Nieuw NASA-consortium om te bestuderen hoe het leven begon

Zonsopgang boven een brede curve van de aarde, gezien vanuit een baan.

Afbeelding viaRensselaer Polytechnisch Instituut.


Help ForVM door te gaan! Doneer alstublieft wat u kunt aan onze jaarlijkse crowdfunding-campagne.

Hoe begon het leven op aarde?? Dat is een van de oudste en meest diepgaande vragen die mensen ooit hebben geprobeerd te beantwoorden. In de afgelopen honderden jaren hebben de wetenschappelijke antwoorden een lange weg afgelegd. Wetenschappers willen begrijpen welke processen leven creëren - zowel hier als mogelijk op andere planeten - maar er zijn veel onopgeloste puzzels. Om het raadsel op te lossen, lanceerde NASA deze maand een nieuw onderzoekconsortium– het verenigen van onderzoekers in meerdere wetenschappelijke disciplines – genaamd Prebiotic Chemistry and Early Earth Environments ofPCE3.


Wetenschappers van de University of California, Riverside (UCR) en Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) hebben PCE3 op 14 februari 2019 aangekondigd.Lori Glaze, waarnemend directeur vanNASA Planetaire Wetenschap, zei NASA heeft hoge verwachtingen van dit nieuwe consortium:

[Het] heeft het potentieel om de manier waarop we de oorsprong van het leven onderzoeken, te transformeren. Het consortium zal het begrip vergroten van hoe het leven begint, door kruisbestuiving van de gemeenschap, nieuwe samenwerkingen mogelijk te maken en de dialoog tussen diverse intellectuele expertise fundamenteel te veranderen.

Het uiteindelijke doel van PCE3 is om vast te stellen onder welke planetaire omstandigheden het leven kan beginnen. De resultaten zullen ook worden gebruikt om toekomstige NASA-missies te begeleiden die op zoek zijn naar bewoonbareexoplaneten.

Planeet bedekt met blauwe kraters van alle soorten en maten plus een grote gloeiende spleet.

Wetenschappers weten nog steeds niet zeker hoe het leven zich voor het eerst ontwikkelde op de vroege aarde. Afbeelding via de Universiteit van St. Andrews.




PCE3 zal een virtueel interactief portaal gebruiken om gegevens beschikbaar te maken voor de bredere wetenschappelijke gemeenschap. Deze gegevens hebben betrekking op vroege omgevingen op aarde en hoe die omstandigheden de chemie mogelijk maakten die nodig is om het leven op gang te brengen. Zoals uitgelegd doorKaryn Rogersvan RPI, een van de vier PCE3-co-leiders:

Met deze benadering zullen we realistische planetaire omstandigheden opnemen in prebiotische chemie-experimenten, wat zal leiden tot modellen voor het ontstaan ​​van leven die consistent zijn met wat we weten over de vroege geschiedenis van onze planeet.

Planeet Aarde en de chemie van het leven delen dezelfde weg. Door die co-evolutie kunnen we ons begrip van de fundamentele planetaire processen die het systeem van de aarde in beweging zetten, gebruiken om de fysieke, chemische en omgevingskaart van het leven te schetsen.

Rogers legt meer uit over deze aanpak in de onderstaande video:


Hoe leidden de vroege chemische reacties met organische moleculen tot het leven zelf? PCE3 zal proberen die vraag te beantwoorden, zeiRam KrishnamurthyvanScripps-onderzoek:

Een van de eerste taken van de groep zal zijn om te onderzoeken hoe kleine moleculen worden gesynthetiseerd op of afgeleverd aan de vroege aarde en hoe deze kunnen overleven en vervolgens complexere verbindingen kunnen vormen in vroege aardse omgevingen die de opkomst van het leven hadden kunnen herbergen.

Stomend groenachtig meer in diepe vulkanische krater met gele zwavelafzettingen aan de kust.

Een MIT en Harvard-Smithsonian Center for Astrophysicsvorig jaar studerenontdekte dat moleculen die sulfidische anionen worden genoemd, overvloedig aanwezig waren op het moment dat men denkt dat het leven voor het eerst op aarde is verschenen. Afbeelding via MIT.


Loren Williamsvan deGeorgia Instituut van Technologiedat is genoteerd:

Het deconstrueren van de oorsprong van het leven vereist een goed begrip van de milieu- en chemische omstandigheden tijdens de vroege geschiedenis van de aarde en van hoe het leven zich ontwikkelde en vorderde in een wereld die heel anders is dan die van vandaag.

NASA'sAstrobiologie Programmaheeft een subsidie ​​van $ 9 miljoen toegekend aan RPI, via deEarth First Originsproject, dat zijn expertise zal gebruiken om te assisteren in het PCE3-consortium.

