Streven. Jaargang 16

[p. 540]

Wetenschappelijke kroniek
Leven op andere planeten?
H. Jans S.J.

DE vraag, of er leven is op andere planeten dan de onze, kan niet zo maar met ja of nee beantwoord worden. Aangezien ze (voorlopig) niet door rechtstreekse observatie op te lossen is, betekent zij in feite dit: moeten wij de aanwezigheid van leven, elders in het heelal, mogelijk of zelfs waarschijnlijk achten, uitgaande van de kennis die we thans bezitten over het ontstaan van het leven op aarde? Op het eerste gezicht worden daardoor nog meer vragen opgeworpen dan beantwoord. Bijvoorbeeld al deze, wellicht de moeilijkste van alle: wat is leven eigenlijk, waarin onderscheidt het zich van niet-leven? Toch blijkt het mogelijk, vanuit louter wetenschappelijk standpunt, een vrij coherent beeld te ontwerpen, van het hoe, van de experimenteel min of meer verifieerbare wijze, waarop het leven is ontstaan en zich ontwikkelt.

Leven als scheikunde van koolstof

In alle levende wezens domineert de scheikunde van de koolstof. Van de iets meer dan negentig elementen, die in de natuur voorkomen, nemen twee lichte, tetravalente¹⁾ elementen een bijzonder belangrijke plaats in: koolstof (C) en silicium (Si). Door hun tetravalentie nemen koolstof en silicium een exacte middenpositie in, in de twee eerste, zg. kleine perioden va nde Mendelejeffse rangschikking, waarvan de extremen bezet zijn door de meest typische metalen en metalloïden (de alkalimetalen, lithium en natrium, de halogenen, fluor en chloor). Koolstof en silicium bezitten nu beide de merkwaardige eigenschap, dat hun atomen, door onderlinge bindingen, zeer gevarieerde en zeer grote moleculen kunnen vormen (dit geldt vooral voor koolstof), of talrijke, duidelijk onderscheiden types van kristalbouw (dit geldt vooral voor silicium). Vergeleken met wat koolstof op zijn gebied presteert, slaat silicium een nogal pover figuur: de variaties zijn veel geringer en de onderlinge bindingen zijn trouwens wezenlijk anders, daar de siliciumatomen steeds over een ‘zuurstofbrug’ (-Si-O-Si-O-Si) aan elkaar gebonden zijn, terwijl de koolstofatomen zich met een opvallend gemak rechtstreeks aan elkaar kunnen binden. De anorganische wereld der gesteenten wordt dan in hoofdzaak door de scheikunde van silicium bepaald (kwarts en silicaten); de organische wereld, met zijn veel groter verscheidenheid, is het onbetwiste domein van de koolstof.

Voor een beter begrip van de vele koolstofverbindingen is de zg. chemische structuurformule zeer verhelderend. Inderdaad kunnen vele organische verbin-

1) Valentie is wellicht het belangrijkste begrip uit de hele scheikunde. We kunnen er hier niet uitvorig over uitweiden, maar herinneren er slechts aan dat elke verbinding de samenstellende elementen in bepaalde proporties bevat, die door hun valentie bepaald zijn: zuurstof is bivalent omdat het de bestendige verbinding water vormt, waarin de atomen zich verbinden in de proportie van één zuurstof voor twee waterstof, H₂O; de verbinding van aluminium met zuuurstof, Al₂O₃, manifesteert dat aluminium trivalent is, enz. De verticale indeling van de bekende rangschikking der elementen volgens Mendelejeff, berust trouwens op de valentie.

[p. 541]

