Zijn we als enige ontsnapt aan het Grote Filter?

Share Button

Als er buitenaardse wezens bestaan, waarom zien we ze dan niet? Dit vraagstuk wordt de Fermi Paradox genoemd. De meest logische verklaring is dat deze geavanceerde wezens niet bestaan, vanwege een bepaalde reden. Dat iets wordt het Grote Filter genoemd. Waarom het goed nieuws zou zijn, als we geen leven zouden ontdekken op Mars, of andere plaatsen buiten de aarde.

Het Grote Filter
In theorie zijn er in het waarneembare heelal ontelbare miljarden plaatsen, waar de omstandigheden op die van de vroege aarde leken en dus leven kan ontstaan. Het zou in het waarneembare heelal dus moeten wemelen van leven. Omdat er op aarde meerdere soorten voorkomen met een behoorlijk hoog ontwikkeld zenuwstelsel, variërend van octopussen tot papegaaien, lijkt het vrij waarschijnlijk dat één van deze soorten zich ooit tot intelligent leven zal ontwikkelen. Toch is het heelal in de wijde omtrek van onze aardbol saai en doods. Al zullen astronomiefanaten het hier oneens mee zijn: de verreweg interessantste plaats in het zonnestelsel, en ver daarbuiten, is onze aardbol. Waarom is de aarde, voor zover we weten, in het waarneembare heelal de enige plek waar we dit soort visionaire discussies kunnen hebben? Deze groep redenen heeft een naam: het Grote Filter.

Deze bizarre "plant" van bijna zeven meter hoog, in werkelijkheid de schimmelsoort Prototaxites, legde uiteindelijk het loodje, omdat het ecosysteem te veeleisend werd voor dit primitieve organisme.

Deze bizarre “plant” van bijna zeven meter hoog, in werkelijkheid de schimmelsoort Prototaxites, legde uiteindelijk het loodje, omdat het ecosysteem te veeleisend werd voor dit primitieve organisme.

Bottlenecks bij het ontstaan van een beschaving uit het niets
Er zijn twee mogelijkheden: het Grote Filter ligt in het verleden, wat ons geluksvogels zou maken waarvoor het gehele heelal openligt, of het Grote Filter ligt in de toekomst, wat de mogelijkheden tot overleving letterlijk astronomisch klein, nauwelijks groter dan nul, zou maken. In dit artikel bekijken we de eerste mogelijkheid: de mensheid als overlever van een astronomische loterij.
We kennen maar één ecosysteem, het aardse, en slechts één voorbeeld van een beschaving, de menselijke beschaving. In het ontwikkelingspad naar de mens is de evolutie door meerdere bottlenecks geglipt. Mogelijk kunnen we een plausibel Groot Filter vinden, door de geschiedenis van het leven op aarde te bestuderen.

Ontstaan van het leven
De eerste bottleneck is het ontstaan van het leven. Op dit moment is het in het laboratorium niet gelukt om verder te komen dan het produceren van aminozuren, primitieve celwanden van lipiden en korte zichzelf vermenigvuldigende RNA-ketens, die veel weghebben van aardse viroïden. Op aarde dateren de eerste ondubbelzinnige sporen van leven van ongeveer 3,49 miljard jaar geleden[1]. Dat is ongeveer een miljard jaar na het ontstaan van de aarde, 4,54 ± 0,05 miljard jaar geleden. De eerste honderd miljoen jaar na het ontstaan van de aarde was deze bedekt door lava en dus onbewoonbaar. Ook was er het zogeheten Late Heavy Bombardment, een serie asteroïdeninslagen die voortduurde tot ongeveer 3,8 miljard jaar geleden. Dit liet vermoedelijk weinig over van de aardoppervlakte. Het leven duikt hiermee vrij snel op na het bewoonbaar worden van de aarde. Het is goed mogelijk, dat dit een smalle flessenhals was. Aan de andere kant: het is goed mogelijk dat het leven nog ouder was. In grafietdeeltjes van 4,25 miljard jaar oud bleek de verhouding koolstof-12/koolstof-13 hoger dan in een levenloze omgeving, wat erop wijst dat er het leven van slechts enkele honderden miljoenen jaren na het ontstaan van de aarde dateert. Mogelijk dateert het leven zelfs van buiten de aarde (panspermie). Zouden we geen leven ontdekken op Mars, dan is het ontstaan van het leven een extreem zeldzame gebeurtenis. We kunnen dan opgelucht ademhalen, want dan hebben we domweg geluk gehad.

