Het restant van een insect in een minuscuul zandfragment kan toch nog heel wat stof doen opwaaien. Is het mogelijk dat we ooit resten zullen vinden van oeroud leven en zullen we dan ooit de oorspronkelijke bouwstenen van het leven op aarde kunnen achterhalen? Een artikel in Nature over mogelijk oeroude lichte Koolstof, genaamd C12 in ingesloten diamantfragmenten brengt wetenschappers aan het watertanden. Waar kwam het lichte spul vandaan en toont de stof mogelijk al leven aan op een heel prille aarde?

Een zandkorrel met ingesloten insect; een vliegje?

Is het wel mogelijk dat resten van oeroud leven goed geconserveerd te vinden zijn op aarde of op andere planeten in dit universum? Op bovenstaande foto een klein zandfragment met ingesloten insect. Herkomst; de zuid-oost kust van Australië. Wat voor materiaal heeft het beestje ingesloten, hoe oud is het en tot welke soort behoorde het insect? Moeilijke vragen, temeer daar het fragment nogal klein is. Het zandfragment is 700 x vergroot (met een microscoop x 200 en met gebruik van de camerazoom op 2.6, daarna is de foto ook nog vergroot met een foto programma). Het korreltje is kleiner dan 1 mm! Hogere high tech pixel camera’s in combinatie met computer programma’s en microscopen openen een breder blikveld. Een veld dat ons nieuwe gegevens zal leveren over het ontstaan van het leven op aarde. (Foto: N.Quist)

Kan een kristal of ander gesteente fragment sporen van bijzonder oud leven bevatten?

Kleine diamant fragmenten, gesmeed op een nog jonge aarde, bevatten mogelijk sporen van vroeg leven. Althans zo toont een studie aan. De analyse van de diamant insluitsels in Zirkoon toont aan dat zij een vorm van koolstof bevatten die nu mogelijk wordt aangemerkt als komende van planten. De zeldzame diamant fragmenten werden gevonden in Zirkoon kristallen die al gevormd werden na een paar honderd miljoen jaar nadat de aarde ontstond en afkoelde. Althans zo luidt de theorie. De Zirkoon fragmenten werden gevonden in de Jack Hills in het Westen van Australië.

De conclusie in het tijdschrift Nature

De betrokken researchers die het artikel in Nature schreven, benadrukken dat hun vondst niet per se hoeft te wijzen op erg vroeg leven op aarde maar sluiten de mogelijkheid zeker niet uit. Dr. Martin Whitehouse van het Zweedse Natuur Historische Museum tezamen met een van de auteurs zeiden dat scepticisme op dit punt altijd een wetenschappelijke noodzaak is.
Als de Koolstof C-12 inderdaad afkomstig is van primitieve organismen, dan zou dat de datum van ontstaan van dat eerste leven op aarde terug schuiven in de tijd van rond 500 miljoen jaar tot een ouderdom van 4.25 miljard jaar. En dat is nogal wat want de aarde zelf ontstond volgens de huidige datering rond 4.6 miljard jaar geleden.
De onderzoekers kwamen tot de mogelijke conclusie na grondig onderzoek van de Koolstof deeltjes in de Diamant splinters in de Zirkoon kristallen en relateren die specifieke Koolstof deeltjes (de lichte C12 deeltjes) met levens processen (fotosynthese) zoals bekend bij planten op aarde. Maar, zo zeiden de onderzoekers, er zijn ook andere natuurlijke of chemische processen op aarde die mogelijk een zelfde soort lichte Koolstof produceren.

Kan het ook buitenaards materiaal zijn?

Een andere mogelijkheid is namelijk dat het materiaal afkomstig is van meteorieten die insloegen op aarde. Er zijn aanwijzingen die erop wijzen dat, wanneer een meteoriet door de
aardse atmosfeer schiet, vaak alleen maar de buitenkant verhit wordt. De mogelijkheid bestaat dus dat het kernmateriaal ongeschonden op aarde belandt. Sommige van die meteorieten (chondrieten) bevatten namelijk evenzo die lichtere vorm van Koolstof. Zouden in die meteorieten ook echt resten van oeroud leven op andere planeten kunnen zitten? Hoe groot is die kans? Die vraag kunnen we pas beantwoorden wanneer we daadwerkelijk resten van buitenaards leven hebben gevonden op aarde (in meteoriet resten) of op andere planeten.

