Een internationaal team bestaande uit onderzoekers uit Japan, Maleisië, het Verenigd Koninkrijk en Duitsland heeft onlangs een nieuw raamwerk voor de oorsprong van het leven voorgesteld, in de overtuiging dat de vroege ‘viskeuze gel’-structuur, gehecht aan vaste oppervlakken, mogelijk een sleutelomgeving heeft geboden voor de overgang van het leven van anorganische chemie naar organische systemen. Relevante resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift "ChemSystemsChem".
De oorsprong van het leven is altijd een van de moeilijkste mysteries in de wetenschap geweest. Omdat het onmogelijk is om direct terug te gaan naar het moment waarop het leven op aarde voor het eerst werd gevormd, kunnen onderzoekers alleen redelijke scenario's construeren binnen de beperkingen van de scheikunde, natuurkunde en geologie. Tony Z. Jia, co-corresponderend auteur van deze studie en professor aan de Universiteit van Hiroshima, wees erop dat veel bestaande theorieën zich richten op de functies van biomoleculen en biopolymeren, maar het door het team voorgestelde raamwerk brengt de rol van 'gel' in de kern van de discussie over de oorsprong van het leven.
Het onderzoeksteam stelde het zogenaamde ‘prebiotische gel-first’-model voor, dat ervan uitgaat dat vóór het ontstaan van cellen er in de vroege omgeving van de aarde een groot aantal gelachtige matrices vastzaten aan rotsen, mineralen of andere vaste oppervlakken. Deze stroperige, halfvaste structuren zijn qua morfologie vergelijkbaar met gewone moderne microbiële biofilms. Door relevante ontdekkingen in de chemie van zachte materie en de hedendaagse biologie te combineren, geloven onderzoekers dat deze primitieve gels de noodzakelijke ruimtelijke structuur en basisfuncties voor vroege complexe chemische systemen opleverden. Door moleculen in gelokaliseerde gebieden op te vangen en te organiseren, houden dergelijke prebiotische gels de belofte in om verschillende belangrijke obstakels in de prebiotische chemie te overwinnen door hun verrijking, selectieve retentie en buffering tegen veranderingen in het milieu mogelijk te maken.
In zo'n gelomgeving kunnen eenvoudige chemische systemen geleidelijk gedrag ontwikkelen dat vergelijkbaar is met primitief metabolisme en zelfreplicatie, waardoor de basis wordt gelegd voor echte biologische evolutie. Kuhan Chandru, co-auteur van het artikel en onderzoeker aan het Space Science Center van Universiti Kebangsaan Malaysia, zei dat dit slechts een van de vele modellen is van de oorsprong van het leven, maar dat het element ‘gel’ in gerelateerd onderzoek lange tijd relatief genegeerd is. Daarom probeerde het team de aanwijzingen die in verschillende onderzoeken verspreid waren, te integreren in een samenhangend verhaal met de originele gel als hoofdrolspeler.
Deze theorie is ook uitgebreid naar het gebied van de astrobiologie. Onderzoekers stellen voor dat er op andere planeten of satellieten 'gelachtige film'-structuren kunnen zijn die op dezelfde manier functioneren als de biofilms van de aarde, maar zijn samengesteld uit totaal verschillende chemische componenten. Het team noemt dit soort hypothetische systemen 'Xeno-films' en is van mening dat toekomstige missies voor het detecteren van levens niet beperkt zullen blijven tot het zoeken naar organische moleculen in aardse stijl, maar meer aandacht zouden moeten besteden aan de vraag of er oppervlaktestructuren zijn met het vermogen om chemische stoffen te concentreren, te beschermen en te organiseren. Dit perspectief heeft tot op zekere hoogte de verbeelding van de wetenschappelijke gemeenschap over hoe buitenaards leven eruit zou kunnen zien, verruimd.
Vervolgens is het onderzoeksteam van plan dit model verder te testen in het laboratorium, bijvoorbeeld met behulp van eenvoudige chemicaliën om soortgelijke gelstructuren te construeren onder gesimuleerde vroege aardse omgevingsomstandigheden, en systematisch de specifieke mogelijkheden van deze gels op het gebied van moleculaire verrijking, reactiebevordering en de vorming van ‘oorspronkelijke functies’ te onderzoeken. Ramona Khanum, een van de eerste auteurs van het artikel, sprak de hoop uit dat dit werk niet alleen de experimentele verificatie van het ‘prebiogel-first’-model zelf zal bevorderen, maar ook meer wetenschappers zal inspireren om ideeën over de oorsprong van het leven die nog niet volledig zijn onderzocht, opnieuw te onderzoeken.
Naar verluidt werd het onderzoek ondersteund door het Mobile Research Fund van de Universiteit van Leeds, de Alexander von Humboldt Foundation, de Japan Society for the Promotion of Science, de Mizuho Science Promotion Foundation en andere instellingen. Het artikel is getiteld "Prebiotic Gels as the Cradle of Life" en zal officieel worden gepubliceerd op 19 november 2025.
Samengesteld uit /ScitechDaily