Hoofdstuk 7. Cellen

We hebben net gezien dat moleculen en zelfs atomen onmogelijk vanzelf kunnen zijn ontstaan. Maar seculiere wetenschappers gaan nog verder. Uit al die complexer wordende moleculen zijn alle planeten, sterren en andere hemellichamen ontstaan. Verder gelooft men dat op aarde, uit die niet-levende materie, de eerste eenvoudige organismen, de prokaryoten (bacteriën), zijn ontstaan. Na verloop van tijd, zijn hieruit de eukaryoten ontstaan. Eukaryoten zijn cellen met een celkern. Laten we een kijken hoe waarschijnlijk deze vorm van evolutie is.

De oersoep

Met de oersoep wordt de watermassa bedoeld waarin miljarden jaren geleden het eerste leven ontstond. In die oersoep bevonden zich onder andere organische moleculen. Dat zijn moleculen met één of meer koolstofatomen. In de atmosfeer bevond zich ammoniak en waterstofgas. Dankzij bliksem gingen al deze moleculen met elkaar reageren en ontstonden er aminozuren. Rond 1953 hebben de wetenschappers Stanley Miller en Harold Urey dit in een experiment proberen na te bootsen:

Ze deden de chemicaliën bij elkaar en bestookten het geheel met een elektrische vonk die de bliksen moest voorstellen. En ja hoor, er ontstonden een aantal aminozuren. Klinkt indrukwekkend, maar om die aminozuren toevallig te laten ontstaan, moeten al die chemicaliën eerst zijn ontstaan en dan ook nog allemaal op dezelfde plek, die ook nog beschoten moet worden door de bliksem. De 'bliksem' in het experiment was slechts een paar honderd Volt. Een 'echte' bliksemflist is echter vele malen krachtiger (orde grootte honderd miljoen Volt) dan men in een laboratorium kan opwekken. Ik vermoed zo dat echte bliksem een heel ander resulaat had opgeleverd. Bovendien had de wetenschapper expres een heel belangrijk element weggelaten: zuurstof. Zuurstof zou het hele experiment hebben laten mislukken, omdat de moleculen hierdoor zouden oxideren en daarmee waardeloos zouden worden. Nu moet er dus leven ontstaan zijn in een zuurstofloze omgeving! Dit geeft echter weer andere problemen:

  • Zonder zuurstof had er geen ozon kunnen ontstaan om het tere eerste leven te beschermen tegen de UV-stralen van de zon;

  • Er is ijzeroxide gevonden in aardlagen waarvan men veronderstelt dat ze ouder zijn dan het eerste leven op aarde. Nu is oxide zonder zuurstof onmogelijk, dus waar kwam dat ijzeroxide vandaan?

  • Wetenschappers veronderstellen dat vulkanen een grote bijdrage hebben geleverd aan de samenstelling van de atmosfeer. En vulkanen braken zuurstof uit...

Inmiddels is men er vrij zeker van dat de vroege aarde een andere samenstelling had dan Miller en Urey in hun experimenten gebruikten. Men vraagt zich dan ook af wat de waarde is van hun proeven. Het enige wat het aantoont is dat, als de ingrediënten aanwezig zijn, aminozuren redelijk makkelijk kunnen onstaan. Maar dat kan ook vrij eenvoudig theoretisch worden bewezen:

Aminozuren hebben allemaal de scheikundige vorm: HOOC - CHR - NH2:

Aminozuur (Bron: Wikipedia)

De R is voor elk soort aminozuur anders. Glycine is het meest eenvoudige aminozuur. Daar is de R een waterstofatoom (H). De formule hiervan is dus: HOOC - CH2 - NH2.

Een van de manieren om glycine te produceren is CH4 (methaan), NH3 (ammoniak) en H2O (water) met elkaar te laten reageren:

2 CH4 + NH3 + 2 H2O ↔ NH2.CH2.COOH + 5 H2

Er is echter wel een probleem: aminozuren ontstaan in een rechtsdraaiende en linksdraaiende vorm:

Bijna alle aminozuren die in leven gebruikt worden, zijn linksdraaiend. Dat zou op zich nog geen probleem zijn, ware het niet dat links- en rechtsdraaiende aminozuren elkaar vernietigen. Na het spontaan ontstaan van de aminozuren, moeten ze op een of andere manier van elkaar gescheiden worden.

Verder is in de experimentopstelling te zien dat de ontstane aminozuren in de 'Val' zitten en dus niet opnieuw door de bliksem getroffen kunnen worden. Op de vroege aarde zullen ze die luxe niet hebben gehad. Daar zal een volgende bliksemschicht de aminozuren weer uit elkaar hebben laten vallen.

Maar zelfs als op een gegeven moment, door stom toeval, ergens op aarde vanzelf aminozuren zijn ontstaan, dan zijn we er nog niet. Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten. Ons DNA bevat informatie hoe de eiwitten opgebouwd moeten worden uit de aminozuren. Je hebt dus niets aan aminozuren zonder DNA! En hoe DNA vanzelf is ontstaan, blijft een raadsel. DNA kan zichzelf vermenigvuldigen, maar daarbij komt veel spanning op de structuur te staan. Het DNA in de cellen is daarom verstevigd met... eiwitten! Evolutiebiologen zitten hier dus met een kip-of-eivraag: wat was er eerder: het eiwit dat het DNA moet verstevigen of het DNA dat het eiwit kan vormen?

Een ander probleem is dat eiwitten zich niet in water kunnen vormen, dus ook niet in de oersoep waarin het leven zou moeten zijn ontstaan. Water breekt namelijk binding tussen de aminozuren in de eiwitten weer af. Dit proces noemen we hydrolyse en werkt als volgt.

HOOC - CHR1 – NH2 + HOOC – CHR2 - NH2 ↔ HOOC - CHR1 – NH - OC - CHR2 - NH2 + H2O

Hier reageren 2 aminozuren (met willekeurige R1 en R2) met elkaar. Hierbij komt water (H2O) vrij. Het dubbele pijltje (↔) geeft aan dat de reactie omkeerbaar is. In water kan (en zal) het ontstane molecuul HOOC - CHR1 – NH - OC - CHR2 - NH2 dus weer uiteenvallen in twee aminozuren.

De evolutie van (de bouwstenen van) de cel is dus allerminst bewezen; zelfs de mogelijkheid van het spontane onstaan is niet aangetoond.

(Voor dit stukje is dankbaar gebruikgemaakt van het Engelstalige artikel http://www.truthinscience.org.uk/tis2/index.php/component/content/article/51.html.)