Wat is leven?

Zou het in theorie mogelijk zijn dat er een levensvorm bestaat, bestaande uit iets anders dan materie? Een verkenning van de mogelijkheden.

Wat is leven?

De definitie van wat leven is, wordt steeds verder opgerekt. Een aantal kenmerken duiken echter steeds weer op. Levende organismen kennen een vorm van stofwisseling (het omzetten van het ene in het andere), houden zichzelf in dezelfde toestand, kunnen groeien, kunnen zich voortplanten en kunnen zich door natuurlijke selectie aanpassen aan hun omgeving in opeenvolgende generaties: evolutie.

Hier op aarde kennen we eencelligen als archeae en bacteriën tot sequoia’s, vinvissen en alles er tussenin. Al deze levensvormen hebben gemeen dat ze uit cellen bestaan en op dezelfde biochemie van eiwit, RNA en DNA zijn gebaseerd.

Niet-organisch leven

Toch zijn dit niet alle denkbare levensvormen. Mogelijk bestaan er levensvormen die niet op de aardse biochemie maar een ander principe zijn gebaseerd.

Buitenaards leven zou gebaseerd kunnen zijn op silicium in plaats van koolstof, al achten wetenschappers de kans erg klein: silicium is chemisch veel weerbarstiger dan koolstof.

Autokatalytische verschijnselen als vuur, tinpest en kristallen, ook RNA-strengen, prionen en andere moleculen zijn in staat zich te vermenigvuldigen. Gooi een zeer klein kristalletje natriumsulfaat (glauberzout) in een verzadigde natriumsulfaatoplossing en er vormt zich snel een enorm kristal. Sommige kristallen splitsen zichzelf tijdens het groeien in stukken die ook weer uit kunnen groeien. Er is sprake van een structurele verandering, metabolisme dus, en vermenigvuldiging. In de meeste gevallen zijn deze structuren niet in staat om te evolueren omdat ze nauwelijks informatie bevatten. In enkele gevallen (zoals RNA maar ook bepaalde mineralen zoals kleiplaatjes) zijn wel ingewikkelder structuren mogelijk. Onderzoekers testen nu bijvoorbeeld uit of bepaalde typen metaaloxiden dergelijke evoluerende structuren kunnen vormen.

Leven dat niet uit vaste materie bestaat Computervirussen leven in een niet-organisch ecosysteem. Ook de bewoners van digitale werelden zijn in staat tot evolutie (en worden daarom vaak om die reden voor evolutieonderzoek gebruikt). Het gat hier om kunstmatige leefomgevingen, maar in principe moet ieder natuurkundig systeem waarin er entropie bestaat en op de een of andere manier informatie op kan slaan en verwerken, in principe leven kunnen herbergen, denken sommigen. Leven zou dan kunnen bestaan in sterren, op de oppervlakte van neutronensterren, als wervelwinden in de atmosfeer van een gasreus, misschien zelfs als licht dat op de een of andere manier met elkaar verknoopt is. Of Efimov-ringen. Omgevingen die te chaotisch zijn komen vermoedelijk niet in aanmerking omdat levende structuren in een fractie van een seconde uit elkaar worden gerukt.

Omgekeerd: we weten nog maar heel weinig. Misschien dat zelfs de structuur van ruimte-tijd zelf ontastbare levensvormen bevat. We weten dat op het allerdiepste niveau enorm veel complexiteit zit. Er moeten kwantumatomen bestaan ter grootte van de constante van Planck. Ons eiland van kennis wordt omringd door een oceaan van onwetendheid, en al wordt ons eiland snel groter, de oceaan is nog steeds onafzienbaar groot.

www.visionair.nl