De ontdekking onderschrijft het idee dat meteorietinslagen bijdroegen aan het ontstaan van leven op aarde.
Veel wetenschappers vermoeden dat inslaande meteorieten belangrijke bouwstenen voor leven naar de aarde hebben gebracht. En deze theorie wordt nu dankzij een nieuwe studie meer kracht bijgezet. Een internationaal team heeft op verschillende koolstofrijke meteorieten suikers aangetroffen die essentieel zijn voor leven. Deze nieuwe ontdekking draagt bij aan de groeiende lijst van biologisch belangrijke verbindingen die tot op heden op meteorieten zijn aangetroffen.
Suikers
Het team ontdekte het enkelvoudige suiker ribose, en andere suikers waaronder arabinose en xylose in zowel de NWA 801-meteoriet als de Murchison-meteoriet. En dat is heel interessant. Ribose is namelijk een cruciaal component van RNA; een biologisch macromolecuul dat essentieel is voor de regeling van cellulaire processen in alle bekende levensvormen. RNA dient als een soort ‘boodschapper’ waarbij genetische instructies van het DNA-molecuul gekopieerd worden en ze aflevert aan moleculaire ‘fabriekjes’ in de cel; de ribosomen. Laatstgenoemden lezen vervolgens het RNA en bouwen specifieke eiwitten die nodig zijn om bepaalde levensprocessen uit te voeren.
De Murchison-meteoriet is een grote meteoriet die in 1969 op de aarde neerplofte nabij Murchison in de staat Victoria in Australië. Het is een van de meest bestudeerde meteorieten vanwege zijn massa en omdat deze tot een groep meteorieten behoort die rijk is aan organische verbindingen. De Murchison-meteoriet – die ouder is dan de zon – blijkt namelijk organische moleculen, en dus bouwstenen van leven te bevatten. Hierdoor geeft de steen een goed beeld van hoe het zonnestelsel er in het begin uitzag.
De vondst van deze suikers is erg bijzonder. “Er zijn eerder wel andere belangrijke bouwstenen voor leven op meteorieten gevonden, waaronder aminozuren (componenten van eiwitten) en nucleobasen (componenten van RNA en DNA),” vertelt hoofdonderzoeker Yoshihiro Furukawa. “Maar de ontdekking van de suikers is het ontbrekende puzzelstukje.” Volgens de onderzoeker levert de studie nu het eerste directe bewijs dat ribose in het heelal voorkomt en dat het vervolgens door inslagen van meteorieten op aarde terecht is gekomen. Hier heeft het mogelijk bijgedragen aan de vorming van RNA op de prebiotische aarde, wat mogelijk heeft geleid tot de oorsprong van leven.
Meteorieten
De onderzoekers ontdekten de suikers door poedervormige monsters van meteorieten te analyseren met behulp van gaschromatografie massaspectrometrie. Hierbij worden moleculen gesorteerd en geïdentificeerd op basis van hun massa en elektrische lading. Het team ontdekte dat de hoeveelheid van de gevonden suikers varieerden van 2,3 tot 11 deeltjes per miljard in de NWA 801-meteoriet en van 6,7 tot 180 deeltjes per miljard in de Murchison-meteoriet. “Het is opmerkelijk dat een dergelijk fragiel molecuul als ribose in zulk oud materiaal kon worden gedetecteerd,” merkt onderzoeker Jason Dworkin op. “Deze resultaten zullen helpen bij onze analyses van de monsters van andere primitieve planetoïden zoals Ryugu en Bennu.”
Mysterie
Hoewel onderzoekers hiermee belangrijke stappen zetten in het achterhalen van de geschiedenis van het leven, blijven er mysteries bestaan. Want hoe kan de biologie voortgekomen zijn uit niet-biologische chemische processen? DNA is eigenlijk het sjabloon voor leven, waarin instructies voor het bouwen en bedienen van een levend organisme in opgeslagen liggen. RNA bevat echter ook informatie. En veel onderzoekers denken dan ook dat het leven op aarde begon met RNA en later is vervangen door DNA. Dit komt omdat RNA-moleculen bepaalde dingen kunnen die DNA-moleculen niet kunnen. RNA kan bijvoorbeeld kopieën van zichzelf maken zonder hulp van andere moleculen. Bovendien kan het chemische reacties als een katalysator in gang zetten of zelfs versnellen. De huidige studie geeft dan ook enig bewijs voor de theorie dat RNA de ruggengraat is van het leven op aarde voordat DNA verscheen. Hiervoor hebben onderzoekers zelfs een kleine aanwijzing voor gevonden. “We hebben niet het suiker in het DNA – 2-deoxyribose – in de onderzochte meteorieten gevonden,” vertelt onderzoeker Danny Glavin. “Dit is belangrijk, omdat het betekent dat eerst ribose op aarde afgeleverd werd, hetgeen overeenkomt met de hypothese dat RNA eerst ontstond.”
De onderzoekers hebben de smaak nu te pakken. Ze zijn dan ook van plan om meer meteorieten te analyseren om een beter beeld te krijgen van hoe veelvuldig buitenaardse suikers in deze ruimtestenen voorkomen. Ook zijn ze van plan om te bestuderen of deze suikermoleculen links- of juist rechtsdraaiend zijn. Sommige moleculen zijn er namelijk in twee varianten die spiegelbeelden van elkaar zijn, zoals bijvoorbeeld je handen. Vrijwel alle levensvormen op aarde (met uitzondering van enkele bacteriën) bestaan uit linksdraaiende varianten van aminozuren. Bij de suikers overheersen de rechtsdraaiende varianten juist weer. De wetenschappers willen in vervolgonderzoek gaan uitzoeken waar deze voorkeur precies vandaan is gekomen. En uiteindelijk hopen de onderzoekers die ene vraag te kunnen beantwoorden: hoe zijn de eerste levensvormen op aarde ontstaan?