dingen dezelfde globale (scheikundige) samenstelling hebben, en toch op zeer verschillende wijze opgebouwd zijn. De structuurformule stelt de verbinding voor in het platte vlak: de atomen van de verschillende samenstellende elementen worden door hun respectievelijk symbool voorgesteld en met een streepje verbonden met dat bepaald atoom waaraan ze inderdaad gebonden zijn. Deze tweedimensionale voorstelling geeft in vele gevallen bevredigende resultaten, maar blijft in gebreke op één punt, dat juist bij de studie van de levende wezens van uitzonderlijk groot belang blijkt te zijn. Dit punt betreft de asymmetrie van de ruimtelijke schikking der atomen of groepen van atomen die aan een koolstofatoom verbonden zijn. Vele organische verbindingen komen in zeer gelijkende vormen voor, althans wanneer ze in het laboratorium gesynthetiseerd worden: opgebouwd uit dezelfde elementen, in dezelfde proporties, uit dezelfde atoomgroepen op identiek geplaatste koolstofatomen ingeplant, verschillen ze slechts van elkaar als elkanders spiegelbeeld. Ze onderscheiden zich als een rechtse en linkse vorm, wat zich b.v. uit in hun kristalvorm of sommige optische eigenschappen. Het best wordt deze karakteristieke configuratie gevizualiseerd, door ons de ‘aangrijpingspunten’ van de vier koolstofvalenties in te denken als ruimtelijk gesitueerd in de vier hoekpunten van een tetraëder. Zijn nu aan deze hoekpunten vier onderling verschillende atomen of atoomgroepen gebonden, dan hebben wij een zg. asymmetrische koolstof, die uit twee spiegelbeeldvormen, twee isomeren kan bestaan. Het merkwaardige is nu juist dat de organische verbinding, die in de natuur door een levend wezen wordt geproduceerd, slechts één van beide isomeren bevat, en wel steeds dezelfde. Pasteur was reeds zo zeer door dit fenomeen getroffen, dat hij verklaarde, dat deze eigenschap wellicht de enige scherpe scheidingslijn was tussen de scheikunde van de levende en die van de niet-levende stof. Later bleek dat deze ‘voorkeur’ van het levend wezen voor één bepaalde isomeer te wijten was aan het asymmetrisch gebouwd enzym, waarmee het werkte. In het laboratorium ontbrak deze factor van asymmetrie, en daar verkreeg men dan ook onvermijdelijk een mengsel van beide isomeren in statistisch gelijk aantal.

Met de atomen van een betrekkelijk klein aantal elementen, hoofdzakelijk koolstof, waterstof, stikstof en zuurstof (en in mindere mate zwavel, fosfor, een paar halogenen en metalen) kan een verscheidenheid aan verbindingen worden opgebouwd, die nu eens werkelijk niet te overzien is. De koolstofatomen kunnen een min of meer lange keten vormen, deze keten kan al of niet vertakt zijn, kan uit zg. verzadigde of onverzadigde koolstof bestaan²⁾. De koolstofketens kunnen echter ook tot een ring gesloten zijn: in deze ringstructuren kunnen weer verzadigde of onverzadigde koolstof voorkomen, en terwijl de zg. carbocyclische verbindingen slechts koolstof in de ring dragen, komen in de zg. heterocyclische verbindingen ook andere elementen, bv. stikstof of zuurstof, voor. Deze ringen kunnen weer enkelvoudig zijn of veelvuldig, of bestaan uit de versmelting van ringstructuren van zeer verschillende aard.

De elementen of groepen van elementen die, afgezien van waterstof, aan de koolstof gebonden kunnen zijn, kunnen tot enkele types worden teruggebracht; aldus ontstaan de karakteristieke configuraties van de alcoholen, de ethers, de aldehyden, de ketonen, de organische zuren, de esters, (in al deze gevallen gaat

2) Onverzadigd noemt men de koolstofatomen die onderling met meer dan één valentie gebonden zijn.

[p. 542]

het alleen om waterstof en zuurstof), de aminen (met stikstof), de halogeen-derivaten. Een enkel voorbeeld van de ongehoorde combinatiemogelijkheden moge volstaan: Blair en Henze hebben berekend dat aan de formule C₂₀H₄₁ (OH) 82.299.275 mogelijke verschillende alcoholen beantwoorden.

Schematiserend kunnen we zeggen dat het levend wezen de organische verbindingen nodig heeft en gebruikt voor een dubbele junctie: de opbouw zelf van het organisme met het herstel van de mogelijke slijtage, en het voorzien en onderhouden van de energiebron die voor al deze processen onontbeerlijk is. Het kenmerkende van de organische synthesen is inderdaad - en daardoor verschillen ze wezenlijk van de siliciumverbindingen - dat ze wezenlijk endotherm zijn, gepaard gaan met een opslorping van energie. De opbouwende functie is gefundeerd op de proteïnen of eitwitstoffen, de energie wordt geleverd door tussenkomst van de carbohydraten of zetmeelstoffen, suikers, polysacchariden, de daarmee verwante vetten, enz. Dit zeer belangrijke onderscheid ligt trouwens ten grondslag aan de zo actuele kunst van het aangepast dieet in de menselijke voeding. Terloops weze hier nog opgemerkt dat vele, minder ‘vitale’ opbouwelementen, steunweefsels zoals cellulose, plantaardige en dierlijke vezels, ook tot dit tweede type behoren.

