Buitenaards leven
onder de loep
Eerste Nederlandse centrum voor astrobiologie in Leiden
P M
Spannende
missies
Astrobiologie
op het net
ZATERDAC
27 APRIL
2002
ER
BU
De hipste wetenschap van het moment is astrobiologie. Via een
bundeling van kennis uit diverse takken van wetenschap hopen
onderzoekers meer te weten te komen over de bouwstoffen van leven
op aarde, en de mogelijkheden van leven elders. Na Amerika valt nu
ook Europa voor de wetenschappelijke speurtocht naar buitenaards
leven. Met Leiden als zenuwcentrum.
door Peter Groenendijk
e Aarde zien als de enige be-
woonde planeet in het heelal, is
net zo absurd als het idee dat
een heel tarweveld slechts één enkele tarwe-
aar zou voortbrengen.'
Was getekend: Metrodoros van Chios, Grieks
wetenschapper, 400 voor Christus. Naden
ken over buitenaards leven is niet pas be
gonnen in de eeuw van NASA en The X-Files:
zo lang de mens nadenkt over het leven zelf,
houdt hij rekening met leven op andere pla
neten. De jongste nazaten van Metrodoros
noemen zich astrobiologen en steken miljar
den dollars in de speurtocht naar leven in
het heelal. De wereld wacht met spanning
op de resultaten.
Hans Fraaije, hoogleraar fysische chemie
aan de Universiteit Leiden, wil de verwach
tingen even bijstellen. „Denk nou niet dat
we over twee jaar met beelden van groene
mannetjes thuiskomen", zegt hij. „Als we al
vormen van leven zullen vinden, zal dat to
taal verschillen van wat wij ons bij leven
voorstellen. Misschien herkennen we het in
eerste instantie niet eens."
Fraaije is de aanvoerder van een select
groepje Leidse wetenschappers, die het
nieuwe onderzoekscentrum astrobiologie
vormen. Wereldwijd is dat geen noviteit: in
Amerika bestaan al zestien omvangrijke as-
trobiologiecentra, in Madrid werken ruim
honderd wetenschappers fulltime in het
Centro de Astrobiologia. Maar in Nederland
heeft Leiden de primeur, constateert Fraaije
met genoegen. „We hebben de nodige scep
sis moeten wegnemen, maar inmiddels is ie
dereen dolenthousiast. Ook Leiden heeft nu
door dat astrobiologie de toekomst heeft."
De zoektocht naar buitenaards leven in ons
planetenstelsel heeft de afgelopen decennia
vooral teleurstellingen opgeleverd. Venus,
Jupiter, de Maan - stuk voor stuk bleken het
ongeschikte plaatsen voor het ontwikkelen
van leven. De grootste teleurstelling kwam in
1976, toen NASA-onderzoekers ondubbel
zinnig vaststelden dat ook op Mars absoluut
geen leven mogelijk is. Miljarden dollars wa
ren besteed aan de speurtocht naar leven,
n opname van het oppervlak van Mars, waarop details te zien
n die sterk aan de invloed van water doen denken. De kleinste
tails zijn acht meter groot.
met als enige resultaat een gigantische desil
lusie: het enige leven in ons zonnestelsel be
vindt zich op aarde.
Maar sindsdien verschijnen af en toe toch
weer tekenen van hoop. De gaslaag rond Ti
tan, de grootste maan van Satumus, bleek
stikstof en andere grondstoffen voor leven te
bevatten. Het bewees dat de bouwstenen
voor het leven niet slechts zijn voorbehou
den aan de planeet aarde.
Ook groeit het besef dat leven kan ontstaan
en voortbestaan op plaatsen waar we dat
lange tijd onmogelijk achtten. Wetenschap
pers ontdekten leven op de meest onher
bergzame plekken op aarde: in diepe, don
kere oceanen, bijvoorbeeld op de Galapa-
gos-eilanden, en in de ijzige permafrost op
Antarctica. Als daar leven mogelijk is, is de
kans groter dat ook op andere planeten -
onder totaal verschillende omstandigheden
- levensvormen bestaan of hebben bestaan.
De ontdekkingen hebben het denken over
de mogelijkheid van leven buiten de aarde
weer doen omslaan. Wat bleek: we weten
nog niet bij benadering wat nodig is om le
ven te doen ontstaan, en op welke plekken
leven mogelijk is. Terwijl wetenschappers in
1976 genoeg dachten te weten om buiten
aards leven in ons zonnestelsel te kunnen
uitsluiten, bleek de wetenschap pas aan het
begin van een lange weg te staan.
Nieuwe geluiden
Om werkelijk te kunnen bepalen hoe leven
kan ontstaan, en waar, is kennis uit allerlei
disciplines nodig. Elke 'ouderwetse' tak van
wetenschap heeft z'n beperkingen. In de ja
ren tachtig en negentig groeide het besef dat
een combinatie van kennis uit onder meer
de chemie, natuurkunde, astronomie en
biologie nodig is. Bundeling van krachten le
verde vruchtbare resultaten op. In Amerika
bedacht men dat die bundeling vaste vor
men moest aannemen, en kwam men ook
met een naam ervoor: astrobiologie. A scien
ce was born.