Op de foto een minuscuul klein kristal (Zirkoon) met insluitsels. Hoe oud is het zandfragment, wat zit er allemaal in en waar komt het vandaan? (Foto; N. Quist; zandfragment uit Australië)

Op die foto in het genoemde artikel zien we inderdaad de zogenaamde scheuren in de Zirkoon kristallen uit de Jack Hills in West Australië. Die scheuren komen wel bekend voor; ook barnsteen vertoont dergelijke scheuren maar de beestjes die in het barnsteen zijn ingesloten, kwamen erin toen de stof nog vloeibaar was. Zirkoon (ZrSiO4) wordt gevormd in magmatische gesteenten zoals Seyeniet en in een aantal metamorfe gesteenten. Het magmatische gesteente was dus ooit ook vloeibaar. Zirkoon fragmenten komen natuurlijk ook voor in klastische (aaneengeplakte) sedimentgesteenten. De oude verweerde resten van het magmatische gesteente maken dan weer deel uit van hard aaneengekit materiaal, dat zichtbaar uit klonten of korreltjes bestaat die aaneen werden gekit door een chemische neerslag.

Gezond scepticisme

Volgens andere onderzoekers zijn de desbetreffende zirkoonkristallen gewoon besmet met later biologisch materiaal. Ze wijzen op de scheuren die meestal in de Zirkoon kristallen zitten: die scheuren geven zeker aanleiding tot gezond scepticisme. Maar de mogelijkheid tot het vinden van insluitsels met zuiver oermateriaal is zeker adembenemend. Stel je voor dat je zo’n echte tijdcapsule met oer DNA vindt! Dat zou de vinding van de eeuw misschien wel zijn. De desbetreffende Zirkoon kristallen zijn 0.3 mm groot en werden gevonden in de Jack Hills in West Australië. Ze vertegenwoordigen de resten van erg oud gesteente dat zelf allang verdwenen is door de werking van wind en water.

Hoe oud?

Radiolicht datering toont mogelijk aan dat de kristallen 4,4 miljard jaar geleden werden gevormd. Eerder onderzoek toont mogelijk aan dat de aarde in een vroeg stadium al koeler en natter was dan tot nu toe aangenomen, want sommige kristallen vertonen tekenen dat zij ooit groeiden gedurende een periode waarin lava afkoelde en in aanraking kwam met water.
De desbetreffende onderzoekers onderzochten 22 grafiet en diamant insluitsels in 18 Zirkoon kristallen. De resultaten van de analyses toonden een ongewoon hoog percentage van de isotopische variant; Koolstof C-12. De meest gebruikelijke weg waarbij Koolstof 12 wordt gevormd op aarde is via Fotosynthese, vertelde Dr. Alexander Nemchin van de Curtin Universiteit van Technology in Australië (hij is mede auteur van het oorspronkelijke artikel in Nature, naast Professor Rosing en Dr. Martin Whitehouse van het Zweedse Natuur Historische Museum). Bron artikel in Nature; http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7483451.stm

Is DNA reconstructie ooit mogelijk?

Aldus in grote lijn het Engelstalige artikel in Nature, waarvan de volledige tekst valt te lezen op de genoemde website. Maar zijn sporen van oeroud leven, geconserveerd in zirkoon, diamant of een ander soort materiaal mogelijk? Sinds de film Jurassic Park
zijn we helemaal op de hoogte van de mogelijkheid van geconserveerd DNA in Barnsteen. Kan het muggenbloed van een in barnsteen geconserveerde mug ons ooit uitsluitsel geven over het DNA van vroege zoogdieren en dinosauriërs? Is het ooit mogelijk om het evolutieproces te reconstrueren aan de hand van oude DNA ketens? Is het misschien zelfs mogelijk dat klompen Barnsteen of Copal ooit de koolstof leverden voor hedendaags gevonden diamant? Het gegeven is zeker de moeite waard om te onderzoeken.