De proteïnen zijn dus ongetwijfeld de belangrijkste verbindingen in de levende wereld: het element stikstof speelt er een wezenlijke rol in. Hoe ingewikkeld de feitelijk bestaande proteïnen ook zijn, ze kunnen worden ontbonden in een vierentwintig aminozuren, waarvan de mens bv. er absoluut negen in zijn voeding nodig heeft omdat hij ze zelf niet kan synthetiseren. In het algemeen hebben lagere organismen er minder nodig, en zijn ze vaak zelf tot de synthese ervan in staat. Hier stoten we op het boven reeds vermelde merkwaardige feit dat deze aminozuren, waar ze ook in plant of dier worden aangetroffen, alle behoren tot de linkse variëteit. Ten aanzien van de theoretisch mogelijke gevallen wel een zeer opvallend feit, dat een aanzienlijke rol moet spelen bij de verklaring van het ontstaan van deze structuren op onze aarde.

Dit summiere overzicht van de belangrijkste chemische verbindingen in verband met het leven, zou al te onvolledig en simplistisch zijn, als we toch niet even de vitaminen, hormonen en enzymen vermeldden. Deze illustreren nog eens de zeer grote eenheid die ten grondslag ligt aan het leven op aarde, het aangewezen zijn van de verschillende organismen op elkaar. Enzymen zijn proteïnen die een katalytische invloed hebben op de stofwisseling van het organisme³⁾. Verschillende enzymen dragen b.v. bij tot het verteren van vetten, melk, zetmeel enz. Vitaminen zijn bij het grote publiek beter bekend: het zijn organische verbindingen, die door het organisme in te geringe hoeveelheden worden opgenomen om als energiebron of opbouwmateriaal te dienen, maar die voor de gezondheid van dat organisme nochtans onontbeerlijk zijn. Vitaminen in strikte zin kunnen door het organisme zelf niet geproduceerd worden. Vele van de minstens dertien verschillende vitaminen welke de mens nodig heeft, kunnen slechts door planten geleverd worden. De hormonen tenslotte zijn verbindingen die in klieren worden afgescheiden en, eenmaal in de bloedbaan gebracht, een regulerende invloed hebben op bepaalde functies van het organisme, de groei, de geslachtelijke ontwikkeling, enz. Opmerkelijk is ook weer in dit verband dat b.v. androsteron en oestron, respectievelijk mannelijk en vrou-

3) Katalysatoren zijn die stoffen of verbindingen die de afloop van een chemische reactie in één bepaalde zin bepalen of bespoedigen.

[p. 543]

welijk geslachtshormoon van de mens, ook bij de ‘andere’ zoogdieren en zelfs in sommige planten worden aangetroffen.

Water en lucht als levensmilieu

De levende stof bestaat niet alleen uit een overwegend procent water, zonder water in vloeibare toestand is ze zelfs niet denkbaar. Alleen in dit milieu, dat zovele zouten oplost, dat door zijn buitengewoon grote diëlektriciteitsconstante reacties russen ionen en colloïden bevordert, dat door zijn grote soortelijke warmte een zeer regulerende invloed uitoefent, blijkt de ontwikkeling van levende organismen mogelijk te zijn. De organismen, die niet meer in water leven, dragen hun eigen, vochtig milieu overal met zich mee en beschermen het voortdurend tegen een uitdroging die fataal zou zijn: de levensactiviteit van vele organismen, vooral van de lagere, kan door uitdroging voor zeer lange tijd worden opgeheven, zonder dat daarbij de noodzakelijke structuren vernietigd worden; zodra het vochtig milieu hersteld is, herneemt de levensactiviteit.

