DNA-achtige moleculen in het hart van de zon?

KIJK-redactie

2020-10-14 09:00:00

zonnekern sterkern

Het binnenste van een ster bestaat uit verschroeiend heet plasma. Dat hier leven voor kan komen, lijkt uitgesloten. Maar twee natuurkundigen zijn daar niet zo zeker van.

Als astronomen op zoek gaan naar leven elders in het heelal, is dat vrijwel altijd leven zoals wij dat hier op aarde kennen: organismen met koolstof als belangrijke bouwsteen, die vloeibaar water nodig hebben. Niet zo gek ook. Sowieso is dat de enige vorm van leven waarvan we zeker weten dat-ie kan bestaan. Plus: tja, koolstof is scheikundig gezien gewoon een handige bouwsteen en vloeibaar water een heel geschikte plek om chemische reacties in te laten plaatsvinden.

Toch zouden we ons weleens te zeer kunnen beperken als we altijd maar onszelf als blauwdruk blijven nemen. Met een beetje fantasie zijn er ook heel andere vormen van leven te bedenken, zo hebben hele generaties aan sciencefictionschrijvers wel aangetoond. In een recent wetenschappelijk artikel doen ook twee natuurkundigen, Luis Anchordoqui en Eugene Chudnovsky van de City School of New York, een dappere poging om outside the box te denken. Een héél eind zelfs. Ze speculeren over leven ín sterren – inderdaad, in het kolkende, miljoenen graden hete plasma dat daar te vinden is. En als bouwstenen voor zulke levensvormen hebben ze deeltjes en slierten in gedachten die ook meer dan een beetje speculatief zijn.

Foutjes in de ruimte

Aan het begin van hun artikel stellen Anchordoqui en Chudnovsky dat iets wat hen betreft levend genoemd mag worden als het zichzelf kan reproduceren en er tijdens dat kopieerproces kleine veranderingen kunnen optreden. Zulke mutaties kunnen er namelijk voor zorgen dat natuurlijke selectie plaats kan vinden: sommige varianten zijn geslaagder dan andere, en die geslaagdere varianten hebben dan een grotere kans om een volgende generatie voort te brengen.

Bij ons mensen, en bij al het andere leven dat we kennen, liggen DNA en RNA aan de basis van dat proces: lange ketens van moleculen die ervoor zorgen dat in onze cellen eiwitten geproduceerd worden die allerlei functies vervullen. Mutaties in dat DNA of RNA kunnen er vervolgens voor zorgen dat we nieuwe eigenschappen ontwikkelen.

Iets dergelijks hebben Anchordoqui en Chudnovsky ook voor ogen – maar dan met heel andere bouwmaterialen dan de elementen uit het periodiek systeem. Zij gaan uit van twee verschijnselen die dit voorjaar al voorbijkwamen in deze rubriek: magnetische monopolen (zie KIJK 5/2020) en kosmische snaren (KIJK 4/2020). Monopolen zijn deeltjes die een losse magnetische noord- of zuidpool vertegenwoordigen, waar alle bekende magneten zowel een noord- als een zuidpool hebben. Kosmische snaren zijn een soort foutjes in de ruimte: lange, oneindig dunne slierten van energie die door het heelal lopen.

leven in sterren
Kosmische snaren zijn een soort beschadigingen in de ruimte die vlak na de oerknal zouden zijn ontstaan. Twee wetenschappers zien er nu ingrediënten in voor een nieuwe vorm van leven. © CHRIS RINGEVAL/CC0 1.0

Vonk in het duister

Het proces dat Anchordoqui en Chudnovsky vervolgens voor zich zien, is dat zo’n kosmische snaar gevangen raakt in een ster. Daar breekt die snaar dan in steeds kortere stukjes. Aan beide uiteindes van die stukjes ontstaan dan magnetische monopolen. Die korte snaartjes zouden zich vervolgens samenvoegen tot een soort ketting, waar monopolen als kralen aan geregen zijn.

Zo’n kralenketting zien de twee fysici dan als het equivalent van RNA, dat uit maar één keten van moleculen bestaat. (DNA bestaat uit twee aan elkaar gekoppelde ketens, die samen de bekende dubbele helix vormen.) En ja, geven ze toe, zulke monopolenslierten zouden niet lang bestaan: “In vergelijking met de levensduur van een ster zijn ze niet meer dan een korte vonk in het duister.”

Maar, zo vervolgen ze: “Zo’n vonk kan meerdere nieuwe vonken voortbrengen voordat hij uitdooft, waardoor de soort wél een lange levensduur kan hebben. En daarbij neemt de complexiteit toe, dankzij mutaties en natuurlijke selectie.”

Scheikundige Sijbren Otto, die aan de Rijksuniversiteit Groningen werkt met moleculen die zichzelf kunnen kopiëren, is het in de basis eens met wat Anchordoqui en Chudnovsky doen: de definitie van leven veralgemeniseren. “En wanneer je die principes vervolgens ten uitvoer kunt brengen met heel andere materie dan de biomoleculen waarop het huidige leven is gebaseerd, is dat zeker interessant.”

Of Anchordoqui en Chudnovsky ook echt een geloofwaardige variant op ‘ons soort leven’ hebben bedacht, valt echter te bezien. Om te beginnen is noch voor kosmische snaren, noch voor magnetische monopolen ooit enig bewijs gevonden. Daarnaast bespreken de twee wetenschappers niet in detail hoe zo’n parelketting van beide zich dan precies zou moeten kopiëren, mét mutaties. Feitelijk leggen ze alleen maar uit hoe een ketting van monopolen informatie zou kunnen bevatten.

Wel stellen ze een manier voor om hun vreemde vorm van leven op het spoor te komen. De parelkettingen zouden namelijk, om zichzelf te kunnen kopiëren, steeds wat van de energie moeten afsnoepen van de ster om hen heen. Daardoor zou een ster mét levende sliertjes sneller moeten afkoelen dan een ster zonder. En zulke te snel afkoelende sterren lijken we ook daadwerkelijk te zien, merken Anchordoqui en Chudnovsky op – om direct daarna zelf te zeggen dat het wel erg vergezocht zou zijn om dat verschijnsel toe te schrijven aan hun zelfbedachte levensvormen. Maar blijkbaar net niet vergezocht genoeg om het hele idee onvermeld te laten…

Deze Far Out staat ook in KIJK 11/2020.

Tekst: Jean-Paul Keulen

Bronnen: Letters in High Energy Physics, ScienceAlert

Beeld: NASA/Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofysica de Canarias

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK! 







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Artikelen