Nieuwsbrief

Blijf wekelijks op de hoogte van het beste uit De Kennis van Nu en het laatste nieuws!

MELD JE AAN
heelal

Als we ver weg in de ruimte suiker vinden, hoe groot is dan de kans dat we ook buitenaardse wezens gaan vinden? Onderzoekers die met behulp van ALMA kijken naar een protoplanetaire schijf (een schijf stof en gas rondom een jonge ster waarin zich planeten vormen), hebben daarin het suikermolecuul glycolaldehyde gespot, een van de bouwstenen van leven.

Om in te kunnen schatten hoe groot de kans is dat er elders in het heelal leven is of zal ontstaan, moeten we natuurlijk eerst weten hóe leven nou eigenlijk ontstaat. Welke condities zijn gunstig of zelfs noodzakelijk? Professor John Heise, astrofysicus bij SRON en specialist op dit gebied: “De enige planeet waarvan we weten dat die bewoond is, is de aarde. Als we iets willen weten over het begin van leven, kunnen we dus het beste onderzoeken hoe dat hier op aarde nou eigenlijk is gegaan.”

Waar komen we vandaan?
De meeste wetenschappers gaan ervan uit dat het leven lang geleden is ontstaan uit niet-levende materie. Ze denken dat het begon met een zogenaamde RNA-fase;  een oersoep waarin RNA, een molecuul dat DNA kopieert en er veel op lijkt, voldoende geconcentreerd aanwezig is. “Als je eenmaal RNA hebt, dan heb je echt een begin, omdat het zichzelf kan reproduceren” aldus Heise. RNA is opgebouwd uit nucleotiden, dat weer bestaat uit allerlei complexe moleculen, waaronder suikers zoals de gevonden glycolaldehyde. Maar hoe ontstaat dat RNA uit simpelere moleculen? Dat is nog steeds een vraag zonder definitief antwoord. Heise licht toe hoe de reacties tussen moleculen in de oersoep verlopen: “Onder normale omstandigheden is er sprake van een chemisch evenwicht: als er iets nieuws gevormd wordt, kan dat ook weer worden afgebroken, want de omgekeerde reactie vindt ook plaats. Zo houd je een lage concentratie.” Toch waren ergens op de een of andere manier voldoende moleculen aanwezig, waardoor RNA kon ontstaan. Er wordt wel gespeculeerd over zogenaamde Black Smokers in de oceaan. Dit zijn onderzeese, vulkanische bronnen die dankzij hoge concentraties opgeloste mineralen een rijke bron van complexe moleculen kunnen vormen. Misschien is bij zulk soort schoorstenen het leven op aarde wel ontstaan.

Het bouwpakket voor leven
Ook al begrijpen we nog niet precies hoe, het lijkt erop dat als de juiste elementen voldoende aanwezig zijn, bacteriën zich kunnen vormen. De planeet moet dan wel in stabiele toestand verkeren, dat wil zeggen dat het geen kolkende bol vloeibaar gesteente is, maar afgekoeld in een vaste baan om een stabiele zon draait, net zoals onze planeet. Op aarde waren er meer gunstige omstandigheden die mogelijk een belangrijke of zelfs cruciale rol hebben gespeeld bij het ontstaan van bacteriën en later diersoorten.  Heise: “Onze ‘grote broer’ Jupiter beschermde ons tegen de verhittende inslagen van puin en kometen, waardoor de aarde rustig kon afkoelen. Ook staat onze maan op een gunstige afstand, waardoor de getijden niet te heftig zijn. Bovendien schermt het magnetisch veld ten gevolge van de ijzerkern van de aarde ons af van kosmische straling. Als die straling te heftig is, gaat alles dood, maar als deze mild is, heeft het mutaties tot gevolg. En dat is juist gunstig voor de evolutie.”

Meer leren
We hebben dus al een aardig beeld van de condities waaronder het leven op aarde kon ontstaan, maar welke processen zich precies hebben afgespeeld en waarom, is nog steeds niet helemaal helder. Gelukkig zijn er volgens Heise verschillende mogelijkheden om meer inzicht te krijgen in die processen: “We moeten informatie halen uit ons eigen zonnestelsel. We kunnen veel leren door op aarde te kijken naar bijvoorbeeld hydrothermale bronnen zoals Black Smokers en door chemische processen en reacties te onderzoeken. Er zijn ook indicaties dat bacteriën zich kunnen ontwikkelen zonder zonlicht, zoals in het Vostokmeer op Antarctica. Dat zou betekenen dat direct zonlicht in tegenstelling tot wat we eerst dachten, toch geen noodzakelijkheid is voor het ontstaan van leven.”