Wellicht nog belangrijker voor de mogelijkheid van leven is het bestaan van een atmosfeer. Deze heeft een regulerende werking op de temperatuur, bevat tegelijkertijd de noodzakelijke gassen, en schermt de stralingen af die voor levende wezens dodelijk zijn. De huidige atmosfeer van de aarde beantwoordt aan al deze eisen. Door de warmte-uitwisselingen in de dampkring worden op aarde uiterst hoge of lage temperaturen vermeden. Twee gassen van uitzonderlijk belang zijn in voldoende mate aanwezig: het koolzuurgas (CO₂), waaraan de planten, door tussenkomst van het bladgroen en met de energie van het zonnelicht, de koolstof onttrekken; en de zuurstof (O₂), die als energiebron onontbeerlijk is voor de ademhaling van vele levende wezens. Tenslotte wordt het ultraviolette licht van lange golflengte, dat voor levende organismen dodelijk is, door het ozon (O₃), dat tot op een hoogte van ongeveer 60 km in de atmosfeer voorkomt, bijna geheel geabsorbeerd; O₂ absorbeert het ultraviolette licht van kortere golflengte. De vraag naar de oorsprong en de ontwikkeling van het leven op aarde is dus noodzakelijkerwijze ook de vraag naar de oorsprong en de ontwikkeling van dit merkwaardig levensmilieu, vooral van deze bepaalde atmosfeer die zo gunstig blijkt te zijn.

Ontstaan van het leven op aarde

Het probleem van de ontwikkeling van atmosferen om de planeten is hier vroeger reeds uitvoerig behandeld⁴⁾. We herinneren er slechts aan dat de atmosfeer van een planeet bepaald wordt door het gravitatieveld en de temperatuur van de planeet. Naarmate de gravitatie sterker is, is er meer kans dat een atmosfeer behouden blijft. Naarmate de temperatuur hoger ligt, is er meer kans dat de gassen voor goed in de ruimte diffunderen. Ons eigen planetenstelsel biedt trouwens een paar fraaie voorbeelden van de mogelijke evenwichten die tot stand kunnen komen. Maar een belangrijk gevolg van deze beschouwingen is dat de atmosfeer van een planeet zelf een hele ontwikkeling doormaakt. Het is dan ook zeker dat de huidige atmosfeer van de aarde merkelijk verschilt van wat ze vroeger was, vroeger toen het eerste leven op de aarde is ontstaan.

De vanzelfsprekendheid waarmee wij de alomtegenwoordige zuurstof inademen doet ons vergeten dat de aanwezigheid daarvan in onze atmosfeer zeer

4) F. Bertiau, De atmosfeer van aarde en planeten in Streven, april 1962.

[p. 544]

‘abnormaal’ is. Bij de thans heersende temperaturen is het gravitatieveld van de aarde wel sterk genoeg om alle zuurstof bij te houden, maar dat was in het begin, bij de afkoeling van de aarde, beslist niet het geval. Toen de aardkorst zich had gevormd, was de aarde niet alleen alle waterstof, maar ook alle vrije zuurstof kwijt, en dit laatste wegens het wellicht nog belangrijker feit, dat zuurstof, vooral dan op iets hogere temperatuur, zich zo gemakkelijk met de andere elementen verbindt. We merken dan ook dat in de levenloze natuur alle stoffen spontaan, min of meer vlug, oxideren. In een kubieke meter gesteente onder onze voeten, zit ongeveer evenveel zuurstof gebonden als in een zuil van een vierkante meter doorsnede die wij daarop tot aan de rand van de atmosfeer zouden optrekken. De meeste auteurs zijn het er dan ook over eens dat de huidige zuurstofvoorraad van onze atmosfeer in een geologisch zeer korte periode, van enkele miljoenen jaren wellicht, geheel door oxidatieprocessen zou opgebruikt zijn, indien de plantengroei van de aarde zou verdwijnen. Thans wordt de voorraad steeds weer aangevuld doordat de planten voortdurend de zuurstof vrij maken uit het CO₂.

De aanvankelijke atmosfeer van de aarde moeten we ons dus voorstellen als een atmosfeer zonder vrije zuurstof. Toen de aardkorst zich begon te vormen, was de temperatuur nog wel veel hoger dan nu, maar toch reeds gering genoeg om niet al te lichte gassen door gravitatie bij te houden. De vulkanische activiteit in de nog onstabiele aardkorst was nog geweldig groot, en bracht niet alleen gloeiende gesteenten aan de oppervlakte, maar ook, zoals nu nog, grote gasmassa's, bestaande uit waterdamp, koolzuurgas, zwavel en stikstof, en sommige van hun verbindingen. Met verloop van tijd condenseerde het water tot hete oceanen, die reageerden met de mineralen der continenten, en met een atmosfeer waarin koolzuurgas en water overwegend waren. Bij gebrek aan vrije zuurstof en ozon in deze atmosfeer werd het ultraviolette licht van de zon niet tegengehouden. Daardoor lijkt het ontstaan van leven van meet af aan gecompromitteerd: en toch is het tegendeel waar. Veelvuldige laboratoriumproeven hebben juist aangetoond dat de synthese van bepaalde organische verbindingen, langs zuiver fysico-chemische weg, onder invloed van ultraviolet licht mogelijk is. Vooral sinds het begin van deze eeuw werd een hele techniek van deze synthesen ontwikkeld. Situeren we dit proces dan nog aan de oppervlakte van het water, dan hebben we tevens een milieu waarin de aldus gevormde verbindingen nog een kans hebben te blijven bestaan: blootgesteld aan een voortdurende ultraviolette bestraling zouden ze weer worden vernietigd, maar enkele decimeters water volstaan om deze schadelijke invloed op te vangen.

