Naar de content

Alweer oudere sporen van leven gevonden

Grafietkorrels wijzen volgens Japanse geologen op oeroud leven in Canadees gesteente

davbuc via Pixabay.com CC0

Geologen hebben tekenen van vervlogen leven gevonden in gesteente van 3,95 miljard jaar oud. Als de aanwijzingen kloppen, is dit het vroegste leven op aarde dat tot nu toe ontdekt is. Alwéér – want het moment waarop het leven begon, schuift al een paar jaar steeds verder naar voren. Als het écht om leven gaat, tenminste…

In het rood de provincie Labrador in Noord-Oost Canada.

Wikimedia Commons BY-SA 2.5

Een team van Japanse geologen vond aanwijzingen voor leven in het Eoarcheïcum (het tijdperk van 4 tot 3,6 miljard jaar geleden) op het schiereiland Labrador, in het noordoosten van Canada. Hier bevindt zich het oudste afzettingsgesteente ter wereld.

De geologen analyseerden grafiet uit deze gesteenten, en concludeerden uit de chemische kenmerken van de grafietkorrels dat het door levende organismen moet zijn gemaakt. Vandaag publiceerden ze hun bevindingen in Nature.

De aardwetenschappers baseren hun conclusies onder meer op de koolstofisotopen-verhouding (zie kader) in het grafiet. Uit vergelijkbare analyses waren al sporen van Eoaracheïsch leven bekend uit het nabijgelegen zuidwest Groenland, maar dan van iets korter geleden – namelijk rond de 3,75 miljard jaar.

Wat is de koolstofisotopen-verhouding?

Van sommige atomen bestaan verschillende variaties (isotopen), waarbij het aantal neutronen in de atoomkern verschilt. De verhouding waarin deze isotopen voorkomen is vaak kenmerkend voor een gesteente. Het vertelt bijvoorbeeld waar het vandaan komt (bij lood) of wanneer het gesteente is afgekoeld (als het om instabiele isotopen gaat).

Het element koolstof C heeft twee stabiele, natuurlijk voorkomende isotopen: 12C en 13C. De stofwisseling in levende organismen verandert de verhouding tussen de twee isotopen. Door deze verhouding te bepalen, in dit geval in de grafietkorrels (koolstof) in het gesteente, proberen geologen te bepalen of er primitief leven aanwezig kan zijn geweest.

Geen direct bewijs

Het is mooi nieuws, vindt Jan Wijbrans, geochemicus aan de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit van Leiden, die jaarlijks college geeft over The Origin of Life. Al moeten we niet te vroeg juichen. “Het gaat om indirecte aanwijzingen, niet om sluitend bewijs.”

Gesteente uit Groenland met Banded Iron Formations (BIF’s)

 Pieter Vanderlinden via Wikimedia Commons CC BY-SA 2.0

Wie op zoek is naar oerleven, vindt het liefst fossielen – dus resten van het leven zelf. Fossielen ouder dan drie miljard jaar zijn echter nauwelijks bekend, en vrijwel altijd omstreden. Voor het allervroegste leven zijn we daarom aangewezen op andere sporen. Vaak zijn dat BIF’s (Banded Iron Formations), dunne laagjes ijzeroxide die duiden op een reactie van ijzer met zuurstof. Deze laagjes komen veel voor in gesteenten ouder dan drie miljard jaar. De oudst bekende is van ongeveer 3,9 miljard geleden. “Er is een school van denkers die BIF’s als een teken van zuurstof producerend leven ziet”, zegt Wijbrans.

Grote sprong

Een andere aanwijzing is dus de specifieke koolstofisotopen-samenstelling van grafiet, die de Japanners vaststelden in het Canadese gesteente. Volgens hen zijn chemische reacties die onderdeel zijn van de stofwisseling van heel primitieve levensvormen hiervoor verantwoordelijk.

“Sceptici denken echter dat er zowel voor het ontstaan van BIF’s als voor de specifieke chemische signatuur van grafiet ook mechanismen bestaan waar geen leven aan te pas komt”, aldus Wijbrans. Dat erkennen de Japanse geologen zelf ook in hun artikel – maar ze menen dat die andere mechanismen in dit geval niet konden optreden, omdat het gesteente daarvoor een andere samenstelling had moeten hebben.

Dus omdat er geen ander abiotisch – ‘zonder leven’ – mechanisme bekend is dat deze koolstofisotopen-samenstelling kan verklaren, moet het wel een teken van leven zijn? Chemicus John Sutherland van de Universiteit van Cambridge, die gespecialiseerd is in chemische processen op de vroege aarde, vindt het nogal een sprong. “Ik vind het zorgelijk dat aan de koolstofisotopen-verhouding zoveel belang wordt gehecht. We weten dat ook abiotische chemie hiervoor duidelijke voorkeuren kan genereren. De metingen en analyses kunnen allemaal kloppen, maar dan nog is er een reële kans dat de conclusie dat het hier om heel vroeg leven gaat, onjuist is.”

Microscopische opnamen, in verschillende vergrotingen, van dunne plakjes van het Canadese gesteente. Linksboven (e) is het grafiet te zien als dunne, zwarte lijntjes. Rechtsonder (h): uitvergroting van de grafietkorrels.

 Tashiro T., et al., Nature (2017), doi:10.1038/nature24019

Vroegste?

Als de grafietsamenstelling wél op leven wijst, is de volgende vraag of het dan echt het vroegste leven op aarde is dat tot nu toe is vastgesteld. Ook dat is omstreden. Zo rapporteerden Amerikaanse geologen in 2015 nog grafiet met dezelfde chemische signatuur, maar dan uit een zirkoonkristal uit Australië van minstens 4,1 miljard jaar oud.

“Eén flard grafiet van enkele micrometers in een kristal is geen supersterk bewijs”, zegt Wijbrans. “Maar feit is wel dat grafiet van miljarden jaren oud op steeds meer plaatsen een isotopenverhouding blijkt te hebben die nog het best te verklaren is met metabolisme. En dat is op zijn minst intrigerend te noemen.”

Bron

Takayuki Tashiro, et al., Early trace of life from 3,95 Ga sedimentary rocks in Labrador, Canada, Nature (2017), doi:10.1038/nature24019

ReactiesReageer