De aarde bruist van het leven en toch is er geen consensus over hoe het leven is ontstaan of wat leven is. De oorsprong van het leven is “een van de grote onopgeloste mysteries van de wetenschap” (Crick, F. Life Itself). Hoewel er geen algemeen aanvaarde definitie van leven is, kunnen de meesten van ons gemakkelijk het levende van het niet-levende onderscheiden (IrisFry’s Book is een goede inleiding op ideeën over de oorsprong van het leven). Vragen over de oorsprong van het leven kregen meer aandacht nadat Pasteur en anderen aantoonden dat het leven niet spontaan ontstond.
De ontdekking dat de ruwe componenten van het leven overal in het universum aanwezig zijn, suggereert dat het leven elders zou kunnen bestaan, en dat de oorsprong van het leven zoals wij dat kennen afhankelijk zou kunnen zijn geweest van materialen die via interstellaire reizen op aarde aankwamen. Sommige wetenschappers hebben gespeculeerd dat het leven zelf elders is ontstaan en zijn weg naar de aarde heeft gevonden.
In 2012 kwam de film Prometheus uit. In deze verbluffende film vinden mensenwetenschappers overeenkomsten tussen archeologische vindplaatsen van eeuwenoude beschavingen die hetzelfde pictogram hebben getekend. De archeologen concluderen dat het pictogram een kaart moet zijn, een uitnodiging, van de “ingenieurs” die ons niet alleen hebben ontworpen maar zich ook met onze zaken hebben bemoeid. De film speelt zich af in 2093 en onderzoekers besluiten hen te gaan zoeken in een zoektocht om de oorsprong van de mensheid verder te begrijpen. Ondanks de verschillende en ernstige wetenschappelijke tekortkomingen, is Prometheus een interessante film omdat het ingaat op die altijd mysterieuze zoektocht om niet alleen te onthullen hoe we zijn ontstaan, maar ook hoe het leven is begonnen.
Het leven in de ruimte heeft het nieuws gehaald, en op 20 november 2012 meldde NPR dat NASA’s Mars Curiosity rover belangrijke gegevens had verzameld. Mars neemt in onze wereld een bijzondere plaats in. De hoofdonderzoeker van de Mars rover, John Grotzinger beweerde “Deze gegevens worden er een voor de geschiedenisboeken. Het ziet er echt goed uit.” Hij weigerde meer details te geven omdat zijn team hun bevindingen moest bevestigen. In het algemeen is dit een goede gewoonte omdat wetenschappers willen voorkomen dat er overbodige resultaten en correlaties worden gevonden; maar in dit geval wekte het argwaan.
Kort daarna probeerde de NASA de uitspraken van Grotzinger te bagatelliseren door erop te wijzen dat het de missie was die historisch was en niet zozeer een specifieke bevinding. Ondanks deze terugtrekking speculeerden sommigen dat er organische verbindingen waren gevonden, anderen beweerden dat het leven was dat was ontdekt. Op 3 december bevestigde NASA dat Curiosity organische verbindingen had gevonden, maar het was niet zeker of deze inheems waren voor Mars (of door Curiosity waren meegebracht).
De meeste speculaties hadden gesuggereerd dat organische verbindingen de “historische vondst” waren. Deze zijn ook belangrijk omdat ze bevestigen dat de spullen van het leven, de grondstoffen, veel vaker voorkomen dan oorspronkelijk werd gedacht (zoals wordt bevestigd door de ontdekking van tekenen van water en organische moleculen in kwik), of de vondst van organische moleculen in meteorieten. Net als de ontdekking van extremofielen, die aantoonde dat leven, als het eenmaal op gang is gekomen, op onverwachte plaatsen kan worden aangetroffen, suggereert de vooruitgang in het zoeken naar buitenaards leven dat het levensmateriaal, en dus leven, overal in het universum kan worden aangetroffen.
Francis Crick (die samen met James Watson de structuur van DNA ontdekte) en Leslie Orgel stelden ooit voor dat het leven op aarde het resultaat was van een opzettelijke infectie, ontworpen door buitenaardse wezens die het zaad van moeder natuur opzettelijk hadden ontvlucht naar een nieuw thuis in de zon. Crick heeft zich tussen 1971 en 1988 herhaaldelijk bezig gehouden met de vraag naar de oorsprong van het leven (ik werk momenteel aan een historische studie over Crick en Orgel’s theorie van Directed Panspermia en de ontvangst daarvan).
Crick en Orgel stelden hun Directed Panspermia theorie voor op een conferentie over Communicatie met Buitenaardse Intelligenties, georganiseerd door Carl Sagan en gehouden in het Byuraka Observatorium in Sovjet Armenië in 1971. Deze theorie, die zij beschreven als een “hoogst onorthodox voorstel” en “gewaagde speculatie” werd gepresenteerd als een plausibele wetenschappelijke hypothese. Twee jaar na de conferentie publiceerden zij een artikel in Icarus over 1973.
Crick en Orgel waren voorzichtig om er op te wijzen dat Gerichte Panspermie geen zekerheid was; maar eerder een plausibel alternatief dat serieus genomen moest worden. In het artikel erkenden Crick en Orgel dat zij “geen sterke argumenten van deze aard hebben, maar er zijn twee zwakke feiten die relevant zouden kunnen zijn”. Het artikel uit 1973 concentreert zich op de universaliteit van de genetische code en de rol die molybdeen speelt in levende organismen (ik werk ook aan een geschiedenis van molybdeen en de oorsprong van het leven), hetgeen meer is dan men zou verwachten gezien de overvloed aan molybdeen op de aardkorst.
