NASA Study Reproduceert Oorsprong van het leven op de oceaanbodem

Voor reportages die betrekking hebben op wetenschappelijke zaken.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

NASA Study Reproduceert Oorsprong van het leven op de oceaanbodem

Bericht door univers » 26 feb 2019, 08:44

Afbeelding
ecente Cassini-beelden van Saturnusmaan Enceladus verlicht door de zon laten de fonteinachtige bronnen zien van de fijne straal materiaal die uitsteekt over het zuidpoolgebied. Het beeld werd genomen met meer of minder brede zijde naar de "tijgerstreep" -breuken die in eerdere Enceladus-beelden waren waargenomen. Het toont afzonderlijke pluimen van verschillende schijnbare afmetingen boven de ledemaat van de maan.
Het sterk verbeterde en ingekleurde beeld toont de enorme omvang van de zwakkere, grootschaliger component van de pluim.
De Cassini-Huygens-missie is een samenwerkingsproject van NASA, het Europees Ruimtevaartagentschap en het Italiaanse ruimteagentschap. Het Jet Propulsion Laboratory, een divisie van het California Institute of Technology in Pasadena, beheert de missie voor NASA's Director Director Mission, Washington, DC. De Cassini-orbiter en de twee ingebouwde camera's zijn ontworpen, ontwikkeld en geassembleerd op JPL. Het beeldverwerkingscentrum is gevestigd in het Space Science Institute in Boulder, Colo.

Wetenschappers hebben in het lab gereproduceerd hoe de ingrediënten voor het leven zich 4 miljard jaar geleden diep in de oceaan hadden gevormd. De resultaten van de nieuwe studie bieden aanwijzingen over hoe het leven op aarde begon en waar anders in de kosmos we het zouden kunnen vinden.

Astrobioloog Laurie Barge en haar team bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, werken aan het herkennen van het leven op andere planeten door de oorsprong van het leven hier op aarde te bestuderen. Hun onderzoek richt zich op hoe de bouwstenen van het leven zich vormen in hydrothermale ventilatieopeningen op de oceaanbodem.

Om hydrothermale ventilatieopeningen in het laboratorium opnieuw te maken, maakte het team hun eigen miniatuurzeevloeren door bekers te vullen met mengsels die de oorspronkelijke oceaan van de aarde nabootsen. Deze op het lab gebaseerde oceanen fungeren als kwekerijen voor aminozuren, organische verbindingen die essentieel zijn voor het leven zoals we het kennen. Net als Legoblokken bouwen aminozuren op elkaar om eiwitten te vormen, die alle levende wezens vormen.

"Inzicht in hoe ver je kunt gaan met alleen organische stoffen en mineralen voordat je een echte cel hebt, is echt belangrijk om te begrijpen uit welke soorten omgevingen het leven zou kunnen komen," zei Barge, de hoofdonderzoeker en de eerste auteur van de nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences . "Ook het onderzoeken hoe dingen zoals de atmosfeer, de oceaan en de mineralen in de ventilatieopeningen dit allemaal beïnvloeden, kan je helpen te begrijpen hoe waarschijnlijk het is dat dit op een andere planeet is gebeurd."

Gevonden in de buurt van scheuren in de zeebodem, hydrothermale openingen zijn plaatsen waar natuurlijke schoorstenen vormen, het vrijgeven van vloeistof verwarmd onder de aardkorst. Wanneer deze schoorstenen interactie aangaan met het zeewater om hen heen, creëren ze een omgeving die voortdurend in beweging is, wat noodzakelijk is voor het leven om te evolueren en te veranderen. Deze donkere, warme omgeving gevoed door chemische energie van de aarde kan de sleutel zijn tot hoe het leven zich zou kunnen vormen op werelden verder weg in ons zonnestelsel, ver van de hitte van de zon.

"Als we deze hydrothermale ventilatieopeningen hier op aarde hebben, zouden mogelijk vergelijkbare reacties op andere planeten kunnen plaatsvinden," zei Erika Flores, JPL's co-auteur van de nieuwe studie.

