Hoewel we het pad dat leidde tot deze vroege bacterievormen niet kennen, lijkt het waarschijnlijk dat DNA zich tegen die tijd had ontpopt als de informatiemolecule. Microbioloog en natuurkundige Carl R. Woese suggereert dat er een aanzienlijke hoeveelheid zijdelingse genoverdracht was onder de eerste vormen van bacteriën, archaebacteriën genaamd.4 Zijdelingse genoverdracht, dat is de verplaatsing van genen van de ene bacterie naar de andere, zou de uitwisseling van genetisch materiaal mogelijk hebben gemaakt, en zou daardoor het proces van diversificatie van biologische functies, in werking gezet door natuurlijke selectie, hebben bespoedigd. Hoe deze eerste organismen zich überhaupt ontwikkelden is het onderwerp van de volgende discussie.
Het Miller-Urey Experiment
Charles Darwin wordt vaak gecrediteerd voor de oorspronkelijke “warme kleine vijver” hypothese, die voorstelt dat het leven kan zijn ontstaan uit een combinatie van anorganische verbindingen en energie.5 De Sovjet biochemicus Aleksandr Ivanovich Oparin kwam op dit idee terug en stelde voor dat het leven zich vormde in een omgeving zonder zuurstof, maar met energie uit zonlicht.6 Dit soort ideeën vormt de basis van veel onderzoek naar de oorsprong van het leven, waaronder het beroemde Miller-Urey experiment.
In 1953 pakten Stanley Miller en Harold Urey aan de Universiteit van Chicago het probleem van de oorsprong van het leven aan door de omstandigheden na te bootsen waarvan zij dachten dat die op de primitieve Aarde aanwezig waren toen het leven ontstond. Door een mengsel van water en anorganische verbindingen met elektriciteit te zappen, produceerden zij organische verbindingen, waaronder aminozuren, de bouwstenen van eiwitten.7 Dit resultaat katalyseerde verdere experimenten – en voor sommigen althans leek het erop dat de oplossing van het mysterie van het leven op het punt stond zich te ontvouwen.
Een daaropvolgende ontdekking door Joan Oro aan de Universiteit van Houston, gepubliceerd in 1961, toonde aan dat een essentieel bestanddeel van DNA -adenine – evenals verschillende aminozuren konden worden gevormd door verhitting van de anorganische verbinding waterstofcyanide in water-ammoniak.8 Hoewel dit werk mogelijk nuttige stukjes bijdroeg tot de puzzel,9 hebben experimenten van het Miller-Urey type geen volledig antwoord kunnen geven op de vraag hoe het leven is ontstaan. Het is één ding om organische verbindingen te hebben, maar het is iets anders om ze een zelfreplicerend systeem te laten vormen.
Recentelijk werden deze eerste resultaten opnieuw bekeken met meer gevoelige methoden. Onderzoekers ontdekten dat tijdens de Miller-Urey experimenten nog meer aminozuren en andere bouwstenen werden gevormd, waarvan zij zich aanvankelijk niet bewust waren.10 Miller zette een reeks experimenten voort om de oorsprong van het leven te achterhalen en hoewel het mysterie onopgelost bleef, ontdekten leden van zijn lab dat aminozuren en andere bouwstenen voor het leven zich ook kunnen vormen uit anorganische verbindingen in extreem koude omgevingen.11
Hoe het leven ontstond
Ophelderingen over hoe de aminozuren, nucleotiden en suikers werden gevormd, hoe zij zich samenvoegden in de vorm van DNA en RNA, en vervolgens hoe deze bouwstenen van het leven zichzelf gingen vermenigvuldigen en de enzymen verkregen om dit proces te vergemakkelijken, zijn allemaal nog speculatief. Er worden echter veel interessante ideeën onderzocht, waaronder de diepzeebronnentheorie,12 de radioactieve strandtheorie13 en de kristal- of kleitheorie.14 Een andere opvatting, die wordt aangehangen door Francis Crick en anderen, is dat de enige verklaring voor het leven op Aarde is dat het van een andere planeet afkomstig is.15 Dit soort verklaringen schuift de vraag echter alleen maar verder naar achteren: Hoe is dit buitenaardse leven ontstaan? Een overtuigende wetenschappelijke verklaring voor de oorsprong van het leven hier op Aarde is nog niet naar voren gekomen.
Evolutionaire theorieën over hoe het leven is ontstaan vallen uiteen in twee hoofdkampen: de gen-eerst-hypothese en de metabolisme-eerst-hypothese. De gen-eerst-hypothese concentreert zich momenteel op RNA in plaats van op DNA, omdat bepaalde RNA-moleculen in staat zijn gebleken als enzymen te functioneren, wat suggereert dat RNA zowel informatie kan hebben overgebracht als zichzelf kan hebben gekopieerd. Vanuit dit gezichtspunt ging RNA vooraf aan zowel de DNA- als de eiwitsynthese. Aan de andere kant stelt de metabolisme-eerst hypothese dat de moleculen van prebiotisch materiaal chemische cycli en netwerken van chemische reacties vormden die aanleiding gaven tot primitieve metabolische systemen. Deze metabolische systemen bestonden al vóór RNA en vormden de omgeving waarin later RNA replicatie kon ontstaan. Ondanks de verkenning van talrijke onderzoekspistes, ontbreekt het beide theorieën momenteel aan afdoend bewijs.
Weliswaar hebben onderzoekers onlangs in het laboratorium zelfreplicerend RNA uit prebiotische moleculen gegenereerd,16 maar het is moeilijk te begrijpen hoe RNA – een notoir instabiel polymeer – zelfreplicerende systemen zou hebben kunnen ondersteunen in de vijandige chemische en thermische omgeving van de vroege planeet Aarde.
Conclusie
Hoe dan ook, het is duidelijk dat het leven is ontstaan, en de eerste levensvormen waren eencellige organismen die zich begonnen te vermenigvuldigen en te diversifiëren. Het gebrek aan wetenschappelijke consensus over de oorsprong van het leven doet niets af aan de kracht van de evolutietheorie, die alleen de diversiteit van levensvormen probeert te verklaren nadat het leven al was begonnen.
Hoewel de oorsprong van het leven zeker een echt wetenschappelijk mysterie is, is dit niet de plaats voor weldenkende mensen om hun geloof op het spel te zetten. Alles wat in de geschiedenis van het leven is gebeurd, is gebeurd volgens Gods soevereine bedoelingen, en Christus “is vóór alle dingen, en in Hem blijven alle dingen samen” (Kol. 1:17).