De zoektocht naar leven elders in het universum wordt met enige regelmaat beschreven in populair wetenschappelijke artikelen. Concreet wetenschappelijk onderzoek hiernaar vindt hoofdzakelijk plaats op grond van ruimtemissies, ruimtetelescopen en op aarde gestationeerde grote telescopen.
De meest gestelde vraag hierbij is in hoeverre het ontstaan van leven een vaak voorkomende dan wel een extreem zeldzame gebeurtenis is. Een andere veelgestelde vraag is of er überhaupt leven mogelijk is op grond van enige andere chemie dan de ons vertrouwde koolstofchemie.
Persoonlijk zie ik in deze vraagstellingen bepaalde overeenkomsten met een fenomeen waar wij als gevolg van substantieel omdenken tegenwoordig heel anders tegenaan kijken dan zeg maar een halve eeuw geleden. Dit betreft het fenomeen bewustzijn. Werd er een halve eeuw geleden nog openlijk over gedebatteerd of mensen de enige levende wezens op deze planeet waren met bewustzijn, inmiddels is dit perspectief volkomen gewijzigd.
Tegenwoordig wordt de veronderstelling dat in principe alle doelbewust bewegende organismen over tenminste enige vorm van (omgevings)bewustzijn beschikken breder dan ooit gedeeld. Een en ander is in essentie gebaseerd op de veronderstelling dat het doelbewust bewegen van of naar een punt alleen dan zinvol kan zijn als deze beweging plaatsvindt op grond van een minimaal (omgevings)bewustzijn.
Echter, het hebben van bewustzijn kan vrij lastig worden aangetoond op grond van wetenschappelijke meetmethoden. Dit betekent dat onze uitgangspositie met betrekking tot deze kwestie moet zijn geëvolueerd. Van een perspectief met de mens als middelpunt van de planeet tot een perspectief met de mens als onderdeel van een brede groep van diersoorten en organismen op aarde.
Op grond van het laatste is het perspectief op andere organismen een stuk realistischer geworden en is men de veronderstelde uitzondering qua bewustzijn meer als de heersende norm gaan beschouwen. Op grond van de logica dat de mensheid onderdeel uitmaakt van een brede groep van diersoorten en organismen op deze planeet is de uitgangspositie dat de mensheid volstrekt uniek zou zijn, gewijzigd naar de gedachte dat de mensheid voortkomt uit een breder gedragen collectivistische evolutie.
Toegegeven, het fenomeen bewustzijn is van veel nabijer te bestuderen dan het ontstaan van leven elders in het universum. Niettemin denk ik dat het hierbij eveneens van belang kan zijn om de uitgangspositie van de onderhavige kwestie anders te benaderen en onze impliciete veronderstelling dat leven slechts een uiterst zeldzame en unieke aangelegenheid op aarde betreft substantieel aan te passen of om te denken.
Door voor langere tijd te zoeken naar of uit te gaan van een niet-meetbare variabele die bewustzijn zou moeten kenmerken, zijn decennia verloren gegaan met oeverloze speculaties vanuit het perspectief dat alleen de mensheid deze unieke eigenschap zou herbergen. Door te accepteren dat de onbekende variabele die bewustzijn kenmerkt alomtegenwoordig is binnen het dierenrijk, is op enig moment het besef ontstaan dat bewustzijn in de loop van de evolutie meermaals moet zijn ontstaan binnen een brede groep van diersoorten en organismen.
Door overeenkomstig uit te gaan van het gegeven dat leven zich onder de juiste omstandigheden vrijwel spontaan kan ontwikkelen, ontstaat eveneens een veel zinvoller discussie. In plaats van af te wachten tot de wetenschap dusdanig ver gevorderd is dat leven elders in het universum daadwerkelijk kan worden waargenomen, kan door het betrekken van een andere uitgangspositie de discussie op een veel vruchtbaarder wijze worden gevoerd.
Door niet langer impliciet te veronderstellen dat onze planeet volstrekt uniek is qua voorwaarden voor het ontstaan van leven, kan waarschijnlijk meer vooruitgang worden geboekt. Hierdoor kunnen we ons immers onafhankelijker focussen op de logica van en de randvoorwaarden voor het ontstaan van leven. En laat dit nu precies zijn waarvoor ik in het vervolg van dit artikel een eerste aanzet wil geven.
Materie aggregeert in het universum onder invloed van de zwaartekracht, op grond van de dichtheid en als gevolg van de fysisch-chemische verwantschap tussen elementen of moleculen. De laatst genoemde oorzaak is onder andere bekend als de verschillende aggregatietoestanden (gasvormig, vloeibaar en vast).
De aggregatie van bepaalde elementen of moleculen overstijgt hierbij de verschillende aggregatietoestanden, omdat de aggregatie tevens kan voorzien in het bijeenbrengen van gelijkende elementen of moleculen onder niet eenvormige aggregatie- of fasetoestanden, zoals die bestaan binnen oplossingen of in mengsels.
Onder invloed van de eerste twee benoemde aspecten vindt stervorming plaats uit lichtere elementen en planeetvorming uit zwaardere elementen. Waarbij er eveneens onderscheid valt te maken tussen gasplaneten en rotsplaneten. Op rotsplaneten, rotsmanen en planetoïden lijkt er daarbij bovendien sprake te zijn van de aggregatie van bepaalde elementen, ons voornamelijk bekend als ertsen.
Deze ertsen komen op bepaalde plaatsen binnen deze rotslichamen gemiddeld geconcentreerder voor dan gemiddeld over het gehele rotslichaam. Een dergelijke aggregatie kan hebben plaatsgevonden onder invloed van de zwaartekracht, op grond van de dichtheid en als gevolg van de fysisch-chemische verwantschap tussen elementen of moleculen.
Op rotsplaneten die geologisch actief zijn, kunnen zich als gevolg van optredend vulkanisme gassen en dampen van bepaalde lichtere elementen of moleculen afscheiden. Als de planeet groot genoeg is en de zon niet té actief, dan kan er als gevolg hiervan een stabiele atmosfeer om de planeet worden gevormd.
Als de temperatuur op de planeet daarnaast niet te ver daalt of te hoog oploopt kan er tevens sprake zijn van vloeistoffen en van in beginsel levensvatbare omstandigheden. De exacte voorwaarden voor het ontstaan van leven blijven vooralsnog echter een raadsel. Tenslotte vereist leven altijd een stabiele vorm van overerfbare materie.
De bulkaggregatie van vloeistoffen en de aggregatie van bepaalde elementen of moleculen hierbinnen lijken het begin in te kunnen luiden van bepaalde chemische reakties waaruit verbindingen ontstaan die zichzelf vervolgens eindeloos kunnen repliceren. De aggregatie van bepaalde elementen of moleculen overstijgt daarbij de verschillende aggregatietoestanden, omdat de aggregatie tevens kan voorzien in het bijeenbrengen van de belangrijkste chemische reagentia voor het ontstaan van leven.
In zijn algemeenheid kan worden gesteld dat een compatibele vloeistoffase hoogstwaarschijnlijk essentieel is voor het ontstaan van leven. Naast het feit dat vloeistoffen een hoge mate van mengbaarheid bieden, voorzien vloeistoffen tevens in een hoge mate van thermoregulatie. Ook bieden vloeistoffen een uitgebreid potentieel drukprofiel op grond van de diepte van de desbetreffende vloeistofkolom. Verder veronderstel ik dat onder de voorwaarden van het bestaan van de juiste druk, de juiste temperatuur en de juiste noodzakelijke elementen of moleculen leven vroeg of laat vrijwel spontaan ontstaat, mits er uiteraard sprake is van een compatibele vloeistof(fase).
Gezien het feit dat de aggregatie van materie eenduidig ten grondslag ligt aan de vorming van sterrenstelsels, zonnestelsels, planeten, manen en planetoïden, zou het mij oprecht verbazen als de aggregatie van materie niet eveneens een hoofdrol speelt tijdens het ontstaan van leven. Sterker nog, de aggregatie van materie is zodanig alomtegenwoordig in het universum dat ik wel durf te stellen dat de aggregatie van materie onder de juiste omstandigheden de sleutel vormt tot het ontstaan van leven.
Het ontstaan van leven vormt volgens een dergelijke visie dus geen volstrekt toevallig scenario, noch een lot uit de loterij, maar hangt feitelijk slechts af van of de omstandigheden zich binnen bepaalde raamwerken begeven.
Indien zichzelf replicerende verbindingen eenmaal zijn ontstaan, is er waarschijnlijk geen houden meer aan. Zelfkatalyse onder bepaalde verwante (koolstof)moleculen als gevolg van de fysisch-chemische verwantschap is namelijk geen onbekende. Als gevolg van optredende kopieerfoutjes kunnen deze vervolgens evolueren naar alsmaar succesvollere verbindingen.
Het feit alleen dat wij nog geen notie hebben van wat nou precies die juiste druk, die juiste temperatuur en die juiste noodzakelijke vloeistoffen, elementen of moleculen zijn, hoeft niets af te doen aan het feit dat het ontstaan van leven hoogstwaarschijnlijk een relatief eenvoudig proces betreft.
Persoonlijk veronderstel ik dat, mits de omstandigheden zich binnen bepaalde vooralsnog onbekende raamwerken bevinden, het ontstaan van leven eenvoudigweg niet is te stoppen. Net zoals dat zich spontaan sterrenstelsels, zonnestelsels, planeten, manen en planetoïden vormen in het universum.
Door onze uitgangspositie te wijzigen naar de veronderstelling dat leven vrijwel spontaan ontstaat wanneer de omstandigheden zich binnen bepaalde raamwerken begeven, kan effectiever worden onderzocht wat dan precies de noodzakelijke randvoorwaarden van dergelijke raamwerken zijn en welke alternatieven er bestaan voor een koolstofchemie.
Een en ander levert mijns inziens een veel vruchtbaarder discussie op dan de vooralsnog niet oplosbare vraag of leven een vaak voorkomende of een extreem zeldzame gebeurtenis is in het universum.
[Fotocredits – Sergey Nivens © Adobe Stock]