We hebben het ontstaan van de eerste organische verbindingen nu reeds in de bovenste laag van de warme, oorspronkelijke oceanen gesitueerd. We zagen echter dat er in feite van vele verbindingen slechts een bepaalde isomeer voorkomt. En lange tijd heeft men vruchteloos gezocht in de levenloze natuur naar een wezenlijk asymmetrische oorzaak die daarvoor verantwoordelijk zou kunnen zijn. Welnu, circulair gepolariseerd licht bezit deze asymmetrie. Het kan in de natuur ontstaan door reflectie van lineair gepolariseerd licht op dubbelbrekende kristallen van kwarts of kalkspaat, die zeer veel voorkomen. Een beeld van een dergelijk gepolariseerd licht kan men zich voorstellen in de vorm van een spiraal of wenteltrap: een linksdraaiende en rechtsdraaiende wenteltrap kan men nooit met elkaar doen samenvallen. Experimenteel kon men reeds aantonen dat het gebruik van dergelijk licht inderdaad één isomeer, met uitsluiting van de

[p. 545]

andere, bevordert. Volgens de voorstelling van A. Dauvillier moet ergens in een zilte, warme lagune, door een toevallige samenloop van omstandigheden, in de buurt van kwarts- of kalkspaatkristallen, de eerste asymmetrische, fotochemische synthese hebben plaats gevonden. Wanneer dan in deze soort warme ‘soep’ van organische verbindingen (die op dat ogenblik nog steeds niet de produkten van levende wezens waren zoals dat nu het geval is) de eerste macromolecule ontstond met autoreproduktieve eigenschappen, heeft zij op korte tijd dit hele milieu ingepalmd: haar ‘toevallige’ linkse symmetrie b.v. heeft zich overal opgedrongen. Naderhand ontstond nooit meer op voldoende geïsoleerde wijze een andere synthese, zodat de hele levende stof van de aarde slechts uit een bepaald type assymetrische moleculen werd opgebouwd.

Zo werd het oppervlak der oceanen gaandeweg voorzien van een rijke verscheidenheid aan proteïnen en nucleïnezuren. Er zijn nog altijd geen levende wezens. In een zuurstofatmosfeer zouden al deze broze schepselen gewoonweg verbranden, in het watermilieu echter konden zij zich op veel minder brutale wijze recombineren, en nog wel met vrijmaking van energie die voor alle levensprocessen nodig is: reeds in 1860 ontdekte Pasteur dit ‘leven zonder lucht’, het proces van de zg. anaerobe gisting, waarbij al of niet CO₂ wordt ontwikkeld en energie wordt geleverd. In dit milieu kan dan eindelijk de eerste levende macromolecule ontstaan, dit is een organische structuur met genetische continuïteit, die haar eigen structuur reproduceert en dit alles ten koste van het ‘organische’ milieu waarin zij zich bevindt. Zoals de huidige virussen zich ontwikkelen ten koste van hun gastheer, d.w.z. aan de levende weefsels van hun gastheer hun eigen structuur opdringen, zo zouden de eerste levende organismen, het door zuiver fysicochemische processen voorbereide milieu, op analoge wijze hebben gebruikt.

