het plassen.

Bron van DNA

Voordat het leven op aarde op gang kwam, was de atmosfeer heel anders dan nu. Hij was minder dicht en stond bloot aan constante hoogenergetische straling uit de ruimte, die de moleculen ioniseerde.

Een theorie is dat plasjes water met ureum werden blootgesteld aan deze intense straling, waardoor het ureum werd omgezet in organische verbindingen die later de bouwstenen zouden worden van DNA en RNA.

Om dit proces beter te kunnen doorgronden, moesten de onderzoekers erachter komen hoe ureum werd geïoniseerd en reageerde en welke chemische reacties daarop volgden.

De onderzoekers van ETH Zürich en de Universiteit van Genève deden dit met behulp van zogeheten röntgenspectroscopie, waarmee wetenschappers chemische reacties in vloeistoffen met grote nauwkeurigheid kunnen bestuderen.

Wat is ureum?

  • Ureum bestaat uit moleculen met stikstof en koolstof, die de helft van de hoofdbestanddelen van de meeste organische verbindingen vormen.
  • Hierdoor veronderstellen veel onderzoekers dat ureum een cruciale rol heeft gespeeld in het ontstaan van leven op aarde, omdat alle menselijke weefsels en cellen zijn opgebouwd uit organische verbindingen.
  • Gangbare theorieën stellen dat ureum verrijkt kan zijn geweest in de hete oersoep.
  • De naam is afgeleid van het feit dat ureum bij mensen en dieren een afvalproduct is dat door de nieren wordt uitgescheiden tijdens het plassen.

‘We hebben voor het eerst laten zien hoe ureummoleculen reageren na ionisatie. De ioniserende straling beschadigt de ureummoleculen, maar als de energie van de straling wordt verspreid, ondergaan de ureummoleculen een dynamisch proces dat de groei van leven kan bevorderen,’ zegt Zhong Yin, hoofdauteur en universitair docent chemische natuurkunde aan de Universiteit van Tohoku, in een persbericht.

De wetenschappers gaan nu de vervolgstappen van de ontwikkeling van ureum tot het zogeheten malonzuur onderzoeken. Malonzuur is een organische verbinding en een resultaat van het eerdergenoemde ioniserende effect op ureum. Malonzuur zou ook een van de bouwstenen zijn geweest van DNA en RNA.

De wetenschappers willen het mysterie van het ontstaan van het leven heel graag ophelderen, en hopelijk kunnen we hierdoor uiteindelijk ook veel meer over onszelf te weten komen.

Het is echter een complex onderwerp, en het onderzoek wijst er ook op dat de resultaten een indicatie geven, maar verre van een eenduidig antwoord op de grote vraag zijn.