Een aap die zomaar wat op een computer zit te tokkelen en ineens een sonnet van Hugo Claus blijkt te hebben geschreven: is dat een mirakel? Nee. Theoretisch is het mogelijk – er wordt immers geen enkele natuurwet geschonden. Maar de kans dat het gebeurt, is praktisch gesproken nul. Volgens de Franse bioloog Jacques Monod was het ontstaan van DNA – de basis van alle leven op aarde – een toevalstreffer in een nog veel hogere orde van grootte. Puur geluk, dus. Geen goddelijke ingreep, maar mazzel op kosmische schaal. Een eenmalige gebeurtenis die zich onmogelijk ook op een andere plek in het universum kan hebben voorgedaan. In zijn boek Le Hasard et la Nécessité (1970) formuleerde Monod die overtuiging met de beroemde woorden: ‘Eindelijk weet de mens dat hij alleen is in de gevoelloze onmetelijkheid van het heelal, waaruit hij slechts bij toeval is ontstaan.’

Vandaag denken de meeste experts daar anders over. Het leven zou niet stomtoevallig zijn ontstaan. Integendeel. In zijn boek Vital dust, Life as a cosmic imperative (1995) schrijft de Belgische celbioloog Christian de Duve: ‘Overal in het universum waar de fysische condities vergelijkbaar zijn met die op onze planeet zo’n vier miljard jaar geleden, moet leven haast onvermijdelijk ontstaan.’

Toeval of noodzaak? Zijn we alleen of hebben we gezelschap? En hoe ziet dat gezelschap er dan uit? Het wetenschappelijk onderzoek naar aards én buitenaards leven zit de laatste jaren in een stroomversnelling. Voorlopige conclusies? De ontdekking van leven op andere planeten zou niemand echt verbazen. De ontdekking van complex – laat staan: intelligent – leven lijkt haast uitgesloten.

EEN BLONDJE MET STOFZUIGER

Het is hopeloos. De astronomen die wachten op een signaal van buitenaardse wezens (zie Knack van vorige week), zoeken een naald in een hooiberg. Ze zoeken bovendien maar in een klein hoekje van de hooiberg: hun telescopen staan gericht op de duizend meest nabijgelegen sterren in de Melkweg. Een minuscule fractie van het totale aantal. Wat ze zoeken is zo uniek, dat ze het zo dichtbij zeker niet zullen vinden. Zelfs in die immense hooiberg vol sterren die de Melkweg is, zit waarschijnlijk maar één enkele naald: de aarde. Dat beweren de Amerikaanse paleontoloog Peter Ward en astronoom Donald Brownlee in hun pas gepubliceerde boek Rare Earth: why complex life is uncommon in the universe.

Ward en Brownlee noemen zichzelf astrobiologen: ze bestuderen de condities die het ontstaan en de evolutie van leven mogelijk maken, hier of elders in het universum. Zelf spreken de auteurs van een Astrobiologische Revolutie. Die heeft brandhout gemaakt van het Copernicaanse principe van middelmatigheid, dat zegt: ‘De aarde is een typische planeet die rond een typische ster draait.’ Een onterechte ’trivialisering’ van onze planeet, vinden de auteurs – die heeft geleid tot het hardnekkige geloof dat het universum misschien wel miljoenen andere beschavingen telt. Onder meer de vermaarde planetoloog Carl Sagan, aan wie hun boek trouwens is opgedragen, was daarvan overtuigd.

Maar om te beginnen is de zon geen typische ster – veruit de meeste sterren zijn te klein of te groot om de vorming van bewoonbare planeten mogelijk te maken. Ons zonnestelsel bevindt zich daarenboven in de veilige zone van de Melkweg: niet in het centrum, waar te veel sterren exploderen; en niet aan de rand, waar te weinig zware chemische elementen voorradig zijn.