Het hele probleem spitst zich natuurlijk toe op deze geweldige overgang van een veelheid van nog zo ingewikkelde en grote organische verbindingen naar de dynamische eenheid die het levend wezen vormt. De kleinste levende wezens die we kennen, de bacterieën, bevatten reeds ongeveer 10¹¹ atomen. Toch is de kloof tussen de eenvoudigste levende organismen en nog-niet-levende macromoleculen van de organische scheikunde voortdurend geringer geworden, vooral door de studies van colloïden. Colloïden komen in het dispersiemiddel, b.v. water, fijn verdeeld voor in deeltjes die nog net op de grens van de microscopische zichtbaarheid liggen of zelfs gevoelig daaronder. Daardoor komen we in het domein van de kleinste levende organismen. Nu blijken b.v. zeer verdunde oplossingen van proteïnen zich in zeewater spontaan tot dergelijke druppels te concentreren, door Oparine coacervaten genoemd. Maar er is nog meer: de aminozuren, die een basisch en een zuur reagerend uiteinde hebben, kunnen door aaneenschakelen van hun moleculen, lange ketens en plaatvormige roosters vormen, waarvan beide zijden zeer verschillende catalytische eigenschappen vertonen. Zo ontstaat de mogelijkheid van structuren met een wezenlijk verschillende buiten- en binnenwand, fundamenteel kenmerk van elk levend wezen, dat, in voortdurende interactie met het milieu toch een eigen, inwendig milieu moet onderhouden. Men begrijpt dan ook dat het laatste doel van vele experimenten blijft de synthese, in het laboratorium, van een levend organisme; en dat men minder dan ooit de mogelijkheid daarvan categorisch durft uitsluiten.

Dat een levend organisme, eenmaal in een gunstig milieu ontstaan, zich haast explosief over de hele aarde heeft verbreid, wordt waarschijnlijk wanneer we

[p. 546]

bedenken met welke snelheid bacterieën zich ook heden nog vermenigvuldigen. Reeds in 1897 toonde F. Cohn aan dat een bacterie, die slechts een miljoenste van een miljoenste gram weegt, in enkele dagen 10³⁶ individuen zou kunnen leveren, het gezamenlijke gewicht namelijk van alle oceanen, gesteld natuurlijk dat er geen competitie was vanwege andere organismen en er steeds voldoende voedsel voorhanden bleef. Er zijn trouwens ook thans nog in de natuur analoge verschijnselen bekend: het explosieve karakter b.v. dat vaak het verschijnen van geweldige massa's diatomeeën aan het zeeoppervlak kenmerkt.

Dit primitieve leven was vrij precair en beperkt in zijn mogelijkheden: aan de oppervlakte werd het steeds bedreigd door het ultraviolette licht van de zon. Toen is eens het chlorofyl gevormd. Dit pigment absorbeert een aanzienlijk gedeelte van het zichtbare licht, en gebruikt deze energie om uit koolzuurgas en water organische verbindingen op te bouwen, in welk proces zuurstof wordt vrij gemaakt. Het energie-rendement van dit proces is veel groter dan dat van de gistingen. Het verschijnen van chlorofyl is voor de geschiedenis van het leven op onze planeet even belangrijk geweest als het ontstaan van het leven zelf. Dank zij zijn werking, werden grote hoeveelheden zuurstof voor de atmosfeer vrij gemaakt, die dan onder de vorm van O₂ en O₃ (ozon) de schadelijke werking van praktisch alle ultra-violette straling verhinderen. Daardoor werden ook de continenten bewoonbaar. De ademhaling in de lucht werd mogelijk: weer zorgt een pigment, de hemoglobine van het bloed b.v. voor de reactie die thans in omgekeerde zin verloopt. De zuurstof van de lucht verbindt zich inderdaad door tussenkomst van dit pigment met koolstof van het organisme, om als CO₂ opnieuw aan de atmosfeer te worden afgestaan. De energie die daarbij vrijkomt, wordt door het ademhalend organisme voor al zijn levensfuncties gebruikt. Nog eenmaal willen we wijzen op een feit, een waarschijnlijke samenhang, die in alle geval tot nadenken stemt: hemoglobine wordt ook in sommige planten aangetroffen, waarin het blijkbaar tamelijk overbodig is.

Wanneer dan eenmaal, in deze gunstige omstandigheden, zich eencellige dieren en eveneens reeds merkwaardige georganiseerde zg. lagere planten hebben ontwikkeld, staat de weg open, die ons voert tot de klassieke geologische perioden, ongeveer 600.000 jaar geleden. De aarde zelf, als planeet met een min of meer bestendige korst, was toen reeds vier miljard jaren oud. Op dat ogenblik, begin van het Cambrium, geven de talrijke fossiele resten ons reeds een zo rijk gevarieerd beeld van de levende wereld, dat deze zelf als het resultaat van een lange evolutie moeten worden beschouwd, die waarschijnlijk reeds een miljard jaren had geduurd.

