Wij stammen af van Loki, Odin, Thor en Heimdall

Omdat ik straks in mei voor de tweede keer een dag mag verzorgen in de cursus “Big History” van de Internationale School voor de Wijsbegeerte ben ik attent op nieuwe publicaties over de oorsprong van het leven. Naarmate ik meer weet van de bouw van ons lichaam, van de enorme complexiteit van zelfs de meest eenvoudige cel, wordt voor mij de vraag naar het ontstaan van het leven steeds raadselachtiger. Hoe is het mogelijk dat ongeveer 4 tot 3,5 miljard jaar geleden op aarde zoiets ingewikkelds als leven ontstond vanuit niet-levende bouwstenen? Probleem is dat de eerste micro-organismen gelijk al behoorlijk ingewikkeld waren. Veel eiwitten in ons lichaam waren ook al aanwezig in de eerste eencelligen.

Het is een van de allergrootste vragen van de evolutiebiologie: waar is het leven ontstaan, onder welke omstandigheden en hoe zagen die eerste microben er uit? Een van de dingen die biologen doen om die vraag te beantwoorden is materiaal verzamelen van de oceaanbodem, daar waar het binnenste van de aarde contact maakt met het zeewater. Op die plekken vind je zogenaamde hydrothermale schoorstenen. Dat zijn natuurlijk gevormde pijpen van soms tientallen meters hoog waar “zwarte rook” uit lijkt te komen. Het is natuurlijk geen rook, maar een mengsel van zwavel- en ijzerverbindingen, in water en gas met een temperatuur van 300 graden, dat vanuit de diepe aarde omhoog welt en bij contact met zeewater allerlei neerslagen vormt. De wand van de schoorstenen is vaak bedekt met een tapijt van bacteriën, die gebruik maken van de chemische verbindingen in het water om energie op te wekken. Met die energie kunnen ze koolzuur uit het water vastleggen en hun eigen cellen opbouwen. Er is geen zuurstof, het is stikdonker en heet bovendien, dus planten en dieren kunnen er niet leven, behalve als ze gebruik maken van een samenlevingsvorm met bacteriën.

In 2005 hebben Noorse onderzoekers met behulp van onbemande duikbootjes in de Noordelijke IJszee op ruim 2 km diepte een nieuw veld van hydrothermale uitlaten gevonden, het Kasteel van Loki, genoemd naar een god uit de Noorse mythologie. Vijf grote schoorstenen vormen met elkaar het “kasteel”. Als je de plaatjes ziet waan je je in een droomvlucht, zo mooi en indrukwekkend.

Een internationale groep onderzoekers publiceerde vorige week in het tijdschrift Nature een analyse van het DNA dat verzameld was van het Loki-kasteel en zes andere locaties, o.a. de hete bronnen in Yellowstone Park. Het blijkt nu dat er op zulke extreme plaatsen micro-organismen leven die aan de basis staan van alle planten en dieren, inclusief wijzelf. Het zijn geen bacteriën. Bacteriën behoren tot een ander rijk van het leven. De eencellige micro-organismen waar wij van af stammen worden Archaea genoemd. Je vindt zulke cellen ook nu nog, bijvoorbeeld in de bodem van een sloot en in de pens van een koe, waar ze een grote hoeveelheid methaan produceren. Maar de meeste Archaea hebben zich gespecialiseerd in het leven onder extreme omstandigheden.

Onze cellen hebben de kenmerken van Archaea. Maar welke oercel aan de basis staat van de evolutielijn waar wij toe behoren en wat zijn eigenschappen waren is lange tijd onduidelijk gebleven. De microben van het Loki-kasteel waren tot nu toe de beste kandidaten. Maar het onderzoek dat vorige week gepubliceerd werd laat zien dat er nog een heleboel soortgelijke oercellen bestaan, die men genoemd heeft naar andere Noorse godheden. We kennen nu de Odin-, Thor- en Heimdall-microben, die samen met de Loki’s de Asgard-microben genoemd worden. Van deze verzameling blijken de Heimdall-microben het dichtst bij ons te staan. Heimdall was volgens de Noorse mythologie de zoon van zeven maagdelijke zusters. Van zo’n mysterie wil ik wel afstammen.

Wat een ontdekkingen! Er valt weer veel te vertellen bij de Big History.