Zoals opgemerkt door de voorzitterShirley Ann Jackson, RPI heeft een lange geschiedenis van onderzoek op het gebied van astrobiologie:

Rensselaer heeft een uitgebreide geschiedenis van belangrijke bijdragen op het gebied van astrobiologie, het Earth First Origins-project en het Rensselaer Astrobiology Research and Education Center (BIJZONDER) zal een geweldige toevoeging zijn aan onze erfenis van ontdekkingen. De interdisciplinaire wereldwijde samenwerking die bij deze initiatieven betrokken is, belichaamt het visionaire werk dat we doen alsDe nieuwe hogeschool.

Er bestonden verschillende soorten omgevingen op de vroege aarde en velen van hen zouden de startplaats van het leven kunnen zijn, of het leven zou kunnen zijn ontstaan ​​via processen die verschillende milieuniches met elkaar verbonden. We willen het scala aan mogelijke omstandigheden in verschillende vroege aardse omgevingen vaststellen, ze repliceren in het laboratorium en de specifieke factoren begrijpen die bijdragen aan de opeenvolging van chemische syntheses die tot leven leiden.

Grote ronde kussenvormige zwarte rotsen.

Stromatolietenwaren enkele van de vroegste meercellige levensvormen op aarde. Afbeelding via iStock.

Het RPI-onderzoeksprogramma brengt wetenschappers op een groot aantal gebieden samen, waaronder:planetaire evolutie, vroege aardegeochemie, prebiotisch/experimenteelastrobiologieenanalytische scheikunde. Het team omvat ookmoleculair biologennet zoalsgeochemische modelbouwersen data- en visualisatie-experts.

Het vroege Earth Laboratory (eEL) - onderdeel van Earth First Origins - zal experimentele apparatuur gebruiken om de omstandigheden op de vroege aarde te simuleren, volgensBruce Watson, mede-onderzoeker, geochemicus en instituutshoogleraar bij Rensselaer:

Early Earth bood onderdak aan een breed scala aan verschillende omgevingen. Door de interacties tussen water en rotsen en de atmosfeer nauwkeurig weer te geven, of de stroming en vermenging van vloeistoffen langs thermische en chemische gradiënten, zal de eEL een veel betere manier bieden om de chemische paden te verkennen die ontstonden tijdens de vroegste tijden van de aarde.

Dit is een opwindende onderneming, niet alleen met betrekking tot het leven op aarde, maar ook het leven elders. Duizenden exoplaneten – planeten die om andere sterren draaien – zijn al ontdekt door astronomen, en naar schatting zijn ermiljardenalleen in onze melkweg. Weten hoe het leven op aarde is ontstaan, zal astronomen helpen bij hun zoektocht naar leven op andere werelden, ook in ons eigen zonnestelsel. Oceaanwerelden komen veel voor in ons zonnestelsel - niet alleen op aarde maar ook op verschillende ijzige manen met ondergrondse oceanen - dus oceanen kunnen ook elders in de ruimte voorkomen. Als deze oceaanwerelden kunnen worden gevonden, zouden ze een belangrijk doelwit zijn om te zoeken naar bewijs van buitenaardse biologie.

Rotsachtige planeet gezien vanuit een baan met de verre zon en de Melkweg op de achtergrond.

Het PCE3-consortium kan wetenschappers niet alleen helpen begrijpen hoe het leven zich op aarde heeft ontwikkeld, maar ook hoe het kan gebeurenook andere rotsachtige exoplaneten, zoals die in deTRAPPIST-1systeem. Afbeelding via ESO / M. Graan messen.

De aarde is een rotsplaneet en er worden nu veel rotsplaneten ontdekt buiten ons zonnestelsel. We kennen de omstandigheden op geen van hen nog, maar sommige van deze werelden kunnen enigszins op de aarde lijken. Naarmate het nieuwe NASA-consortium vordert, zullen de resultaten ervan wetenschappers helpen bepalen welke van deze werelden niet alleen zijnbewoonbaarmaarbewoond. AlsTimothy Lyonsvan UCR zei:

Ik ben vooral enthousiast om het begin van het leven in de context van de vroege, dynamische bewoonbaarheid van onze planeet te plaatsen en die lessen te gebruiken om me voor te stellen hoe planeten rond verre sterren op dezelfde manier de oorsprong en evolutie van het leven hadden kunnen bevorderen.

Aarde gezien vanuit de ruimte.

Hoe is het leven op aarde ontstaan? Een nieuw onderzoeksconsortium van NASA zal proberen die vraag te beantwoorden. Afbeelding via Rensselaer Polytechnisch Instituut.

Kortom: het nieuwe PCE3-consortium van NASA zal proberen een van de grootste vragen te beantwoorden die ooit aan de mensheid zijn gesteld: hoe is het leven op aarde begonnen?

Via Universiteit van Californië, Riverside

Via Rensselaer Polytechnisch Instituut