Leven op andere planeten?

Het antwoord op de vraag naar de mogelijke aanwezigheid van leven elders in het heelal, kan in het licht van al deze beschouwingen heel wat precieser geformuleerd worden.

Een eerste conclusie betreft de noodzakelijke voorwaarden, waarin leven kan gedijen en de aard van dat leven zelf. We wezen er reeds op dat het leven slechts mogelijk is op planeten met een dampkring en water in vloeibare toestand, planeten dus waarop de temperatuur tussen zeer enge grenzen beperkt is. Inderdaad temperaturen die gevoelig boven 100° C liggen, doen de broze organische structuren uiteenvallen door moleculaire agitatie. Permanent lage

[p. 547]

temperaturen van enkele tientallen graden onder nul, zo ze ook reeds bestaande structuren niet noodzakelijk vernietigen, ‘bevriezen’ werkelijk de energie die het levend wezen nodig heeft. Dit betekent niet dat het leven niet zou kunnen bestaan op een planeet waarvan het gravitatieveld en de atmosferische samenstelling merkelijk zouden verschillen van die van de aarde: het betekent alleen dat de grenzen, waartussen deze factoren mogen schommelen, tamelijk eng zijn.

Vervolgens is er geen enkele reden om aan te nemen dat er in het heelal een andere scheikunde geldt dan in onze laboratoria. Als er elders leven is, wordt het ongetwijfeld ook beheerst door de chemie van de koolstof. Maar dit betekent weer niet dat de evolutie van dat leven tot organismen moet leiden die er uitzien als die op onze aarde. Zo kunnen we best een wereld indenken waarin precies andere isomeren worden gevormd, dan die welke op onze planeet tot stand kwamen. En vooral de evolutie van hoger ontwikkelde organismen kan tot een ‘anatomie’ leiden, waarvan we ons voorlopig zelfs geen voorstelling kunnen maken.

Een tweede conclusie betreft de feitelijke aanwezigheid van leven op andere planeten. In ons eigen zonnestelsel komen er slechts twee daarvoor in aanmerking: Venus en Mars. Venus bevat een zeer dichte CO₂-atmosfeer, maar zou volgens de jongste waarnemingen een te hoge temperatuur bezitten om leven toe te laten: men hoopt dat het Amerikaanse ruimtevaartuig, eenmaal buiten de (voor nauwkeurige waarnemingen zeer storende) aardse atmosfeer, belangrijke nieuwe gegevens zal kunnen verstrekken. Op de planeet Mars kunnen klimaatschommelingen worden waargenomen, die met gelokaliseerde verkleuringen aan haar oppervlak gepaard gaan. Mars bezit een ijle atmosfeer, met een weinig vrije zuurstof. Al deze gegevens maken de aanwezigheid van een vorm van vegetatief leven waarschijnlijk. Wellicht is de tijd niet zo ver meer af, dat menselijke ruimtevaarders zich daarvan de visu kunnen overtuigen.

Er is nog een andere wijze waarop het leven van andere planeten zich aan ons kan manifesteren: door de organische verbindingen die wij in meteorieten kunnen aantreffen. Deze kwestie is opnieuw aan de orde van de dag: in verschillende meteorieten werden inderdaad koolwaterstofverbindingen aangetroffen. Natuurlijk zijn de mogelijkheden van contaminatie van de meteoriet in de aardse atmosfeer zeer groot, zodat over de interpretatie van deze ontdekkingen onder de geleerden nog geen eenstemmigheid werd bereikt. Maar het is niet uitgesloten dat we ook langs deze weg eens tot de zekerheid kunnen komen dat we in onze atmosfeer brokstukken binnenkrijgen van een planeet waarop leven heeft bestaan.

