Hoe is het leven ontstaan?

JongerenwerkingDe Kometen

Hoe is het leven ontstaan?

Op aarde?

Vanuit de ruimte?

Dvd 23 astrobiologie

Een beetje geschiedenis....

Aristoteles: leven ontstaat spontaan uit niet levend materiaal. (abiogenesis)

Deze overtuiging blijft 2000 jaar bestaan!!

Spontaan ontstaan van leven:“wetenschappelijke voorbeelden”

Voorbeeld 1 abiogenesis

– Waarneming: de Nijl overspoeld elk jaar de oevers. Na wegtrekken van het water blijven in het slijk veel kikkers achter die niet in droge tijden te zien zijn.

– Besluit: uit modder ontstaan kikkers.

Spontaan ontstaan van leven

Voorbeeld 2

– Waarneming: In de middeleeuwen werd graan in schuren bewaard. Sommige daken waren niet regendicht en het graan beschimmelde. Er waren grote aantallen muizen aanwezig.

– Besluit: uit beschimmeld graan ontstaan muizen.

Spontaan ontstaan van leven

Voorbeeld 3:

– Waarneming: In de steden was eeuwen geleden geen riolering. Vuil afvalwater en ontlasting werd elke dag op straat gegooid. Er waren talrijke ratten die ziekten met zich meebrachten.

– Besluit: uit menselijk afval ontstaan ratten..

Spontaan ontstaan van leven

Voorbeeld 4:

– Waarneming: Als vlees niet gekoeld bewaard wordt, ontstaan wormen en daaruit vliegen.

– Besluit: uit rottend vlees ontstaan vliegen.

Ontkrachting van abiogenesis

Francesco Redi (1668):

Hypothese: uit rottend vlees ontstaan geen vliegen.

Francesco Redi

Uit zijn experiment wordt spontaan ontstaan van grotere dieren ontkracht.

Maar men geloofde nog steeds in

spontaan ontstaan van microben: bacteriën en schimmels....

Spontaan ontstaan van microben:

John Needham 1745: bewees dat microben groeiden in zijn “soepen” die aan lucht waren blootgesteld.

Besluit: lucht bevat een “levenskracht” waaruit leven spontaan kan ontstaan.

Probleem: hij wist niet dat deze microben reeds aanwezig waren in zijn soep. (hij had zijn soep niet lang genoeg gekookt).

Needham's experiment

De soep die aan lucht is blootgesteld wordt troebel door groei van microben:

Ontkrachting van abiogenesis voor microben:

Louis Pasteur 1846: de microben ontstaan doordat er contact is met stofdeeltjes uit de lucht. Deze stofdeeltjes bevatten microben.

Nieuwe theorie

Leven ontstaat enkel uit leven

BIOGENESIS!

Ontstaan van leven op aarde

Hoe kon leven op aarde ontstaan als er voordien geen leven was?

Verschillende antwoorden:

– Spontaan ontstaan (ontkracht door Redi)

– Ingevoerd uit het heelal (moeilijk te bewijzen)

– Chemisch ontstaan uit oersoep

– Schepping?

De jonge aarde

– De aarde was na haar ontstaan een gloeiende bol

– De aarde is langzaam afgekoeld en daarbij ontstond waterdamp

– Waterdamp slaat neer, het regent, de aarde is bedekt met water

De aarde was levensloos

Bouwstenen des levens

-Oeroceaan

-Oeratmosfeer met simpele moleculen (waterdamp, methaan, CO, ammoniak....)

-Uit deze simpele deeltjes zijn later de bouwstenen des levens ontstaan:

– Aminozuren

– Nucleinezuren

– Koolhydraten

Oeratmosfeer

Deze bevatte simpele deeltjes:methaan (CH4),

waterstof (H2),

ammoniak (NH3)

water (H2O).

Om uit deze stoffen nieuwe bouwstenen te maken zijn scheikundiege reacties nodig, maar die gebeuren niet vanzelf! Er is een aanzet (energie) nodig.

Er was veel elektrische activiteit: bliksems.

Experiment van Miller en Urey

Ze bootsen de oeratmosfeer na:

In een glazen bol mengen ze verschillende gassen:

Waterdamp

Methaan

Ammoniak

Waterstof

Ze bootsen ook bliksems na.

Experiment van Miller en Urey

Experiment van Miller en Urey

Resultaat na 1 week:

==> er zijn aminozuren ontstaan in het mengsel!!!

Besluit: abiogenese is mogelijk. De bouwstenen des levens kunnen spontaan zijn ontstaan.

Probleem: hoe ontstaat een levend wezen uit deze bouwstenen?

Probleem van Miller en Urey

De aminozuren die ontstaan gaan snel kapot door de warmte...

Hoe kan dan het leven ontstaan?

Alternatief voor Miller en Urey:Black Smokers

Diep in de zee spuit water aan 400°C.

Daar ontstaan ook bouwstenen des levens, die onmiddellijk afkoelen in het omringende water aan -1°C

Kenmerken van het leven voor een bioloog:

– voortplanting

– stofwisseling

– reageren op prikkels

– gaan dood na enige tijd

Hoe ontstaan deze kenmerken uit niet levende bouwstenen?

Miller en Urey experiment geeft hier geen antwoord op. Het mysterie is groeter dan ooit!

Kenmerken van het leven voor een exobioloog (astrobioloog)

Exobiologen bestuderen het leven buiten de aarde

Leven= zich vermenigvuldigen en evolueren

Panspermie

Mischien is het leven niet ontstaan op aarde?

Wetenschappers hebben dezelfde stoffen als het Miller-Urey experiment in de ruimte gevonden (interstellaire wolken =kraamkamers van het helaal)

Er vormen zich ingewikkelde deeltjes.

2010: Miller-Urey experiment in de ruimte

Experiment aan boor van het ISS

Experiment aan boord van Columbus

Zou het resultaat anders zijn in afwezigheid van zwaartekracht?

Besluit

Het ontstaan van het leven is nog steeds één van de grootste mysteries over het heelal!