Hoe is het leven ontstaan op aarde? Geen antwoorden maar meer en meer vragen.... Wat zijn de voorwaarden voor buitenaards leven?

1. Hoe is het leven ontstaan?
Jongerenwerking
De Kometen

2. Hoe is het leven ontstaan?
Op aarde?
Vanuit de ruimte?
Dvd 23 astrobiologie

3. Een beetje geschiedenis....
Aristoteles: leven ontstaat spontaan uit niet levend
materiaal. (abiogenesis)
Deze overtuiging blijft 2000 jaar bestaan!!

4. Spontaan ontstaan van leven:
“wetenschappelijke voorbeelden”
Voorbeeld 1 abiogenesis
– Waarneming: de Nijl overspoeld elk jaar de oevers.
Na wegtrekken van het water blijven in het slijk
veel kikkers achter die niet in droge tijden te zien
zijn.
– Besluit: uit modder ontstaan kikkers.

5. Spontaan ontstaan van leven
Voorbeeld 2
– Waarneming: In de middeleeuwen werd graan in
schuren bewaard. Sommige daken waren niet
regendicht en het graan beschimmelde. Er waren
grote aantallen muizen aanwezig.
– Besluit: uit beschimmeld graan ontstaan muizen.

6. Spontaan ontstaan van leven
Voorbeeld 3:
– Waarneming: In de steden was eeuwen geleden
geen riolering. Vuil afvalwater en ontlasting werd
elke dag op straat gegooid. Er waren talrijke ratten
die ziekten met zich meebrachten.
– Besluit: uit menselijk afval ontstaan ratten..

7. Spontaan ontstaan van leven
Voorbeeld 4:
– Waarneming: Als vlees niet gekoeld bewaard
wordt, ontstaan wormen en daaruit vliegen.
– Besluit: uit rottend vlees ontstaan vliegen.

8. Ontkrachting van abiogenesis
Francesco Redi (1668):
Hypothese: uit rottend vlees ontstaan geen vliegen.

9. Francesco Redi
Uit zijn experiment wordt spontaan ontstaan van
grotere dieren ontkracht.
Maar men geloofde nog steeds in
spontaan ontstaan van microben:
bacteriën en schimmels....

10. Spontaan ontstaan van microben:
John Needham 1745: bewees dat microben groeiden
in zijn “soepen” die aan lucht waren blootgesteld.
Besluit: lucht bevat een “levenskracht” waaruit leven
spontaan kan ontstaan.
Probleem: hij wist niet dat deze microben reeds
aanwezig waren in zijn soep. (hij had zijn soep niet
lang genoeg gekookt).

11. Needham's experiment
De soep die aan lucht is blootgesteld wordt troebel
door groei van microben:

12. Ontkrachting van abiogenesis voor
microben:
Louis Pasteur 1846: de microben ontstaan doordat er
contact is met stofdeeltjes uit de lucht. Deze
stofdeeltjes bevatten microben.

13. Nieuwe theorie
Leven ontstaat enkel uit leven
BIOGENESIS!

14. Ontstaan van leven op aarde
Hoe kon leven op aarde ontstaan als er voordien geen
leven was?
Verschillende antwoorden:
– Spontaan ontstaan (ontkracht door Redi)
– Ingevoerd uit het heelal (moeilijk te bewijzen)
– Chemisch ontstaan uit oersoep
– Schepping?

15. De jonge aarde
– De aarde was na haar ontstaan een gloeiende bol
– De aarde is langzaam afgekoeld en daarbij ontstond
waterdamp
– Waterdamp slaat neer, het regent, de aarde is
bedekt met water
De aarde was levensloos

16. Bouwstenen des levens
-Oeroceaan
-Oeratmosfeer met simpele moleculen (waterdamp,
methaan, CO, ammoniak....)
-Uit deze simpele deeltjes zijn later de bouwstenen
des levens ontstaan:
– Aminozuren
– Nucleinezuren
– Koolhydraten

17. Oeratmosfeer
Deze bevatte simpele deeltjes:
methaan (CH4),
waterstof (H2),
ammoniak (NH3)
water (H2O).
Om uit deze stoffen nieuwe bouwstenen te maken zijn scheikundiege
reacties nodig, maar die gebeuren niet vanzelf! Er is een aanzet
(energie) nodig.
Er was veel elektrische activiteit: bliksems.

19. Experiment van Miller en Urey
Ze bootsen de oeratmosfeer na:
In een glazen bol mengen ze verschillende gassen:
Waterdamp
Methaan
Ammoniak
Waterstof
Ze bootsen ook bliksems na.

20. Experiment van Miller en Urey

21. Experiment van Miller en Urey
Resultaat na 1 week:
==> er zijn aminozuren ontstaan in het mengsel!!!
Besluit: abiogenese is mogelijk. De bouwstenen des
levens kunnen spontaan zijn ontstaan.
Probleem: hoe ontstaat een levend wezen uit deze
bouwstenen?

22. Probleem van Miller en Urey
De aminozuren die ontstaan gaan snel kapot door de
warmte...
Hoe kan dan het leven ontstaan?

23. Alternatief voor Miller en Urey:
Black Smokers
Diep in de zee spuit water aan 400°C.
Daar ontstaan ook bouwstenen des levens, die
onmiddellijk afkoelen in het omringende water aan
-1°C

24. Kenmerken van het leven voor een
bioloog:
– voortplanting
– stofwisseling
– reageren op prikkels
– gaan dood na enige tijd
Hoe ontstaan deze kenmerken uit niet levende
bouwstenen?
Miller en Urey experiment geeft hier geen antwoord
op. Het mysterie is groeter dan ooit!

25. Kenmerken van het leven voor een
exobioloog (astrobioloog)
Exobiologen bestuderen het leven buiten de aarde
Leven= zich vermenigvuldigen en evolueren

26. Panspermie
Mischien is het leven niet ontstaan op aarde?
Wetenschappers hebben dezelfde stoffen als het
Miller-Urey experiment in de ruimte gevonden
(interstellaire wolken =kraamkamers van het
helaal)
Er vormen zich ingewikkelde deeltjes.

27. 2010: Miller-Urey experiment in de
ruimte
Experiment aan boor van het ISS

28. Experiment aan boord van Columbus
Zou het resultaat anders zijn in afwezigheid van
zwaartekracht?

29. Besluit
Het ontstaan van het leven is nog steeds één van de
grootste mysteries over het heelal!