‘Cellen zijn ultra‑complexe nanomachines; abiogenese lijkt astronomisch onwaarschijnlijk. Ontbrekende tussenstappen en flagellum‑complexiteit roepen fundamentele vragen op—durf jij de oorsprong van leven en ontwerp te onderzoeken?’ (5 minuten leestijd; 3:18 minuten video)

Wat is leven?

Levende materie is georganiseerd op een manier die voldoet aan basiskenmerken van leven, zoals stofwisseling en voortplanting. Concreet gaat het om cellen of celachtige systemen die actief functioneren.

De cel: bouwsteen van leven

De cel is de kleinste levende eenheid van alle organismen en vormt de bouwsteen van leven. Deze bouwstenen zijn wonderlijk complex.

Ontstaan van leven

Er bestaat geen volledig bewezen model dat verklaart hoe leven uit niet-levende materie ontstond. Wetenschappers veronderstellen dat het eerste leven waarschijnlijk via abiogenese ontstond: eenvoudige moleculen organiseerden zich tot een zelfreplicerend systeem binnen een celachtig omhulsel. Pas ná het ontstaan van dit eerste leven begint de evolutietheorie te werken.

Voorwaarden voor het ontstaan van leven

Allereerst stelt de eerste hoofdwet van de thermodynamica dat energie niet uit het niets kan ontstaan of verdwijnen; energie moet van buitenaf worden aangevoerd. Daarnaast geeft de tweede hoofdwet aan dat systemen naar grotere wanorde neigen; ingewikkelde, energierijke moleculen vallen eerder uiteen naarmate de temperatuur stijgt. Bovendien kunnen de benodigde bouwstenen voor een eiwitmolecule nooit allemaal tegelijk binnen hetzelfde bereik aanwezig zijn. Verder bestaan eiwitten in levende wezens vrijwel geheel uit linksdraaiende aminozuren; bij toeval zou men ongeveer 50% rechtsdraaiende aminozuren verwachten.

Kortom: om een cel te laten functioneren moeten duizenden verschillende moleculen tegelijkertijd ontstaan. Daarnaast is instructie-informatie noodzakelijk die precies aangeeft hoe moleculen worden gebouwd. Die informatie moet foutloos zijn geschreven, foutloos gelezen en foutloos getransporteerd. Ook moet de informatie foutloos vertaald worden, precies op het juiste moment en in de juiste snelheid. Bovendien is energie vereist voor al deze reacties; er moet dus een mechanisme bestaan om energie op te nemen, te verteren en op te slaan — met andere woorden: een manier om voedsel te verwerken en energie te bewaren. Tot slot zijn er mechanismen nodig om afvalproducten af te voeren.

Complexe interacties binnen de cel

Losse onderdelen van eiwitten en DNA, schakelen elkaar uit als ze ongecontroleerd naast elkaar liggen. Het eerste levende wezen moest bovendien onmiddellijk een voortplantingsmechanisme bezitten; zonder reproductie zou het direct uitsterven. Onderdelen moesten bijeen worden gehouden door een membraan; zonder membraan valt de cel uiteen. Dat membraan moet selectief stoffen opnemen of afscheiden. Alle genoemde functies moesten perfect op elkaar zijn afgestemd opdat een cel in leven kan blijven. 

Kans op leven

Sommige onderzoekers berekenden extreem lage kansen voor spontane vorming van leven uit niet-levende materie. Daarom beargumenteren zij dat toeval een onwaarschijnlijke verklaring is en dat doelgerichte intelligentie een plausibel alternatief is.

“De waarschijnlijkheid van de vorming van het leven uit levenloze materie is er één op een getal met 40.000 nullen erna … Het is groot genoeg om Darwin en de hele evolutietheorie te begraven … als het begin van het leven niet willekeurig was, moeten ze daarom het product zijn geweest van doelgerichte intelligentie.” Sir Fred Hoyle, astronoom, kosmoloog en wiskundige van Cambridge Universiteit

Eenvoudige bouwstenen

Charles Darwin stelde dat al het leven geëvolueerd is uit eenvoudige cellen. In Darwins tijd werd een cel gezien als een taaie, slijmerige substantie met onbekende eigenschappen. Tegenwoordig weten we dat zogenaamde ‘eenvoudige cellen’ in werkelijkheid zeer complexe machines zijn, ontworpen voor specifieke taken.

Nanotechnologie in de cel

Zoals bij elke machine bestaat een cel uit veel onderdelen, elk met een eigen taak. De onderdelen zijn zo onderling afhankelijk dat één defect, tot het afsterven van de cel leidt. De cel functioneert feitelijk als een ultra geavanceerde fabriek, een vorm van nanotechnologie waar mens en wetenschap nog steeds door worden gefascineerd.

Flagellum

Een flagellum zorgt voor voortbeweging van eencellige organismen, zoals een zaadcel. Met dit zweephaartje zet de cel zich af tegen de omgeving en verplaatst zich. Dit ‘eenvoudige’ haartje blijkt verbijsterend ingewikkeld: het bestaat uit ongeveer 200 verschillende eiwitten die feilloos samenwerken. Bovendien heeft het geen vaste verbinding met de buitenwand van de cel. Dit illustreert dat complexe organellen zeer verfijnd zijn opgebouwd. Michael Behe noemt de flagellum een voorbeeld van onherleidbare complexiteit en ziet het als een uitdaging voor klassieke Darwinistische verklaringen.

Verstand, logica en kosmische voorwaarden

Het universum is nauwkeurig afgesteld om leven mogelijk te maken. Sommige berekeningen tonen extreem kleine kansen voor het toevallig ontstaan van leven. Daarom menen sommigen dat het verstandiger is om een ontwerponderbouwing te overwegen. Vanuit geloofsperspectief wijst men naar Romeinen 1:20, waarbij ‘poiema’ (werk of product van scheppende actie) wordt aangevoerd als aanwijzing dat de natuur wijst op een scheppend ontwerp.

DNA

DNA bevat een complexe, digitale code die proteïnes aanstuurt; wetenschappers noemen oorsprong raadselachtig. Durf jij de herkomst van deze informatie en mogelijke ontwerpvragen te onderzoeken?