Waar komt het leven op aarde vandaan? ‘Het is niet ontstaan in een reageerbuis’

Er wordt al decennialang gezocht naar buitenaards leven. Ruimtesondes, landers en marswagentjes zoeken naar tekenen van leven op planeten als Venus en Mars en de ijsmanen van Jupiter en Saturnus. En met de James Webb-ruimtetelescoop speuren astronomen in atmosferen van planeten buiten ons zonnestelsel naar gassen die duiden op leven.

In de zoektocht naar buitenaards leven is onderzoek dichter bij huis ook belangrijk, betoogt Inge Loes ten Kate, die woensdag haar oratie houdt als bijzonder hoogleraar planeetwetenschappen en astrobiologie aan de Universiteit van Amsterdam. „Als je wilt begrijpen of er elders leven mogelijk is, dan moet je eerst begrijpen hoe en onder welke omstandigheden het leven op aarde is ontstaan”, vertelt ze in een kantoortje bij de afdeling aardwetenschappen van de Universiteit Utrecht, waar ze werkt als universitair hoofddocent naast haar positie in Amsterdam.

Dat ze tussen aardwetenschappers werkt, is niet vanzelfsprekend. „Ik ben al zo lang als ik me kan herinneren gefascineerd door de ruimte”, vertelt Ten Kate. „Op mijn tiende schreef ik al in een opstel voor school dat ik bij de NASA wilde werken”, de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie.

Na een studie ruimtevaarttechniek en promotieonderzoek over Mars, lukte dat. Vijf jaar lang werkte ze bij het NASA’s Goddard Space Flight Center mee aan de ontwikkeling van meetinstrumenten voor marsonderzoek, waaronder het wagentje Curiosity dat al ruim tien jaar rondrijdt op de rode planeet. „Dat onderzoek wakkerde mijn interesse aan voor het ontstaan van leven op Mars. Ondanks mijn fascinatie voor de ruimte, belandde ik daardoor toch bij de aarde.”

Bekijk een overzicht van alle Robotkarretjes op Mars

Er zijn mensen die denken dat het leven op aarde ergens anders vandaan komt

Bestaat buitenaards leven?

„Als je me dat als kind had gevraagd, had ik volmondig ja geantwoord.”

En nu?

„We hebben op dit moment geen bewijs voor buitenaards leven. Maar ik kan me eigenlijk niet voorstellen dat het niet bestaat. We weten dat er chemische processen hebben plaatsgevonden die geleid hebben tot het simpele leven waarmee het op aarde begon. We weten niet wat die processen waren, maar we zien dat bouwstenen voor leven, zoals aminozuren, gemakkelijk ontstaan. Dat betekent dat de andere chemische processen die nodig zijn voor simpel leven misschien ook niet zo moeilijk zijn en dus op verschillende plekken konden plaatsvinden.”

Waarom is de aarde belangrijk voor deze zoektocht?

„Dit is de enige plek waarvan we weten dat er leven heeft kunnen ontstaan. Er zijn mensen die denken dat het leven op aarde ergens anders vandaan komt. Dat vind ik het verplaatsen van het probleem, want dan komt het ergens anders vandaan waar we de omstandigheden nog minder goed begrijpen. Bovendien is het dan vreemd dat we nergens anders leven zien. De meest logische en simpele verklaring lijkt mij dat het leven op aarde is ontstaan. Als we begrijpen hoe dat gebeurde, dan kunnen we misschien ook beter begrijpen of het mogelijk is op andere planeten.”

De vraag is of meteorieten die bouwstenen naar de aarde brachten of dat ze hier ontstonden

Wat is er bekend over de omstandigheden waaronder leven ontstond op aarde?

„Weinig. We weten welke bouwstenen de verschillende vormen van leven op aarde met elkaar gemeen hebben. Dat zijn organische moleculen, zoals aminozuren en de nucleobasen waaruit dna is opgebouwd. Die moeten dus aanwezig geweest zijn op de jonge aarde. Verder lijken de aanwezigheid van een vast oppervlak, zoals gesteente, en een oplosmiddel, zoals water, een rol gespeeld te hebben. In water kunnen bijvoorbeeld elementen uit gesteente oplossen die worden gebruikt in levende cellen, zoals ijzer en magnesium. En bepaalde chemische reacties kunnen geremd of juist gestimuleerd worden als moleculen hechten aan een vast oppervlak. Complexere moleculen, zoals peptiden – de bouwstenen van eiwitten – kunnen bijvoorbeeld ontstaan doordat een bepaald molecuul zich aan een oppervlak hecht, waardoor een ander molecuul eraan vast kan koppelen.”

Met welke vragen over het ontstaan van leven houdt u zich bezig?

„Zowel aminozuren als nucleobasen vinden we in verder levenloze meteorieten. De vraag is of meteorieten die bouwstenen naar de aarde brachten of dat ze hier ontstonden. Ik wil daarom weten wat er gebeurt als een meteoriet met die bouwstenen op de aarde landt. Blijven die intact of niet? Zo niet, dan zijn meteorieten waarschijnlijk niet de manier om het aardoppervlak te voorzien van potentiële bouwstenen van leven. Om daar een antwoord op te vinden willen we experimenten met meteorieten gaan doen. Daaruit kunnen we ook gaan afleiden of meteorieten andere planeten kunnen hebben voorzien van bouwstenen voor leven.

„Verder wil ik weten wat de omstandigheden waren op de jonge aarde en wat voor effect dat had op het ontstaan van leven. We weten bijvoorbeeld niet of het leven op aarde ontstond op de oceaanbodem of in een poel op het oppervlak.

„Veel van deze vragen kan ik niet zelf beantwoorden. Daarvoor moet kennis samenkomen uit verschillende vakgebieden, zoals geologie, scheikunde en biologie. Het leven is namelijk niet ontstaan in een reageerbuis. Het speelde zich af in de complexe omgeving van de jonge aarde in water waarin allerlei verschillende stoffen ronddreven.”

Op Mars waren er een paar miljard jaar geleden kratermeren die vergelijkbaar waren met die op aarde

In Amsterdam werkt u weer met astronomen. Wat gaat u daar doen?

„Bij de UvA wordt onderzoek gedaan naar planeetvorming en de zogeheten protoplanetaire schijven van stof en gas rondom jonge sterren waaruit planeten kunnen vormen. Ik wil bijvoorbeeld gaan kijken waar je in zo’n protoplanetaire schijf organisch materiaal kunt vinden en waar, op wat voor planeten, dat uiteindelijk terechtkomt.”

Waar denkt u dat de kans het grootst is om leven te vinden?

„Persoonlijk denk ik op Mars of de ijsmanen Enceladus of Europa van Saturnus en Jupiter. Vooral omdat we die relatief goed kunnen onderzoeken in vergelijking met verre exoplaneten. Op Mars waren er bijvoorbeeld een paar miljard jaar geleden kratermeren die vergelijkbaar waren met die op aarde. En als het leven ontstond op de diepe oceaanbodem, dan maken we kans bij de ijsmanen.”

Is Mars niet al uitgebreid onderzocht?

„Verschillende missies hebben inderdaad geen aanwijzingen gevonden dat er ooit leven was. Toch zegt dat niet alles. Er zijn een aantal interessante locaties waar we nog niet gekeken hebben, omdat we ze niet willen vervuilen met aardse bacteriën. Als we echt willen weten of er iets is, dan zullen we die gok toch moeten nemen. Zeker als iemand als Elon Musk serieuze plannen gaat ontwikkelen om daarheen te gaan met mensen. Dan moeten we eerst nog een paar missies doen, voordat die interessante gebieden besmet zijn.”