De zoektocht naar leven buiten de aarde concentreert zich vaak op ‘bewoonbare zones’: gebieden rond sterren waar vloeibaar water kan voorkomen. Baanbrekend nieuw onderzoek suggereert echter dat de fundamentele chemie van het leven misschien helemaal geen warme, natte omgevingen vereist, maar in plaats daarvan zijn oorsprong vindt in de ijskoude duisternis tussen de sterren. Dit verschuift de tijdlijn voor het ontstaan van leven, wat impliceert dat de bouwstenen van eiwitten zich zouden kunnen vormen voordat planeten zelfs maar bestaan, later geleverd door kometen en asteroïden.
Hoe de ruimte de chemie van het leven samenstelt
Wetenschappers weten al tientallen jaren dat aminozuren – de basiseenheden van eiwitten – aanwezig zijn in meteorieten en kometen. De ontbrekende schakel toonde aan dat deze aminozuren zich daadwerkelijk konden samenvoegen tot peptiden (korte ketens van aminozuren) onder realistische omstandigheden in de ruimte. Eerdere aannames waren grotendeels gericht op de behoefte aan vloeibaar water om dit proces aan te drijven.
De nieuwe studie verandert dit door interstellaire omstandigheden in een vacuümkamer te simuleren. Onderzoekers vroren glycine, het eenvoudigste aminozuur, op een koud oppervlak en bombardeerden het vervolgens met geladen deeltjes die kosmische straling nabootsten. Dit bombardement vernietigde de glycine niet; in plaats daarvan veroorzaakte het de vorming van glycylglycine, een peptide met twee eenheden, naast andere complexe organische moleculen. Dit toont aan dat straling – die vaak als destructief wordt beschouwd – de montage van deze kettingen onder koude, droge omstandigheden daadwerkelijk kan vergemakkelijken.
Implicaties voor de oorsprong van het leven
De traditionele kijk op de oorsprong van het leven benadrukt aardachtige omgevingen zoals vulkanische poelen of hydrothermale bronnen als de bakermat van het leven. Deze locaties leveren vloeibaar water en geothermische warmte, waarvan men dacht dat ze essentieel waren voor vroege biochemische reacties. Deze nieuwe bevindingen suggereren echter dat belangrijke stappen in de richting van leven mogelijk veel eerder plaatsvinden, binnen de enorme wolken van gas en stof die instorten en sterren en planeten vormen.
Als zich routinematig peptiden vormen op ijzige stofkorrels in deze wolken, kunnen ze worden opgenomen in kometen en asteroïden en uiteindelijk worden afgeleverd bij de vorming van planeten, waardoor ze worden voorzien van een reeds bestaande chemische ‘starterkit’. Dit betekent dat planeten hun bestaan kunnen beginnen met een rijkere inventaris van eiwitachtige moleculen dan eerder werd gedacht.
Het heelal kan rijp zijn voor leven
Als peptiden zich kunnen vormen in de aanwezigheid van koud ijs, stof en straling, dan is de chemie van het leven misschien niet zeldzaam of kwetsbaar. In plaats daarvan zou het een natuurlijk gevolg kunnen zijn van hoe materie zich gedraagt in veel stervormingsgebieden in de Melkweg en daarbuiten. Dit vergroot dramatisch de waarschijnlijkheid dat veel rotsachtige planeten hun geschiedenis beginnen die al bezaaid is met complexe organische moleculen, waardoor het pad naar de ontwikkeling van levende systemen wordt versneld.
Toekomstige ruimtemissies die zijn ontworpen om kometen, asteroïden of interstellair stof te bemonsteren, zouden deze hypothese direct kunnen testen. Als in deze monsters korte peptiden worden gedetecteerd, zou dit het idee verder versterken dat het leven op aarde – en mogelijk ook elders – verrassend veel te danken heeft aan de chemie die plaatsvindt in de koudste, donkerste uithoeken van de ruimte.
In wezen suggereert dit onderzoek dat het universum veel bevorderlijker kan zijn voor het ontstaan van leven dan eerder werd gedacht, en dat de zaden van het leven over de kosmos verspreid zouden kunnen zijn lang voordat er planeten zijn gevormd.