Ontstaan van ribosoom-leven
Uit recente ontdekkingen blijkt dat de voorouder van het eencellige leven waarschijnlijk een ribosoom was. Ribosomen zijn enorme RNA-moleculen waar kleine eiwitten aan hangen. Ribosomen vertalen RNA in eiwit en in een baanbrekende ontdekking bleken ribosomen zélf alle onderdelen van het RNA-kopieersysteem te bevatten. Ribosomen moeten zijn ontstaan, toen de RNA-viroïden leerden samen te werken met eiwitten. Dit is in principe ook een bottleneck. In het lab is het namelijk nog niet gelukt uit RNA en eiwitten spontaan een ribosoomachtige structuur te laten ontstaan.

Op de een of andere manier zijn deze ribosomen informatie in het stabiele DNA gaan opslaan, waardoor ze in staat waren in ongunstige omstandigheden te overleven: het ontstaan van bacteriën en archaea. Ook vormden ze toen een sterke celwand. Ribosomen zijn nog steeds zeer belangrijk. In bijvoorbeeld de bacterie E. coli bestaat een groot deel van de cel uit ribosomen. Omdat bacteriën en archaea sterk verschillende ribosomen hebben en behoorlijk van elkaar verschillen, zijn ze waarschijnlijk los van elkaar uit ribosomen ontstaan.

Ontstaan van cellen met een celkern
Gedurende meer dan twee miljard jaar veranderde er vrijwel niets.Tussen 1,8 en 1,0 miljard jaar[2] geleden gebeurde er iets bijzonders: twee eencelligen gingen samenwerken.Tot deze tijd konden eencelligen alleen vergisten, wat tien keer zo weinig energie oplevert als verbranding. Zuurstof is echter een giftig gas voor de meeste anaerobe organismen. Enkele bacteriën beheersten de kunst om organische stoffen te oxideren en de overvloedige energie die daarbij vrijkomt, af te tappen. Een van deze soorten, een Rickettsia-bacterie, ging samenwerken met een grotere archaea. Deze bacterie veranderde uiteindelijk in een celonderdeel: de mitochondrie. Hierdoor kregen organismen energie om er een celkern er op na te houden. Deze celkern kan veel complexere levensvormen ondersteunen dan het miezerige draadje DNA in een bacterie. Dit is, voor zover we weten, slechts één keer gebeurd in de geschiedenis van de aarde. Dit maakt de Grote Symbiose een sterke kandidaat voor een Groot Filter. Mogelijk zijn er heel veel planeten met leven, maar zijn bacteriën in de rest van het heelal de hoogste vorm van leven.

Ontstaan van meercellige organismen
Meercellige organismen zijn maar liefst 46 keer onafhankelijk van elkaar ontstaan, zelfs voordat er organismen met een celkern ontstonden. Klaarblijkelijk is het niet erg moeilijk voor eencelligen om te gaan samenwerken. Dit is hiermee niet een erg waarschijnlijke kandidaat voor een Groot Filter.

Ontstaan van een geavanceerd zenuwstelsel
Wij kunnen denken en techniek ontwikkelen, omdat we een hoogontwikkeld zenuwstelsel hebben. Alle organismen die intelligent gedrag vertonen, beschikken over een ontwikkeld zenuwstelsel. Een zenuwstelsel heeft zich in meerdere diergroepen onafhankelijk ontwikkeld. Bijna elk dier heeft een zenuwstelsel. Zowel gewervelde dieren als koppotigen beschikken over een geavanceerd zenuwstelsel. Hoe ingewikkelder de omgeving, en hoe slimmer prooidieren en rovers, hoe betere hersens een dier nodig heeft om in leven te blijven. Enkele koppotigen, zoals de Pacifische reuzenoctopus, herkennen zichzelf in de spiegel en beschikken hiermee, met enkele vogel- en zoogdiersoorten, over zelfbewustzijn. Ook dit is dus geen aannemelijke bottleneck. Als de mens zich niet tot intelligente soort had ontwikkeld, had een andere soort dat wel gedaan.