De aarde is ook zeker geen typische planeet, maar een zogenaamd ‘perfect blondje’: niet te koud en niet te heet. Ze bevindt zich in de bewoonbare zone: iets dichter bij de zon en al het water zou verdampen, iets verder bij de zon vandaan en al het water zou bevriezen. De aantrekkingskracht van onze relatief grote maan zorgt ervoor dat de as van de aarde niet voortdurend kantelt, wat zou leiden tot catastrofale klimaatschommelingen. En Jupiter vervult in ons zonnestelsel de functie van stofzuiger: de enorme gasreus trekt grote asteroïden aan, die anders zouden kunnen inslaan op de aarde.

De factor tijd is even essentieel: de zon is al bijna vijf miljard jaar een stabiele energiebron. En sinds het leven is ontstaan – een kleine vier miljard jaar geleden – is het nooit compleet van de kaart geveegd door een steriliserende catastrofe. De massa-extincties die de aarde heeft gekend, hebben in zekere zin de verdere evolutie gevoed: zonder de meteoor die 65 miljoen jaar geleden de dinosauriërs fataal werd, was de mens er wellicht nog altijd niet geweest. Het zijn maar een paar van de toevallige factoren die achteraf gezien noodzakelijk waren om de evolutie van primitief naar onze vorm van intelligent leven mogelijk te maken.

Ward en Brownlee houden wel een slag om de arm. In het slothoofdstuk van Rare Earth geven ze toe dat hun stelling – complex leven is zeldzaam en misschien uniek in het universum – het product zou kunnen zijn van ‘een gebrek aan fantasie’. Wat betekent ‘zeldzaam’ immers op kosmische schaal? En waarom zou de aarde de enige planeet zijn met complex leven, als primitief leven wellicht wijdverspreid is in het universum? Dat is de paradox van de Astrobiologische Revolutie: er is niet alleen ontnuchterend, maar ook opwindend nieuws. Mars mannetjes? Nee. Maar zijn microben ook goed?

EEN SCENARIO VOOR HOLLYWOOD

Men noemt ze extremofielen, omdat ze ‘houden van’ extreme condities. Ze leven rond vulkanen op de bodem van de oceaan en in verborgen zoetwatermeren diep onder de Antarctische ijskappen. Plekken waar nooit zonlicht komt en waar de druk en de temperaturen extreem zijn. Plekken waar elke vorm van leven tot voor kort werd uitgesloten, omdat ze even steriel zouden zijn als pakweg Mars. Sinds de jaren zeventig groeien de aanwijzingen dat het tegendeel waar is: sommige micro-organismen zijn hardnekkiger dan ooit voor mogelijk werd gehouden. Hun bijnaam luidt: intraterrestrials.

‘De ontdekking dat er een overvloed is aan de meest diverse levensvormen in die extreme omstandigheden, is een van de belangrijkste van de Astrobiologische Revolutie’, schrijven Ward en Brownlee. ‘Het geeft ons de hoop dat microbisch leven vrij algemeen aanwezig kan zijn elders in ons zonnestelsel en de Melkweg. De omstandigheden waarin extremofielen hier overleven, komen ook voor op andere planeten en manen in ons zonnestelsel.’

In december 1984 werd op Antarctica een meteoriet aangetroffen. Tien jaar lang bleef hij opgeborgen in de NASA-archieven en werd er niet naar omgekeken. Toen hij uiteindelijk toch nader was onderzocht, volgde in augustus 1996 de mededeling: meteoriet ALH 84001 kwam van Mars en bevatte misschien fossiele microben. Hoewel zekerheid ontbreekt, sluiten Ward en Brownlee die mogelijkheid niet uit: misschien zijn het extremofielen die diep onder het Marsoppervlak konden overleven. ‘En zelfs als alle leven op Mars vandaag is uitgestorven, wat dan met het verleden? Sinds de landing van Viking in 1976 weten we dat Mars vroeger een dikkere atmosfeer en vloeibaar oppervlaktewater had. Gelet op wat we nu weten over aardse extremofielen, zou die vroege Martiaanse omgeving erg geschikt zijn geweest voor kolonisatie door microben.’