Crick en Orgel gebruikten de universaliteit van de genetische code om de theorie van gerichte panspermie te ondersteunen, want als het leven meerdere malen zou zijn ontstaan of zou zijn geëvolueerd uit een eenvoudiger genetische code, zou men kunnen verwachten dat levende wezens een keur aan genetische codes gebruiken. Verder redeneerden Crick en Orgel dat als er slechts één code was, organismen naarmate zij evolueerden, dezelfde codons zouden moeten gebruiken om voor verschillende aminozuren te coderen.
We kunnen een parallel trekken met taal: hoewel veel menselijke bevolkingsgroepen dezelfde symbolen (letters) gebruiken, combineren zij deze op verschillende manieren. Deze verschillende talen gebruiken hetzelfde alfabet, maar verschillende combinaties van dezelfde symbolen om verschillende objecten aan te duiden (Frans, Italiaans, Spaans, Portugees, Catalaans) in tegenstelling tot verschillende codes (talen die verschillende alfabetten gebruiken zoals Spaans en Mandarijn); wat we echter vinden is analoog aan een enkele universele taal.
Hun meest overtuigende argument was het belang van molybdeen in organische processen en de relatieve schaarste ervan op aarde. Zij hadden betoogd dat levende organismen het stempel moeten dragen van het milieu waarin zij zijn ontstaan. Volgens Crick en Orgel is het onwaarschijnlijk dat organismen een afhankelijkheid ontwikkelen van elementen die uiterst zeldzaam zijn, aangezien organismen die afhankelijk zijn van elementen die overvloediger aanwezig zijn, door selectie worden bevoordeeld. Een organisme dat in staat was het zeldzame element te vervangen door een element met vergelijkbare biochemische eigenschappen, maar dat vaker voorkomt, zou een duidelijk voordeel hebben.
Crick en Orgel wezen erop dat de “abnormale overvloed aan molybdeen” in organismen het mogelijk maakte dat het leven ontstond in een omgeving die rijk was aan molybdeen. De overvloed aan molybdeen in levende organismen suggereerde dat het leven is ontstaan in een molybdeenrijke omgeving en zij stelden vast dat de aarde niet rijk genoeg is aan molybdeen (dit werd later betwist, aangezien de hoeveelheid molybdeen die in de oceaan wordt aangetroffen groter is dan die in de aardkorst). Zij suggereren dat dit probleem kan worden opgelost als het leven begon in een molybdeenrijke omgeving. Evenzo zou het feit dat alle organismen dezelfde codons gebruiken voor dezelfde aminozuren verklaard kunnen worden als het leven elders was ontstaan en de organismen die werden gebruikt om levenloze planeten te infecteren een taal deelden.
Crick en Orgel suggereren ook dat het universum oud genoeg is dat er elders andere intelligente beschavingen hadden kunnen ontstaan. Een van deze andere intelligente beschavingen kan een ruimteschip hebben gebouwd en het heelal met leven hebben bezaaid. Men kan zich gemakkelijk een niet al te verre toekomst voorstellen waarin de mens aanvaardt dat onze planeet en alles wat erop leeft, zal vergaan. Het is onwaarschijnlijk dat dit de enige planeet is die leven herbergt in het heelal, maar de ondergang ervan zou een levenloos heelal achterlaten.
De ondergang van onze soort is al moeilijk genoeg te aanvaarden, maar het vooruitzicht van een levenloos heelal, een heelal dat zichzelf nooit zou kunnen leren kennen, een heelal zo groots en toch zonder iemand om het te bewonderen of er zelfs maar in te vertoeven, zou te veel kunnen zijn om te dragen. Om onze soort te redden kunnen wij ons voorstellen dat onze ijverige en hard werkende nakomelingen zich inspannen om andere werelden te koloniseren (door microben interstellaire reizen te laten maken). Micro-organismen zijn gemakkelijker te vervoeren en kunnen zich gemakkelijker aanpassen aan nieuwe omstandigheden; het zenden van grotere organismen zou te moeilijk zijn (aldus Crick en Orgel).
De oorsprong van het leven blijft een onopgelost mysterie. Ik stel dat het artikel van Crick en Orgel zowel bedoeld was als een serieus en plausibel wetenschappelijk alternatief als als een middel om gelijktijdige oorsprong van het leven te bekritiseren. De overweging dat het leven elders is ontstaan zou wetenschappers die de oorsprong van het leven bestuderen ook kunnen bevrijden van hun pogingen om de vermeende omstandigheden van een pre-biotische Aarde na te bootsen. Mijn lopende onderzoek suggereert dat terwijl Orgel de Directed Panspermia opgaf, Crick bleef pleiten voor de levensvatbaarheid ervan en er voor bleef pleiten. Onze verdere verkenning van de ruimte zal, vermoedelijk, het bestaan van organische verbindingen in de ruimte (en heel misschien leven) blijven onthullen en dus suggereren dat het heelal wel eens zou kunnen stralen van leven.
Afbeeldingen: Mars Curiousity door NASA; Molybdeen door Alchemist-hp op Wikimedia Commons; Francis Crick en Leslie E Orgel uit FASEB journal.