De derde conclusie betreft de aanwezigheid van leven buiten ons zonnestelsel. Hiervoor moeten we bij de astronomen te rade gaan. Jammer genoeg is dit een van de moeilijkste problemen uit de astronomie. Meent men het ontstaan van ons zonnestelsel te moeten verklaren als een unieke, hoogst onwaarschijnlijke gebeurtenis, dan zou er bij ontstentenis van andere zonnestelsels in het heelal, ook geen mogelijkheid tot leven geboden zijn. Is men integendeel met vele astronomen overtuigd dat het ontstaan van een zonnestelsel, een ‘ster met planeten’, niet zo uitzonderlijk is, dat men dergelijke systemen niet hier en daar zou mogen verwachten in het groot aantal galaxieën die de moderne astronomie heeft ontdekt, dan wordt de aanwezigheid van leven op geschikte planeten, elders in het heelal, op voor ons onbereikbaar afstanden, niet langer onwaar-

[p. 548]

schijnlijk. Men kan natuurlijk het standpunt verdedigen dat ook wanneer een planeet aan alle eisen voldoet en alle voorwaarden voor het ontstaan en het ontwikkelen van leven vervult, het leven zelf nog niet noodzakelijkerwijze moet ontstaan. Indien echter de boven geschetste evolutie in haar hoofdtrekken juist is, dan wordt, van uit fysisch en biologisch standpunt, het uitblijven van leven in een geschikt milieu, gedurende miljoenen en miljarden jaren, veel onwaarschijnlijker dan het ontstaan ervan. Leven op Mars zou een sterke bevestiging zijn van het feit dat het leven ook andere, minder ‘gunstige’ omstandigheden dan die van onze aarde, te baat neemt om te verschijnen. Ten onrechte hebben mensen zoals Lecomte du Nouy er ook nog de waarschijnlijkheidsrekening bij gehaald om te bewijzen dat de toevallige synthese van nog vrij kleine, voor de levende wezens typische macromoleculen, uit ongeveer 20.000 atomen opgebouwd, zo onwaarschijnlijk is, dat ze niet eens in aanmerking moet genomen worden ook wanneer we over enkele, nog te luttele miljarden jaren beschikken. Zonder speciale tussenkomst van een hogere, boven-natuurlijke oorzaak ware het ontstaan van het leven dan niet te verklaren. Bij al dit soort berekeningen echter beschouwt men de atomen als een soort verschillend gekleurde bolletjes die men door herhaald schudden in de juiste positie moet krijgen. Maar dat zijn de atomen van de verschillende elementen, in verschillende fysicochemische omstandigheden allerminst! Een enkel voorbeeld moge dit duidelijk maken: indien men een zeer eenvoudig kristalrooster van NaCl (waarin ieder natriumion door zes chloorionen is omgeven, en omgekeerd) zou willen tot stand brengen door het schudden van duizenden en miljoenen bolletjes, die alleen in kleur verschillen naargelang ze een Na-ion of een Cl-ion voorstellen, dan zal men na duizenden jaren nog geen bevredigend resultaat verkrijgen. In feite echter voegen de miljarden natrium- en chloorionen, zoals ze werkelijk zijn, zich uit een oplossing met een opvallend gemak samen tot het kristal, waarin de bekende regelmatige bouw haast feilloos is verwezenlijkt.

Wellicht is het nuttig nog even op de ware betekenis te wijzen van de beroemde experimenten van Pasteur, die zo vaak verkeerd geïnterpreteerd worden. Pasteur heeft in zijn proeven op afdoende wijze aangetoond dat ook bacterieën, de eenvoudigste levende wezens, niet spontaan in een steriel milieu ontstaan, maar dat zij steeds, waar we ze aantreffen, voortkomen uit reeds bestaande individuen die het proefmateriaal gecontamineerd hadden. Voor het probleem dat ons hier interesseert betekent dit juist dat een reeds zo ingewikkeld organisme als een bacterie onmogelijk ‘plotseling’ in een ongedifferentieerd milieu kon ontstaan. We begrijpen ook beter waarom de genese van het leven op aarde, zoals wij ze beschreven hebben, thans niet meer mogelijk is. Reeds Darwin had dit zeer scherpzinnig ingezien. In een brief van 1871 schrijft hij: ‘Men beweert wel dat alle gunstige voorwaarden voor het ontstaan van het leven ook nu nog aanwezig zijn. Maar ook indien wij (o, wat een groot “indien”) ons kunnen voorstellen dat in een kleine warme plas, met alle soorten ammonium- en fosforzouten, licht, warmte en elektriciteit enz., een proteïne zich zou gevormd hebben, klaar om nog ingewikkelder en talrijker veranderingen te ondergaan, dan zou deze stof, in de huidige omstandigheden, onmiddellijk opgevreten of geabsorbeerd worden, wat niet het geval zou geweest zijn, toen er nog geen levende wezens bestonden’.