Ontstaan van een technische beschaving
De mens beschikte al 1,5 miljoen jaar geleden over een grote hoeveelheid hersenmassa. De ontwikkeling van techniek verliep echter in een gletsjerachtig langzaam tempo. Pas ongeveer tienduizend jaar geleden werden de verzamelaars samengeperst tot landbouwgemeenschappen en steden, toen de zeespiegel snel steeg en de vruchtbare kuststreken verzwolg. De mens is een landbewonende soort, waardoor een mens veel makkelijker constructies kan bouwen dan een octopus of walvisachtige. Ook beschikt de mens over twee handen met vingers en opponeerbare duim, waarmee we gereedschap kunnen vasthouden. Olifanten alleen een slurf, papegaaien een snavel. Alleen de mens is daarom lichamelijk in staat, goed gereedschap te maken. Dit is op zich een geloofwaardige bottleneck: een slimme octopus kan niet veel meer dan iets als dit raadselachtige fossiel nalaten.

Conclusie
Er zijn enkele serieuze bottlenecks,die het aardse leven heeft overleefd. Het is goed mogelijk, dat er nog een bottleneck is die in het bovenstaande overzicht ontbreekt. Echter, geen van deze bottlenecks is echt overtuigend. Wat zou betekenen dat het Grote Filter in de toekomst ligt….

Bronnen
[1] A MICROBIAL ECOSYSTEM IN AN ANCIENT SABKHA OF THE 3.49 GA PILBARA, WESTERN AUSTRALIA, AND COMPARISON WITH MESOARCHEAN, NEOPROTEROZOIC AND PHANEROZOIC EXAMPLES, Geologicl Society of North America, 2012
[2] Andrew J. Roger et al., On the Age of Eukaryotes: Evaluating Evidence from Fossils and Molecular Clocks,Cold Spring Harbor Laboratory Press,2014

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

8 reacties

  1. antares schreef:

    “Het ontstaan van leven”. Heb op Discovery science de docu “Creating Synthetic Life” gezien, door Dr Craig Venter. Dit synthetisch leven kan binnen en buiten laboratorium omstandigheden bestaan, is programmeerbaar voor taken, en bestaat volledig uit voorheen dode stof. Wat het grote filter betreft; er zijn aanwijzingen dat bijvoorbeeld de Trilobieten het slachtoffer zijn geworden van een gigantische gamma uitbarsting. Dat we deze kunnen verwachten van individuele sterren explosies, is aannemelijk, maar e.e.a. zou ook vanuit richting centrum melkweg kunnen zijn gekomen. Veel soorten kunnen daar het slachtoffer van zijn geworden waardoor later opnieuw ontstaan, intelligent leven daar, (zoals wij bijvoorbeeld) nu mogelijk voor dezelfde vragen staan die wij hebben, waar is iedereen? Van superbeschavingen kan in geval dat gebeurt is, geen, of nu nog zelden sprake zijn.

  2. Razorr schreef:

    Was de eerste bottleneck niet het ontstaan van het Universum zelf, al dan niet uit het niets. Dat is nog feitelijk nog veel bizarder.

  3. Gast schreef:

    Fermi en anderen becijferden dat een intelligente buitenaardse beschaving de hele Melkweg in minder dan 100 miljoen jaar zou kunnen bestrijken. Dat is slechts een fractie van de leeftijd van de Melkweg.
    Waarom zien we ze dan niet?
    De meest logische verklaring: Omdat ze zó ver voor ons uitlopen dat we niet erg interessant voor ze zijn.

    Ze zijn er waarschijnlijk wel, en nu en dan zelfs merkbaar voor ons (denk aan het UFO dossier), maar laten ons verder links liggen. Misschien omdat ze nu al kunnen voorspellen dat wij één van de kansloze kandidaten zijn – te dom en te gewelddadig om lang te overleven.

  4. Bas van Stapelberg schreef:

    Sluit me helemaal bij Gast aan, goed omschreven.

  5. moerstaal schreef:

    Toename in complexiteit heeft tijd nodig. Er was nooit stilstand. Soms wel een flessenhals.
    In principe is toename in complexiteit een continue proces welke overal ongeveer dezelfde tijd nodig heeft.
    Als er veel flessenhalzen zijn dan heeft het meer tijd nodig.
    Mogelijk is onze beschaving er eentje die relatief weinig flessenhalzen heeft gekend.
    Tesamen met de enorme afstanden maakt dat wij mogelijk geen technologisch gevorderde samenleving in de nabijheid treffen. Dit heeft gewoon tijd nodig…

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger