Tegenwoordig krioelt de aarde van leven in de vorm van dieren, mensen, bacteriën en planten. Maar zo was het niet altijd.
Miljarden jaren geleden was de aarde een onherbergzame planeet, met een paar vulkanische eilanden in een oneindige zee met slechts een paar levenloze moleculen.
Wat er precies voor zorgde dat die moleculen zich gingen organiseren tot een biologisch organisme en het begin vormden van leven zoals wij dat kennen, is nog steeds raadselachtig.
Maar nu hebben Amerikaanse onderzoekers een kleine sleutelfiguur aangewezen, die mogelijk essentieel was voor de opmars van het leven op aarde.
De eerste levengevende chemische reacties moesten eenvoudig genoeg zijn om te kunnen ontstaan vanuit de moleculen die er al waren, maar effectief genoeg om de enorme veranderingen te ontketenen.
Onderzoekers van Rutgers University en het City College of New York keken in het laboratorium naar de eiwitten die tegenwoordig deel uitmaken van de stofwisselingsprocessen.
De eiwitten zijn te complex om op de allervroegste aarde te zijn ontstaan. Daarom splitsten de onderzoekers ze tot hun meest basale structuren, om hun oeroude voorlopers na te bootsen. Vervolgens voerden ze een reeks experimenten uit.
Hulp bij de zoektocht naar leven
De experimenten brachten een simpele chemische verbinding aan het licht, die bestaat uit kleine ketens van aminozuren, een peptide.
De onderzoekers noemden de peptide Nickelback. Niet als een eerbetoon aan de gelijknamige Canadese rockband, maar als verwijzing naar de opbouw van de chemische verbinding: aminozuren en twee stikstofatomen, gebonden aan twee nikkelatomen.
De digitale tekening van Nickelback laat zien hoe de stikstofatomen (blauw) zich binden aan twee nikkelatomen (oranje). De Nickelback-peptide kan een ideaal doel zijn in de zoektocht naar andere planeten die op het punt staan leven te ontwikkelen.
De Nickelback-peptide bestaat uit 13 aminozuren, die vaak de bouwstenen van het leven worden genoemd. Volgens de onderzoekers was er waarschijnlijk volop nikkel in de vroege oceanen op aarde.
Bouwstenen van leven werken samen in je cellen
Alle organismen op aarde, inclusief jijzelf, hebben hun leven te danken aan een hechte moleculaire samenwerking – die vrijwel zeker is terug te voeren tot het vroegste leven op de planeet.
DNA en RNA vormen nieuwe eiwitten
DNA bevat blauwdrukken voor de bouw van elk eiwit. RNA brengt de informatie van het DNA over en helpt de eiwitten te bouwen.
Eiwitten bouwen DNA en vet op
Eiwitten zorgen dat je DNA wordt gekopieerd als de cel zich moet delen. Ze kunnen DNA omzetten in RNA en bouwen de vetten van het celmembraan.
Vet beschermt eiwitten en DNA
Vet scheidt de cel van de omgeving en vormt kleine ruimtes in de cel waar eiwitten, DNA en RNA ongestoord chemische reacties kunnen uitvoeren.
Als de nikkelatomen zich aan de peptide binden, veranderen ze in krachtige katalysatoren die meer protonen en elektronen aantrekken en waterstofgas produceren, dat in de vroege jeugd van de aarde een cruciale energiebron kan zijn geweest.
‘Dit is belangrijk, want hoewel er veel theorieën bestaan over de oorsprong van het leven, zijn die nog nauwelijks in het laboratorium getest,’ aldus Vikas Nanda, een van de onderzoekers, in een persbericht.
Maar de onderzoekers denken dat de ontdekking ook om een andere reden belangrijk kan zijn.
Als Nickelback echt de ontwikkeling van het leven op aarde op gang heeft gebracht, zou hij ook op andere planeten kunnen bestaan. Dat maakt de peptide tot een logisch doel in de zoektocht naar buitenaards leven.