Je leest:

Leven uit plasmabubbels?

Leven uit plasmabubbels?

Auteur: | 22 september 2003

Roemeense natuurkundigen hebben gasvormige plasmabellen gemaakt die kunnen groeien, vermenigvuldigen en communiceren – en die daarmee over eigenschappen bezitten die ten grondslag liggen aan het gedrag van biologische cellen.

De meeste biologen gaan er van uit dat biologische cellen het resultaat zijn van een complexe evolutie van miljoenen jaren, beginnend met een ‘oersoep’ van een aantal elementaire chemische verbindingen. Vanuit die eenvoudige moleculen ontstond in die optiek via aminozuren en primitieve eiwitten een geordende structuur met ‘levende’ eigenschappen.

De onderzoeksgroep van Mircea Sanduloviciu van de Cuza universiteit in Iasa, Roemenië, zet nu kanttekeningen bij deze algemeen aanvaarde ‘geschiedenis van het leven’. In de Roemeense laboratoria treedt cel-achtige zelforganisatie op in een tijdsspanne van enkele microseconden, zo is te lezen in het tijdschrift New Scientist van 20 september.

Bliksemschicht

De onderzoekers bestudeerden omstandigheden vergelijkbaar met die van onze aarde nog voor er sprake was van enig leven – de tijd van elektrische stormen die in de aardse atmosfeer plasma’s (geïoniseerde gassen) deden ontstaan. Ze staken twee elektroden in een kamer gevuld met een ‘koud’ argonplasma – een gas waarin sommige atomen zijn gesplitst in losse elektronen en geladen ionen.Via een hoge spanning zorgden ze voor een ontlading tussen de twee elektroden, resulterend in een miniatuur bliksemschicht.

Sanduloviciu stelt nu dat de elektrische vonk bij de positief geladen elektrode tot een hoge concentratie van ionen en elektronen leidt, die spontaan kleine bolletjes vormen. Iedere bol is omsloten door een ‘schil’ bestaand uit twee lagen: negatief geladen elektronen aan de buitenkant, positief geladen ionen aan de binnenkant. Helemaal binnen in het bolletje was een kern van gasatomen waarneembaar. De grootte en levensduur van de bolletjes bleek af te hangen van de energie-input van de elektrische ontlading. Sanduloviciu rapporteert bolletjes van enkele micrometers tot zo’n drie centimeter doorsnede.

Vier criteria

Een duidelijke schil of grenslaag die een object begrenst en van de buitenwereld scheidt is een van de vier criteria die gewoonlijk worden gebruikt om levende cellen te definiëren. Sanduloviciu besloot te onderzoeken of zijn ‘cellen’ ook aan de andere criteria voldeden: de mogelijkheid tot vermenigvuldiging, tot de overdracht van informatie en tot stofwisseling en groeien.

De bolletjes blijken inderdaad tot vermenigvuldiging via deling in staat. Onder de juiste omstandigheden groeien ze ook uit door neutrale atomen uit de omgeving op te nemen en deze na splitsing in in elektronen en ionen in hun schil op te nemen. Tenslotte was waarneembaar dat de bolletjes elektromagnetische energie uitzenden die de atomen in andere bolletjes met een bepaalde frequentie laten trillen. Dit is als een rudimentaire vorm van informatieoverdracht te beschouwen.

De plasmabolletjes zijn niet de enige zelforganiserende systemen die aan deze ‘levensvoorwaarden’ voldoen. Maar ze zijn wel de eerst waargenomen gasvormige ‘cellen’. Sanduloviciu gaat zelfs zover te stellen dat ze de eerste echte cellen zouden kunnen zijn geweest, gevormd in de elektrische stormen in het vroege leven van de aarde. ‘De aanwezigheid van zulke cellen is waarschijnlijk een voorwaarde geweest voor de biochemische evolutie’, zegt de Roemeense onderzoeker.

Om commentaar gevraagd stelt de Brusselse fysisch chemicus Gregoire Nicolis dat Sanduloviciu met deze bewering ‘de mogelijkheden van de waarschijnlijkheid oprekt’. Nicolis betwijfelt met name of biochemische moleculen zoals DNA wel kunnen ontstaan bij de hoge temperaturen waarvan sprake is bij de plasmabolletjes. Sanduloviciu werpt daar tegenin dat de plasma’cellen’ weliswaar hoge temperaturen vereisen voor de vorming, maar daarna bij relatief lage temperaturen kunnen voortbestaan. ‘Het soort omgeving waarin normale biochemische reacties optreden’, aldus de Roemeense onderzoeker.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 september 2003

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.