“Ook kunnen we veel leren door bijvoorbeeld Europa (een van de manen van Jupiter) beter te bestuderen. Europa is relatief warm dankzij de getijdenwerking van Jupiter. Deze maan heeft ijslagen en daaronder is wellicht vloeibaar water. Als onder die ijslagen leven kan ontstaan, dan betekent dat dat het ontstaan van leven ook op grotere afstand van een ster mogelijk is.” Wetenschappers hebben bovendien aanwijzingen gevonden voor het bestaan van actieve hydrothermale bronnen op de maan Europa en mogelijk bestonden die vroeger ook op Mars.

Leven op andere planeten?
Maar hoe groot is nu de kans dat er ook leven op andere planeten ontstaat? Daarvoor moeten we weten hoeveel planeten er zijn met de juiste condities. John Heise: “We weten inmiddels dat planeten geen uitzonderingen maar de regel zijn, alleen al in ons melkwegstelsel zijn naar schatting zo’n 100 miljard planeten en er bevinden zich al zo’n 100 ‘aardachtige’ planeten op minder dan 30 lichtjaar afstand van onze zon. We moeten ons afvragen hoeveel van deze planeten er op de ‘goede’ afstand van hun ster staan (planeten vlakbij hun ster zijn te heet, maar planeten ver van hun ster zijn juist weer te koud ) en op hoeveel van deze aardachtige planeten zich leven kan hebben ontwikkeld.” Dat laatste is moeilijker om uitspraak over te doen. Maar omdat er zo ontzettend veel planeten zijn, is het volgens Heise “plausibel dat het heelal krioelt van het leven.”

En is dat leven ook een beetje slim?
De kans lijkt dus groot dat er buitenaards leven bestaat in de vorm van bacteriën, maar het is natuurlijk nóg interessanter om te weten of er ook intelligent buitenaards leven is. Dit is veel moeilijker in te schatten. Maar is de ontwikkeling van bacteriën tot complexere organismen een ‘schitterend ongeluk’ of is het een logische ontwikkeling die uiteindelijk een keer plaatsvindt als een planeet maar lang genoeg leeft? Heise durft hier geen uitsluitsel over te geven: “Volgens een optimistische schatting zijn er in ons melkwegstelsel 10 miljoen planeten met intelligent leven. Volgens de pessimistische schatting is onze planeet de enige.”

Tien voor twaalf
Om in te schatten hoe groot nu de kans is dat op een bewoonbare planeet daadwerkelijk leven ontstaat, moeten we onderzoeken hoe lang de betrokken processen duren. “Uit experimenten blijkt opmerkelijk genoeg dat zodra alle ingrediënten voor de eerste bacteriën er zijn, deze ook vrijwel meteen ontstaan,” vertelt John Heise. De eerste stap naar het ontstaan van bacteriën, blijkt snel gezet, maar de laatste stap, het ontstaan van diersoorten, duurde veel langer. Heise illustreert hoe lang elk van de evolutieprocessen heeft geduurd: “Als we het ontstaan van het leven schalen naar een jaar, waarbij op 1 januari de aarde is ontstaan en het nu oudejaarsnacht is, dan ontstaan begin maart, wanneer de aardse gesteenten eindelijk stollen en de condities stabieler worden, de eerste cyanobacteriën (‘blauwalg’) in zee. Op 31 juli heeft de aarde als gevolg daarvan een zuurstofrijke atmosfeer. Op 15 november ontstaan de eerste waterdiertjes en op 15 december de eerste zoogdieren. Pas op 31 december om 22:00 spreken we van de eerste mens, terwijl de homo sapiens pas om tien voor twaalf op oudejaarsnacht om de hoek komt kijken!”

De zoektocht naar buitenaards leven
John Heise legt uit waarom de zoektocht naar buitenaards leven zo moeilijk is: “Omdat planeten geen licht uitzenden, zijn ze moeilijk waar te nemen – de planetoïde Pluto, die toch relatief dichtbij ons staat, is al moeilijk te zien. Een dampkring met zuurstof is misschien wel de beste indicator voor de aanwezigheid van bacteriën. Maar op aarde duurde het ontstaan van een zuurstofrijke dampkring bijna 2 miljard jaar, dus als er op een planeet al leven is, zou het daar ook wel eens lang kunnen duren voordat dat zichtbaar is.”
Maar als dat leven intelligent is, dan zijn er wellicht andere manieren om dit te detecteren, namelijk door ermee in contact te komen. In het kader van SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) speuren telescopen al tientallen jaren de hemel af in de hoop een boodschap van buitenaards leven op te pikken. Zelf zenden we ook radiosignalen uit, die hopelijk ooit ontvangen gaan worden door intelligente aliens.