Behalve Mars wordt ook Europa getipt als levensvatbare kanshebber. Europa is een maan van Jupiter, die onder een dikke laag ijs misschien een vloeibare oceaan verbergt. Staan verder nog op het lijstje: Callisto, ook een maan van Jupiter, en Titan, maan van Saturnus. Er bestaan plannen om al deze kandidaten van nabij te gaan bestuderen. Los daarvan werkt NASA aan de Terrestrial Planet Finder, die over enkele jaren zou worden gelanceerd om op zoek te gaan naar aarde-achtige planeten buiten ons zonnestelsel. The search continues.

De astrobiologie opent trouwens geheel nieuwe perspectieven voor Hollywood. Het scenario ligt voor het oprapen: sinds kort heeft NASA een planetary protection officer in dienst. Die moet er bij elke toekomstige missie op toezien dat we geen besmettingsgevaar lopen door microben die eventueel van andere planeten worden meegebracht. Ook de ethische implicaties van de ontdekking van buitenaardse organismen worden ernstig genomen. Aan de universiteit van Washington denkt men in het kader van een astrobiologisch cursuspakket na over de vraag: welke rechten zouden zulke organismen hebben?

BEVRUCHTING UIT DE RUIMTE

Van microbe tot mens, van aap tot Hugo Claus: alle levende wezens op aarde komen voort uit dezelfde chemische oersoep. Het leven is geëvolueerd van primitief naar complex. Dat weten we sinds Charles Darwin in 1859 zijn evolutietheorie ontvouwde. Die theorie is een krachtig verklaringsmodel, maar ze druist in tegen onze intuïtie. Het favoriete voorbeeld van de neodarwinist Richard Dawkins is het oog: hoe kan zo’n ingenieus orgaan het resultaat zijn van toevallige mutaties en natuurlijke selectie? De cruciale factor is tijd: de cumulatie van kleine verschillen over vele miljoenen generaties. Tussen onze verre voorouders en de huidige diversiteit zitten ruim drie miljard jaar. Voldoende om het langzame proces van evolutie zijn gang te laten gaan, plus een in alle opzichten geschikte locatie: het is die combinatie die de aarde volgens Brownlee en Ward zeldzaam maakt.

Maar het darwinisme biedt geen verklaring voor de oorsprong van het leven. Het leven kan pas evolueren zodra het is ontstaan. Hoe dat is gebeurd, blijft een raadsel. Puur toeval, zoals Jacques Monod dacht? Of veeleer onvermijdelijk, zoals Christian de Duve denkt? Brownlee en Ward neigen, net als de meeste van hun collega’s, naar het laatste standpunt – het biologisch determinisme: ‘Chemische sporen in de oudste gesteenten op aarde zijn een sterk bewijs dat leven bijna vier miljard jaar geleden al aanwezig was op aarde. Leven ontstond dus zodra dat theoretisch mogelijk was. Tenzij het een volstrekt toevallige gebeurtenis was, impliceert dit dat leven vrij makkelijk ontstaat uit niet-levende materie. Misschien ontstaat leven op elke planeet zodra de temperatuur het niveau bereikt waarop aminozuren en proteïnen gevormd kunnen worden. Leven op dit niveau is misschien helemaal niet zeldzaam.’

Er bestaat nog een andere verklaring voor de mogelijke verpreiding van primitief leven. Die theorie ontsproot in 1907 aan het brein van de Zweedse chemicus Svante Arrhenius en luistert naar de naam Panspermia. Volgens Arrhenius ontstond het leven niet op aarde, maar elders in het heelal. Primitieve organismen waren volgens hem in staat om in bevroren vorm lange interstellaire reizen te overleven om neer te strijken op allerlei planeten.

