Patronen zoals dag en nacht of seizoenen, zijn van groot belang geweest voor het ontstaan van het eerste leven op aarde. Dat stelt scheikundige Peer van Duppen in zijn onderzoek waarop hij 17 december promoveert aan de Radboud Universiteit.
Hoe vanuit de eerste cel de mens is ontstaan, is te verklaren met de evolutietheorie van Darwin. Maar hoe het leven zelf is ontstaan, daar is nog veel onduidelijkheid over. Van Duppen: ’Het heersende idee is dat er in een soort van oersoep reacties zijn ontstaan, zonder dat er DNA of enzymen waren. Bij de chemische reacties die we nu kennen, in onze omgeving maar ook in onszelf, zijn DNA en enzymen cruciaal: DNA is een soort instructieboek van welk stofje er precies in welk stofje omgezet moet worden en de enzymen zijn de machines die het werk doen. Dus hoe kan het dan dat reacties aanof uitgezet werden, zonder dat er DNA of enzymen waren?’
Formosereactie
Voor zijn onderzoek gebruikte de scheikundige een scheikundige reactie - de formosereactie - waarvan wordt aangenomen dat die van belang is geweest bij het ontstaan van het eerste leven. Bij deze reactie ontstaan complexe suikers uit eenvoudige moleculen. Daarmee ontstaat er een soort web van reacties dat zich steeds verder uitbreidt. Van Duppen: ’De oersoep is totaal chaotisch en heeft geen richting. Maar bij een formosereactie kan de omgeving sturen welk deel van het netwerk gebruikt wordt en welke moleculen gevormd worden.’
Van Duppen stopte een stof (formaldehyde, wat ook in de atmosfeer van de primitieve aarde aanwezig was) in een minireactor, ter grootte van een vingertop. Daar voegde hij een suikermolecuul aan toe. Vervolgens merkte hij dat het toevoegen van bepaalde patronen uit de omgeving ervoor zorgde dat bepaalde reacties goed gecontroleerd konden worden. Van Duppen: ’Patronen zoals dagen nachtritme, of veranderende seizoenen, zorgden ervoor dat sommige stofjes meer werden aangemaakt dan anderen. Die patronen hadden dus invloed op de reacties die er plaatsvonden. Zonder die patronen bleef het een chaos.’
De scheikundige denkt dat dit op de primitieve aarde ook zo was. ’Er waren bepaalde stofjes aanwezig, zoals formaldehyde en eenvoudige suikers, die als een soep totaal chaotisch door elkaar dwarrelden. Maar door een patroon als een seizoen toe te voegen, werd het meer geordend. Wij denken dat die patronen heel belangrijk zijn geweest voor het ontstaan van het eerste leven.’