Hans Fraaije merkt dagelijks hoe de interac
tie tussen verschillende disciplines leidt tot
nieuwe inzichten. „De combinatie van ver
schillende soorten kennis is juist de kracht
van astrobiologie. Je hebt kennis nodig van
het heelal, van fysica, maar ook van het le
ven op aarde - biologie dus. Daarom zijn wij
ook zo blij met ons Leidse centrum. Wij kun
nen dagelijks met elkaar om de tafel zitten,
resultaten bespreken, vragen stellen. Zo kom
je telkens weer tot nieuwe inzichten, en tot
nieuwe vragen."
Een van de onderzoekers die bij het nieuwe
centrum voor astrobiologie zijn betrokken, is
de Oostenrijkse Pascale Ehrenfreund. Net als
de meeste astrobiologen focust zij zich voor
al op Mars. „Wat ik wil weten is: hoe gedra
gen moleculen zich in het heelal? Waar kun
nen ze tegen, hoe ontwikkelen zij zich onder
diverse omstandigheden, bijvoorbeeld op
Mars? Als we dat te weten komen, kunnen
we meer zeggen over de kans op leven op di
verse plaatsen in het heelal."
Om de reacties van moleculen op andere
plekken dan de planeet aarde te bepalen, ge
bruikt Ehrenfreund onder meer data van de
ISO-satelliet, die informatie over moleculen
in interstellaire wolken doorgeeft. Ook wacht
zij met spanning op de resultaten van de
Mars-Express, die volgend jaar naar de Rode
Planeet vertrekt (zie kader). Maar ook op 1
aarde kunnen we meer te weten komen. „In
Noordwijk bouwen wij een laboratorium
waar we de situatie op Mars kunnen naboot
sen. Eind 2002 hoop ik daar aan het werk te
kunnen. Daar kunnen we de reacties van
moleculen testen." Zulk onderzoek is nodig
om met enige kans van slagen te zoeken
naar sporen van leven op Mars, zegt Ehren
freund. „We weten nog amper waarnaar we
moeten zoeken. Goed, we gaan naar Mars,
maar wat dan? Op welke plekken kan leven
zijn ontstaan, en onder welke omstandighe
den? Daar weten we nog veel te weinig van."
Maar het onderzoek in een laboratorium kan
op zichzelf ook al bijzondere nieuwe inzich
ten opleveren. Dat bewees de Leidse onder
zoeker Guillermo Munoz Caro onlangs. Hij
ontdekte dat zich in de ijle ruimte tussen
sterren aminozuren vormen - de bouwstof
fen van het leven op aarde. Munoz Caro
deed zijn ontdekking niet door in het heelal
te turen, maar door de ruimte tussen sterren
in zijn laboratorium na te bootsen. Ehren
freund: „In laboratoria kunnen we net zo
veel ontdekken over buitenaards leven als in
het heelal."
Blaasjes
De Leidse astrobiologen verwachten dan
ook veel van het laboratoriumonderzoek van
Ehrenfreund. Een ander onderzoek dat vol
gens Fraaije veel kan opleveren, is dat van
Leidenaar Alexander Kros. Hij wil meer we
ten van een verschijnsel dat hem al jaren
fascineert: de vorming van blaasjes in het
binnenste van meteorieten. Kros: „Weten
schappers openden een meteoriet, en trof
fen blaasjes aan gevuld met water. Die ble
ken zich spontaan te vormen. Ik wil weten
hoe dat komt, en welke omstandigheden
noodzakelijk zijn voor dat proces. Misschien
kunnen we ook in de hand werken dat die
blaasjes zich repliceren. Dat kan ons meer
vertellen over hoe leven ontstaat in meteo
rieten."
Mars door de ogen van de Global Surveyor. Foto's: Internet/NASA
ia»*-*" 'v-
Mars van dichtbij, zoals gezien door de Pathfinder.
Het wolkendek boven Titan.
De Leidse onderzoekers zitten, kortom, vol
ambitieuze plannen. Maar al het spannends
dat astrobiologie tot nti toe heeft opgeleverd,
komt uit Amerika. Zo beweerden onderzoe
kers van het Johnson Space Center (Hous
ton, Texas) in 1996 dat ze fossielen hadden
gevonden in een Mars-meteoriet met de
prozaïsche naam ALH-84001. De discussie
over de vraag of ALH-84001 nu wel of niet
overblijfselen van leven bevat, houdt astro
nomen inmiddels al zes jaar bezig. Al even
spannend was de vondst van merkwaardige
microben in een ondergrondse bron, recent
gedaan in de staat Idaho. De microben ble
ken, anders dan alle bekende levensvormen,
koolzuur te ademen en waterstof uit de rot
sen te eten. Een tot nu toe onbekende vorm
van leven, totaal anders dan onze biosfeer.
Het bewijst dat leven op andere planeten
onder allerlei omstandigheden mogelijk is.
De diverse NASA:instituten voor astrobiolo
gie hebben de nieuwe wetenschap op de
kaart gezet. Fraaije erkent het zonder
schroom: Europa loopt achter. .Amerikanen
zijn gewoon gekker dan Europeanen", ver
klaart hij. „Ze staan eerder open voor nieu
we ideeën. In de VS is de aandacht voor
ruimtevaart en astronomie bovendien gro-
De eerstvolgende Mars-expeditie,
Mars-express, begint al volgend jaar.
Onbemande voertuigjes zullen wor
den neergezet op de Rode Planeet Ze
moeten uitkijken naar nieuwe bewij
zen van aanwezigheid van water op
Mars, en vooral naar stenen waarin
misschien fossielen van primitief le
ven verborgen zitten. De expeditie,
een project van ESA, borduurt voort
op de Pathfinder-missies van enkele
jaren geleden. Nieuw is de mogelijk
heid om bodemmonsters van Mars
naar de aarde te brengen.
Op 27 november 2004 begint de Huy-
genssonde, een ontwerp van de Euro
pean Space Agency (ESA), aan een
diepgravend onderzoek naar Titan,
een maan van Satumus. De Huygens-
sonde zal zich een weg banen door de
dikke wolkenlaag rondom Titan, en
eenmaal geland gegevens doorspelen
over de ingewikkelde chemie op deze
maan. Op Titan vinden vele soorten
ons onbekende chemische processen
plaats, en die kunnen leiden tot zelf
organisatie. Wellicht vindt Titan hier
sporen van.
www.astrobiology.com
Portal met nieuws en achtergronden
http://astrobiology.arc.nasa.gov
NASA's astrobiologie-si te
www.cab.inta.es
Het astrobiologie-centrum in Madrid
http://sci.esa.int/marsexpress
en www.beagle2.com
Over de marsexpeditie in 2003
http://satum.jplnasa.gov
Over de expeditie van de
Huygenssonde naar Titan in 2004
www.strw.leidenuniv.nl
Site van de Leidse Sterrewacht
ter. En dus is er meer mogelijk." Daar komt
nog bij dat wetenschap in Amerika op grote
schaal wordt gesteund door rijke particulie
ren. Fraaije:.Funding is in Amerika van le
vensbelang voor de wetenschap, hier stelt
het nog niets voor. En dus moeten we het
doen met staatsgeld."
Ondanks de handicaps krijgt Leiden dan
toch het eerste Nederlandse centrum voor
astrobiologie. Officiële naam: Soft Matter/A-
strobiology Laboratorium. Bescheiden van
omvang, weliswaar. Vergeleken met de Ame
rikaanse onderzoekscentra stelt een groep
van vijf wetenschappers natuurlijk niet veel
voor. „Het is een begin", zegt Fraaije. „Ik ga
hier niet cynisch over doen. Natuurlijk is on
ze droom een centrum met veertig, vijftig
fulltimers, super de luxe apparatuur en een
eigen gebouw. Maar we beginnen nu een
maal op deze schaal. Laten wij nu maar be
wijzen dat astrobiologie ook in Nederland
voor mooie resultaten kan zorgen, dan komt
het geld vanzelf."
Verbindingen
Mochten alle inspanningen uiteindelijk lei
den tot de vondst van buitenaards leven,
dan zal het er niet uitzien zoals de makers
van The X-Files ons doen voorkomen. Geen
groene mannetjes, zegt Fraaije - maar mis
schien zelfs wel zó radicaal verschillend van
leven op aarde, dat we het niet eens herken
nen. „Ons leven is gebaseerd op verbindin
gen van koolstofatomen. Er zijn vele miljar
den verbindingen mogelijk, maar op aarde
worden daarvan slechts een paar miljoen
mogelijkheden gebruikt." Als er buitenaards
leven bestaat, is de kans wel heel klein dat
daarvoor dezelfde verbindingen zijn ge
bruikt als hier. Het is zelfs mogelijk dat zulk
leven niet gebaseerd is op koolstof, maar op
een ander element.
Fraaije: „Als een mier een mens tegenkomt,
heeft zo'n dier echt geen notie van waar hij
langs kruipt. Zijn waarnemingsvermogen
schiet daarvoor tekort. Het kan heel goed
zijn dat wij op dezelfde manier om andere
levensvormen zullen heenlopen. En als we
het wel herkennen, zal het in elk geval niets
te maken hebben met wat we in Science Fic-
tion-films zien. Het is onzinnig om te filoso
feren over wat we wel kunnen verwachten -
we hebben gewoon geen flauw idee van wat
ons te wachten staat."