Vandaag wordt de Panspermia-hypothese nog altijd ernstig genomen. Brownlee en Ward: ‘Als er micro-organismen bestaan op de ene planeet, reizen ze onvermijdelijk naar naburige planeten. Er bestaat een natuurlijk interplanetair transportsysteem van meteorieten, die microbische verstekelingen aan boord kunnen hebben.’ De Panspermia-hypothese is vooral populair onder de ‘volgelingen’ van Jacques Monod, die geloven dat het leven maar één keer kan zijn ontstaan – omdat het zo’n reusachtige toevalstreffer was.

HET SNELLE UITSTERVEN

Wat ons weer bij het uitgangspunt brengt: toeval of noodzaak? Zijn we alleen of hebben we gezelschap? De vraag heeft enige tijd een sluimerend bestaan geleid, maar staat sinds kort weer in het brandpunt van de wetenschappelijke belangstelling. Begin deze maand vond in Californië de eerste Astrobiology Science Conference plaats, een initiatief van NASA-topman Dan Goldin. Die wil van de zoektocht naar buitenaards leven een van de centrale NASA-thema’s maken voor de komende jaren. Tijdens die conferentie hebben Ward en Brownlee hun ideeën nader toegelicht voor een gezelschap van vijfhonderd wetenschappers uit de meest diverse disciplines. ‘Deze bijeenkomst zal worden herinnerd als die van de grote ideeën’, zei de fysicus Jay Melosh na afloop. ‘Ik kan niet voorspellen wat de astrobiologie zal opleveren, maar het wordt alleszins interessant om in de gaten te houden.’

Eén ding is zeker – in de woorden van Richard Dawkins: ‘Het is niet omdat leven hier is ontstaan en geëvolueerd, dat dit ook elders moet gebeurd zijn. Als het namelijk maar op één plek is gebeurd, dan moet dat wel hier zijn, om de eenvoudige reden dat wij erover discussiëren.’ Hoewel Dawkins ook schrijft dat het sinds Darwin perfect mogelijk is om ‘een intellectueel bevredigd atheïst te zijn’, zou het bestaan van buitenaardse intelligentie natuurlijk de nodige filosofische en theologische consequenties hebben.

Die zijweg slaan Ward en Brownlee – uiteraard – niet in. Al richten ze wel een vermaning aan het adres van de aardse intelligentie: ‘De mogelijkheid dat dierlijk leven erg zeldzaam is in het universum, maakt de snelheid waarmee soorten momenteel uitsterven des te tragischer. (…) Het ontstaan van een intelligente diersoort zou op elke planeet een bron van massa-extincties kunnen zijn. Dat lijkt alleszins het geval op aarde. Als dieren zoals wij zo zeldzaam zijn als wij vermoeden, werpt dat en nieuw licht op het uitsterven van soorten. (…) Over duizend jaar, als de mensheid terugdenkt aan de wereld zoals die er ooit uitzag en kijkt naar de zeldzame dieren die overblijven, wie zal daarvoor dan de verantwoordelijkheid krijgen?’

DE AARDE ALS DIERENTUIN

‘Waar is iedereen?’ Die vraag stelde de Italiaanse fysicus en Nobelprijswinnaar Enrico Fermi in 1950. Als er buitenaardse beschavingen bestaan, zo redeneerde hij, zouden we allang iets van hen hebben gehoord. Maar we horen alleen een Grote Stilte. Een van de meer frivole gedachten die circuleren in astrobiologische kringen, is de zogenaamde Zoo Hypothesis. Brownlee en Ward proberen het zich in te beelden: ‘Onze zeldzame planeet is een soort reservaat voor dierlijk leven. Misschien is dat de reden waarom we nog geen buitenaards signaal hebben opgevangen. Er staat een groot hek rond ons zonnestelsel, met als opschrift: Aarde Intergalactisch Park. Verboden te betreden. De enige planeet met dieren binnen dit en vijfduizend lichtjaren.‘

Joël De Ceulaer