ONTSTAAN VAN KLEINE EIWITJES OP PYRIET STEUNT PIZZA-THEORIE

In 1988 kwam de Duitse patentjurist Günther Wächtershäuser met een nieuwe hypothese over het ontstaan van het eerste leven op aarde: dat zou niet ontstaan zijn in een door bliksem geactiveerde, matig warme zee vol organische moleculen (de oersoep-theorie), maar op gesteentes rond vulkanen in de zee (de pizza-theorie). Volgens Wächtershäuser vormden de eerste cellen zich op pyriet (ijzersulfide), onder zuurstofloze omstandigheden, bij zo'n 100 graden Celsius en bij aanwezigheid van water en vulkaangassen als koolmonoxide en waterstofsulfide.

Wächtershauser heeft nu, samen met collega Claudia Huber van de Technische Universität München, aangetoond dat onder deze omstandigheden aminozuren worden samengevoegd tot hele kleine eiwitjes (Science, 31 juli). De onderzoekers brachten de aminozuren phenylalanine, tyrosine en glycine in een slurry van water met fijngemaakte nikkelsulfide en ijzersulfide. Ze maakten het medium zuurstofloos, verrijkten dat met de gassen koolmonoxide en waterstofsulfide en brachten het op een temperatuur van 100 graden Celsius.

Al na één dag vonden ze een flinke hoeveelheid dipeptiden, verbindingen van twee aminozuren. Alle ingrediënten bleken noodzakelijk. Wanneer de onderzoekers koolmonoxide, waterstofsulfide of pyriet weglieten, vormden zich geen dipeptiden. Daarbij bleek de vorming van dipeptiden ook sterk afhankelijk van de zuurgraad. Naarmate die meer begon af te wijken van de optimale zuurgraad (ongeveer 8,5) nam de vorming van dipeptiden af. “De eerste cellen hebben dus veel moeite moeten doen om hun zuurgraad constant te houden”, concluderen de auteurs.

Al sinds de jaren zestig lukt het onderzoekers om kleine eiwitjes en zelfs RNA-moleculen te maken. Maar dit gebeurde steeds onder omstandigheden die geochemici onwaarschijnlijk achten voor de situatie van vier miljard jaar geleden, toen het eerste leven ontstond. De situatie waar Wächtershäuser vanuit gaat wordt door geochemici wel waarschijnlijk geacht; rond vulkanen komt hij zelfs nu nog voor. Voor de nieuwe theorie pleit ook een experiment van vorig jaar (Science 276, 1997). Daarin toonde Wächtershäuser aan dat bij pyriet, waterstofsulfide en 100 graden Celsius, koolstofmonoxide wordt omgezet in reactief azijnzuur, een belangrijke voorloper van aminozuren.