Barge en Flores gebruikten ingrediënten die vaak in de vroege oceaan van de Aarde worden gevonden in hun experimenten. Ze combineerden water, mineralen en de "voorloper" -moleculen pyruvaat en ammoniak, die nodig zijn om de vorming van aminozuren te starten. Ze testten hun hypothese door de oplossing te verwarmen tot 158 ​​graden Fahrenheit (70 graden Celsius) - dezelfde temperatuur gevonden bij een hydrothermale luchtopening - en de pH aan te passen om de alkalische omgeving na te bootsen. Ze haalden ook de zuurstof uit het mengsel omdat, in tegenstelling tot vandaag, de vroege aarde heel weinig zuurstof in de oceaan had. Het team gebruikte daarnaast het minerale ijzerhydroxide of " groene roest ", dat overvloedig aanwezig was op de vroege aarde.

De groene roest reageerde met kleine hoeveelheden zuurstof die het team in de oplossing injecteerde en produceerde het aminozuur alanine en het alfa-hydroxyzuurlactaat. Alfa-hydroxyzuren zijn bijproducten van aminozuurreacties, maar sommige wetenschappers theoretiseren ook dat ze zouden kunnen combineren om meer complexe organische moleculen te vormen die tot leven zouden kunnen leiden.


Hydrothermale ventilatieopeningen zijn plaatsen op de zeebodem waar warm water onder de aardkorst zich vermengt met bijna bevriezend zeewater. Deze openingen vormen natuurlijke schoorstenen, die gastheer zijn voor allerlei soorten oceaanleven.
Credits: MARUM / University of Bremen / NOAA-Pacific Marine Environmental Laboratory

"We hebben aangetoond dat we in geologische omstandigheden vergelijkbaar met de vroege aarde en misschien ook met andere planeten, aminozuren en alfahydroxyzuren kunnen vormen uit een eenvoudige reactie onder milde omstandigheden die op de zeebodem zouden hebben bestaan", aldus Barge.

De productie van aminozuren en alfahydroxyzuren door Barge in het laboratorium is het resultaat van negen jaar onderzoek naar de oorsprong van het leven. Eerdere studies hebben gekeken naar de vraag of de juiste ingrediënten voor het leven te vinden zijn in hydrothermale ventilatieopeningen en hoeveel energie deze ventilatieopeningen kunnen genereren (genoeg om een lamp van energie te voorzien ). Maar deze nieuwe studie is de eerste keer dat haar team een ​​omgeving heeft gezien die sterk lijkt op een hydrothermale luchtaanzuiging en een organische reactie. Barge en haar team zullen deze reacties blijven bestuderen in afwachting van het vinden van meer ingrediënten voor het leven en het creëren van meer complexe moleculen. Stap voor stap glijdt ze langzaam de weg naar de keten van het leven.

Deze onderzoekslijn is belangrijk omdat wetenschappers werelden in ons zonnestelsel bestuderen en daarbuiten kunnen bewoonbare omgevingen worden gehost. Jupiter's maan Europa en de maan van Saturnus Enceladus , bijvoorbeeld, kunnen hydrothermale luchtopeningen hebben in oceanen onder hun ijskoude korsten. Begrijpen hoe het leven zou kunnen beginnen in een oceaan zonder zonlicht zou wetenschappers helpen bij het ontwerpen van toekomstige verkenningsmissies, evenals experimenten die onder het ijs zouden kunnen graven om te zoeken naar aanwijzingen voor aminozuren of andere biologische moleculen.

Toekomstige Mars-missies kunnen monsters retourneren van het roestige oppervlak van de Rode Planeet, wat bewijs kan aantonen van aminozuren gevormd door ijzermineralen en oud water. Exoplaneten - werelden die buiten ons bereik liggen, maar nog steeds binnen het bereik van onze telescopen - hebben mogelijk handtekeningen van het leven in hun atmosfeer die in de toekomst kunnen worden onthuld.

"We hebben nog geen concreet bewijs van het leven elders," zei Barge. "Maar het begrijpen van de voorwaarden die nodig zijn voor de oorsprong van het leven kan helpen de plaatsen te verkleinen waarvan we denken dat het leven zou kunnen bestaan."

Dit onderzoek werd ondersteund door het JPL Icy Worlds-team van het NASA Astrobiology Institute.

https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s ... cean-floor
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie