‘Levensvorm in vloeibaar methaan in theorie mogelijk’

Share Button

Alle leven op aarde is gebaseerd op water. Met de ontdekking van methaanzeeën op Titan, en een mysterieus chemisch verschijnsel, ontstond het vermoeden dat er mogelijk leven op Titan is. In een computersimulatie ontwikkelden onderzoekers een model voor de celwand van een niet-watergebaseerde levensvorm, die het op Titan uit zou kunnen houden.

Mysterieus proces ‘eet’ etheen en waterstof: leven?
De grootste maan van Saturnus, Titan, is bedekt met meren van vloeibaar methaan en ethaan, het voornaamste bestanddeel van aardgas. Ultraviolette straling van de verre zon breekt voortdurend ethaan af tot etheen en waterstof. Een onbekend proces op het oppervlak zorgt ervoor dat waterstof en etheen uit de atmosfeer verdwijnen en zich niet aan de oppervlakte ophopen. Titan is extreem koud: rond de -180 graden Celsius. Dit is veel te koud voor de reactie van etheen met waterstof. Sommige onderzoekers denken daarom, dat een nog onbekende levensvorm deze reactie uitvoert. Nu is er een probleem. Alle aardse levensvormen, en dus alle levensvormen die we kennen, gebruiken water als oplos- en transportmiddel. De celmembranen die aardse levende cellen omringen, verstenen in vloeibaar methaan. Is er een ander type celmembraan denkbaar, dat wél blijft functioneren in de cryogene omstandigheden op Titan?

De bijzondere structuur van acrylonitril maakt de azotosomen (d) de waarschijnlijkste vorm. Bron: artikel.

De bijzondere structuur van acrylonitril maakt de azotosomen (d) de waarschijnlijkste vorm. Bron: artikel.

Celmembraan van giftige stof
Drie onderzoekers hebben nu aangetoond, dat het antwoord op deze vraag ja is. In een computersimulatie gingen ze uit van verschillende stoffen, waarvan bekend is dat deze veel op Titan voorkomen. De beste resultaten gaf acrylonitril, een klein, erg giftig molecuul dat onder meer voorkomt in superlijm. Aardse celmembranen bestaan uit twee lagen fosfolipiden (vetten): een buitenste laag en een binnenste laag. De lange waterafstotende staarten van deze vetmoleculen staan naar elkaar toegekeerd, waarmee ze de waterige omgeving binnen de cel afschermen van het water buiten. Acrylonitril (en meerdere andere geteste moleculen) vormt, zo toonden de onderzoekers aan, een eenvoudige celwand van slechts een molecuul dik. Deze structuren doopten de onderzoekers “azotosomen”, van het Franse woord ‘azote’ voor stikstof, en het Griekse ‘soma’ voor lichaam. Dit omdat de geteste moleculen alle stikstof bevatten. Acrylonitril vormt bij voorkeur azotosomen en is hiermee de geschiktste kandidaat. De gevonden azotosomen hadden volgens de onderzoekers een diameter van 90 Angström (9 nm). Vermoedelijk is dit een fout in het artikel: 90 nanometer is een zinniger waarde en ook de grootte van de kleinste virussen, waar de onderzoekers hun vondst mee vergelijken. Zie plaatje.

Kunnen azotosomen werkelijk bestaan?
Uit de computersimulatie van de onderzoekers blijkt duidelijk dat stabiele celwanden in vloeibaar methaan mogelijk zijn. Uiteraard moeten deze structuren naar goed wetenschappelijk gebruik nog in het echt worden nagebouwd. Ook is een celwand op niet genoeg, deze moet ook levende inhoud hebben. Het bronartikel stelt dat in een methaan-stikstofgasmengsel, zoals de atmosfeer van Titan, zich vrij gemakkelijk de bouwstenen voor RNA vormen, het ‘voorouder-molecuul’ van leven. Zeer eenvoudige levensvormen zouden zich goed kunnen vestigen in de azotosomen. Een bacterie-ribosoom bijvoorbeeld, vermoedelijk de voorouder van eencellig leven, is ongeveer 20 nanometer groot en past dus ruim in de 90 nanometer grote structuren. Hoe zouden levensprocessen er uitzien onder de 100 kelvin, en in vloeibaar methaan in plaats van water? Is er wel überhaupt een biochemie, zelfs een volkomen onaardse biochemie, mogelijk bij deze ijzige temperaturen? Een vraag waar we nu iets gerichter antwoord op kunnen vinden.

Share Button

Germen

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

Dit vind je misschien ook interessant:

2 reacties

  1. mike schreef:

    waarom sturen ze niet een bepaadlse bacterie of ander levensvorm mee naar mars of titan or whatever om te kijken of zo een leven kan overleven in dat sort omstandigheden
    daar kun je veel lering uit trekken

    • Germen schreef:

      Dat is zo ongeveer het domste wat we kunnen doen. Zo roeien we mogelijk een complet ecosysteem uit. Dat is ook de reden dat NASA en andere ruimtevaartorganisaties zeer strenge quarantaine toepassen voor vertrekkende een aankomende ruimtetuigen.
      We kunnen beter de omstandigheden op Mars en Titan nabootsen, is ook goedkoper dan een ruimtemissie lol.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger