counter free hit unique web
WETENSCHAP - Mare 18, 25 januari 2007

Linksdraaiende meteorietzuren

BART BRAUN
Een Leidse astrobiologe deed chemisch onderzoek naar de stoffen die er in meteorieten zitten. Het zijn bekende stoffen, maar ook duidelijk buitenaards van aard; met ‘belangrijke implicaties voor vragen over de oorsprong van het leven’.

In de eerste week van dit jaar ontdekte de familie Nageswaran uit New Jersey dat er een gat in het dak van hun badkamer zat. Naast de toiletpot, tussen het puin, lag een rare, zilverkleurige steen. Een meteoriet van zo’n 350 gram, zo bleek al gauw. Wat de Nageswarans ermee gaan doen is nog niet bekend, maar als ze hem verkopen kunnen ze de badkamer makkelijk herstellen: meteorieten worden net als cocaïne per gram verkocht, en zijn ongeveer even duur.

Ze zijn kostbaar, omdat ze zo zeldzaam zijn. Wetenschappers gaan op lange expedities naar de Sahara en Antarctica om meer meteorieten te vinden, maar zulke expedities zijn duur. Toen astrobiologe Zita Martins (27) monsters van meteorieten zocht voor haar onderzoek, kreeg ze piepkleine brokjes van een paar milligram. Ze bewaart ze in steriele flesjes op haar laboratorium.

Erg indrukwekkend ziet zo’n flesje met een mespuntje zwart gruis er niet uit, maar het is het meest exotische materiaal dat je op aarde kunt vinden. Ze hebben er een lange reis door het zonnestelsel opzitten – de mensheid heeft nooit iets van zo’n grote afstand naar de aarde kunnen halen.

Zelf is Martins nooit naar Antarctica geweest. ‘Veel te koud voor mij’, zegt de Portugese. ‘Ik krijg die dingen gewoon opgestuurd, en dan analyseer ik ze.’ De Zuidpool is voor haar onderzoek wel de belangrijkste bron van meteorieten. Niet alleen omdat je een zwarte steen makkelijk kan vinden op het witte ijs, maar ook omdat Antarctica het dichtste in de buurt van een steriele bewaarkamer komt.

Het is er koud – meer dan tachtig graden onder nul in een strenge winter – en met minder dan tien centimeter neerslag per jaar zijn de zuidpoolvlaktes droger dan welke zandwoestijn ook. Dit alles zorgt ervoor dat de meteorieten zo min mogelijk besmet raken met aards organisch materiaal.

Martins is juist geïnteresseerd in het niet-aardse organisch materiaal in de meteorieten, dat ervoor zorgt dat haar meteorieten zwart zijn. Zij specialiseert zich in zogeheten koolstofhoudende chondrieten, een andere soort dan de steen die de Nageswarans door hun dak kregen.

De expeditiegangers gaan voorzichtig met hun meteorieten om: ze worden met steriele pincetten opgepakt, en verpakt onder stikstof. Hoe minder aardse vervuiling er op de stenen komt, hoe beter Martins en haar collega’s onderzoek kunnen doen naar de oorspronkelijke chemische samenstelling van de meteorieten.

In haar proefschrift beschrijft Martins die samenstelling. Het woordje ‘biologie’ in astrobiologie is een groot woord, maar de chemische stoffen die ze heeft gevonden, klinken biologen wel bekend in de oren. Verschillende koolstofhoudende zuren, waaronder aminozuren, de bouwblokken van eiwitten. Nucleobasen: onderdelen van erfelijk materiaal. Martins was de eerste die met behulp van koolstofisotopen aantoonde dat de stoffen niet afkomstig waren van vervuiling, maar echt hun oorsprong in de ruimte hadden.

‘Dat heeft belangrijke implicaties voor vragen over de oorsprong van het leven’, vertelt ze. ‘Als in een vroeg stadium de bouwblokken voor leven al op aarde terecht kwamen, heeft dat misschien het ontstaan van het leven versneld of zelfs veroorzaakt.’

Eén ding wil ze echter benadrukken: bouwstenen zijn nog niet het leven zelf. Ze wil niet geassocieerd worden met de panspermia-theorie, die stelt dat de ruimte bewoond is door bacteriën, die via meteorieten planeetoppervlakten bereiken. ‘Je verplaatst dan het probleem naar de vraag waar die buitenaardse bacteriën dan vandaan komen, in plaats van een oplossing te geven. Wij gaan er in elk geval geen ja of nee op zeggen.’

In de meteorieten die ze in het laatste hoofdstuk van haar proefschrift beschrijft, wordt de organische chemie pas echt alien. Ze bevatten de hoogste diversiteit aan aminozuren die ooit in een ruimtesteen is gevonden. Er zitten aminozuren bij die op aarde heel zeldzaam zijn, of die alleen kunstmatig door mensen gemaakt worden. Martins: ‘Als je dat op je meteoriet vindt, heb je een indicatie dat het materiaal van buitenaardse komaf is.’

Met één van de aminozuren is iets heel raars aan de hand: de meerderheid van de moleculen is linksdraaiend. Linksdraaiende en rechtsdraaiende moleculen zijn elkaars spiegelbeeld, en verschillen in fysisch-chemisch opzicht slechts op één manier van elkaar: in de manier waarop ze gepolariseerd licht verdraaien (linksom of rechtsom).

Het leven op aarde heeft vrijwel zonder uitzondering slechts één soort gekozen: zo zijn de aminozuren in nagenoeg alle levende organismen op aarde linkshandig.

De meeste biologische aminozuren zijn dus voor honderd procent linksdraaiend, bij aminozuren uit een fabriek is de verhouding tussen de spiegelbeelden één op één. Waarom dan hier die rare verhouding? ‘We weten het niet’, zegt Martins. Als we in het lab aminozuren maken op bepaalde kristallen, kan er ook een scheve verhouding ontstaan. Maar in de ruimte zou die onder invloed van UV-licht moeten verdwijnen. Wellicht ontstonden deze aminozuren op deeltjes van ruimtestof, en is deze stofstabieler dan de meeste andere aminozuren.’ Ook dat heeft implicaties voor het ontstaan van het leven: in 2004 opperden twee Amerikaanse collega’s van Martins al in Science dat het aardse leven zijn linksdraaiendheid dankt aan buitenaardse stoffen.