De omstandigheden zouden in vijvertjes veel gunstiger zijn geweest dan in de oceaan.

Waar ontstonden de eerste levensvormen op aarde? Eén van de theorieën is dat leven ontstond rondom hydrothermale bronnen op de bodem van de oceaan. Maar onderzoekers komen in een nieuwe studie met een andere mogelijkheid op de proppen. Zo stellen ze dat ondiepe vijvers van zo’n 10 centimeter diep, mogelijk een veel geschiktere plek was voor het ontstaan leven.

Stikstof
Een essentieel ingrediënt voor het bestaan van leven zoals wij dat kennen, is stikstof. En volgens de onderzoekers zou stikstof, in de vorm van stikstofoxiden, in ondiepe vijvers veel meer kans hebben gehad om te reageren met andere verbindingen, waardoor de eerste levende organismen ontstonden. “Als je denkt dat de oorsprong van leven vaste stikstof vereist, dan is het moeilijk om dit te rijmen met de oceaan,” zegt hoofdonderzoeker Sukrit Ranjan.


Wist je dat…

de eerste complexe levensvormen op aarde enorm groot waren? Als je groter bent, kun je je nageslacht namelijk verder weg slingeren.

Bliksem
Hoe zit dit precies? In de studie leggen de onderzoekers uit dat stikstofoxiden waarschijnlijk in water terecht kwamen door de afbraak van stikstof in de atmosfeer. Atmosferische stikstof bestaat uit twee stikstofmoleculen, verbonden via een sterke drievoudige binding. Deze kan alleen worden verbroken door een extreme energetische gebeurtenis, zoals bijvoorbeeld bliksem. “Bliksem is als een grote bom die afgaat,” legt Ranjan uit. “Het produceert genoeg energie om die drievoudige binding te verbreken, waardoor stikstofoxiden in water regenen.”

Oceaan
Maar of deze stikstofoxiden vervolgens in de oceaan zich verder konden ontwikkelen, is maar net de vraag. Zo blijkt uit de nieuwe studie dat zowel ultraviolet licht, als opgelost ijzer een aanzienlijk deel van de stikstofoxiden in de oceaan zouden kunnen hebben vernietigd. Hierdoor zouden de verbindingen weer als gasvormige stikstof in de atmosfeer terechtkomen. Dit betekent dat er mogelijk te weinig stikstofoxiden in de oceaan overbleven voor het ontstaan van leven.

Vijver
In ondiepe vijvers zou het leven echter een veel betere kans hebben gekregen. Dat komt voornamelijk omdat vijvers veel minder volume hebben, waardoor verbindingen minder worden verdund. Als gevolg daarvan zouden stikstofoxiden in vijvers tot veel hogere concentraties kunnen zijn opgebouwd. UV-licht en opgelost ijzer zouden daarom ook minder effect hebben gehad op de totale concentratie. Hoe ondieper de vijver, hoe groter de kans dat stikstofoxiden in contact zijn gekomen met andere moleculen – met name RNA – om de eerste levende organismen te vormen.

Volgens de onderzoekers zouden de vijvers mogelijk wat weg kunnen hebben gehad van het Don Juanmeer; een meer in Antarctica, in een van de Droge Valleien van McMurdo. “De vijvers waren misschien slechts 10 tot 100 centimeter diep,” zegt Ranjan. Dat lijkt misschien niet veel, maar dat is volgens hem ook precies het punt. Alles dieper dan dat, zou de verbindingen teveel hebben verdund om leven mogelijk te maken. Geschat wordt dat zo’n 3,9 miljard jaar geleden de aarde misschien 500 vierkante kilometer aan ondiepe vijvers en meren herbergde. “Dat is weinig vergeleken met vandaag de dag, maar voldoende om leven op gang te krijgen,” aldus Ranjan.