Een nieuwe MIT-studie onthulde eerder deze maand dat het eerste leven op aarde mogelijk afkomstig is uit vijvers in plaats van oceanen, zoals wetenschappers eerder dachten.
Als de oorsprong van het leven vaste stikstof vereiste, wat volgens veel wetenschappers het geval was, dan is het onwaarschijnlijk dat het in oceanen is ontstaan, zoals verklaard door de hoofdauteur van het onderzoek Sukrit Ranjan in MIT News. Aan de andere kant zouden ondiepe wateren (zo ondiep als 10 centimeter diep) een veel geschiktere omgeving hebben opgeleverd.
Stikstof en primitief leven
Er zijn twee grote theorieën die veronderstellen hoe stikstof het leven op aarde kan zijn begonnen. De eerste zegt dat stikstofoxiden mogelijk hebben gereageerd met kooldioxide dat borrelt uit hydrothermale bronnen in de diepe oceaan om de eerste moleculaire bouwstenen voor het leven te vormen.
De tweede theorie zegt dat een primitieve vorm van RNA, of ribonucleïnezuur, in contact kwam met stikstofoxiden om de eerste levensmoleculen chemisch te induceren. Dit proces kan in de diepe oceaan hebben plaatsgevonden, of het kan zijn gebeurd in ondiepe vijvers. Voor beide theorieën geloven wetenschappers dat bliksem in de vroege atmosfeer mogelijk genoeg stikstofoxiden heeft geproduceerd om het leven in watermassa's op gang te brengen.
Vijvers over oceanen
De recente MIT-studie, gepubliceerd op 12 april in a geochemie, geofysica en geosystemen wetenschappelijk tijdschrift, suggereert dat het voor stikstofoxiden moeilijk zou zijn geweest om zich op te hopen in uitgestrekte oceanen. In vijvers zou deze accumulatie echter gemakkelijker hebben plaatsgevonden, waardoor ondiepe wateren de meest waarschijnlijke bron van primitief leven zouden zijn.
Ranjan identificeerde twee hoofdredenen waarom stikstofoxiden mogelijk problemen hebben gehad om zich op te bouwen in oceanen: ultraviolet licht en opgelost ijzer. Beide zouden een groot deel van de stikstofoxiden van de oceaan hebben vernietigd en de verbindingen als gas terug de atmosfeer in kunnen sturen.
"We hebben laten zien dat als je deze twee nieuwe spoelbakken meetelt waar mensen nog niet eerder aan hadden gedacht, dat dees concentraties van stikstofoxiden in de oceaan met een factor 1.000, vergeleken met wat mensen eerder hadden berekend," Ranjan vertelde MIT News.
Omdat stikstofoxiden zich in hogere concentraties zouden hebben opgehoopt in vijvers dan in oceanen, opgelost ijzer en ultraviolet licht hebben mogelijk minder invloed op hen gehad in die omgevingen, zoals gemeld door Laboratoriumapparatuur tijdschrift.
Een onopgelost debat
Wetenschappers hebben geschat dat, dan voordat het leven op aarde begon, ongeveer 3,9 miljard jaar geleden, onze planeet in totaal slechts ongeveer 500 vierkante kilometer ondiepe vijvers en meren heeft gehad.
"Dat is uiterst klein, vergeleken met de hoeveelheid meren die we vandaag hebben", zei Ranjan in MIT News. "Echter, in verhouding tot de hoeveelheid oppervlakte die prebiotische chemici veronderstellen die nodig is om het leven op gang te brengen, is het behoorlijk voldoende."
Het werk van Ranjan vertegenwoordigt slechts één belangrijke stap in de reis om te bepalen waar en hoe het leven op aarde begon, en zijn studie zal het debat over de vraag of de oorsprong van het leven plaatsvond in vijvers of in oceanen. Het levert echter wel een overtuigend bewijsstuk op.