Het zandfragment  met ingesloten insect

Om terug te komen op de foto bovenaan dit artikel: wat met zekerheid gezegd kan worden is dat de luchtbelletjes in het korreltje wijzen op een harsachtige stof. De helderheid van het korreltje is vooralsnog verbazingwekkend evenals het mooie gladde vlak wat ons de inkijk biedt. En dat te midden van al die overige zandfragmenten! Maar gaat het hier om oud barnsteen (meestal gelig van kleur en vaak met krimpscheuren), om oeroud omgevormd barnsteen of om de jongere variant; de zogenaamde Copal.

We kunnen zien, foto’s maken en conclusies trekken. Maar verder onderzoek is voor ons, grenswetenschappers, toch wat problematisch. Is het materiaal nu Barnsteen, Copal (een recentere of jongere vorm van barnsteen) of soms nog iets anders? Bij grotere stukken kunnen we wat betreft de vaststelling van de stof, de “water met zout test” doen (in water met flink wat opgelost zout blijft het barnsteen drijven), of het stukje opwrijven en kijken of het statisch wordt maar met zo’n klein korreltje wordt het wat moeilijker.

Hoe oud het fragment is kan het beestje misschien wel zelf vertellen: leeft de soort nog steeds en is de levensvorm bijna onveranderd, dan zal het om een recente insluiting gaan in de zogenaamde jonge boomhars genaamd Copal. Is de soort nu onbekend in Australië, dan gaat het duidelijk om een ouder exemplaar van een insect dat misschien nog wel voorkomt elders op aarde. Is de soort nu helemaal onbekend op aarde dan is het een oeroud vreemd geval.

Erg moeilijk om zulke schamele dierlijke resten thuis te brengen is het zeker. Daar het hars betreft, gaat het vermoedelijk om een minuscuul vliegje; daar lijkt het beestje ook op maar dat hoeft misschien niet per se zo te zijn. Tegenwoordig scheidden meestal naaldbomen de hars af maar is dat altijd zo geweest? Volgens onze huidige theorieën ontstond al het leven op aarde ooit in het water. In de loop van de tijd paste het leven zich aan voor het leven op land. De vroege planten evolueerden, soorten stierven uit terwijl andere soorten zich verspreidde op aarde. Bomen in een zogenaamd Mangrove bos staan in de regenperiode soms ook met hun wortels en stammen deels in water. Het is dus per definitie niet onmogelijk om ooit ook fossiele larven van in en om het water levende insecten aan te treffen in een oeroude harssoort? Zolang niet onomstotelijk wetenschappelijk is vastgesteld dat oeroude bomen geen hars afscheidden wanneer ze in water stonden is zoiets ook nog mogelijk.

Is het mogelijk om ingesloten insecten thuis te brengen? Diverse insecten in barnsteen zijn met succes gedetermineerd! Op de website van Noorderlicht stond een voorbeeld van een insect dat positief werd geïdentificeerd; de insectensoort bleek door de miljoenen jaren heen, vrijwel niet te zijn veranderd.

Barnsteen met verschillende insecten.  Foto Wikipedia file; Insects in baltic amber, GNU documented.

Over Barnsteen

Barnsteen vindt zijn oorsprong in boomhars dat wordt
afgescheiden door diverse soorten naaldbomen. Maar waren het altijd alleen de diverse soorten naaldbomen die hars afscheidde of bestonden er vroeger meerdere soorten bomen die hars uitscheidde? Je hebt rode, witte, gele en zelfs bruinige hars, afhankelijk van de verschillende boomsoorten die hars afscheiden. Wanneer een boom een verwonding heeft opgelopen, scheidt de boom een erg kleverige stof af die de wond afschermt voor schimmels en insecten. Dat het plantaardige wondvocht zijn werk goed doet is wel te zien aan de onderstaande foto’s van barnsteen met ingesloten insecten. Ons korstje op een wond werkt precies het zelfde: het beschermt ons lichaam tegen binnendringend schadelijk gespuis. Soms kleven er ook nuttige beestjes per ongeluk aan vast zoals bijen en spinnen. Barnsteen kan men herkennen doordat het vrij lichte materiaal statisch wordt als men het opwrijft. Het zal dan haren en andere vezeltjes aantrekken. De Grieken noemden het spul waarschijnlijk Electrum en schreven er een “fluïdum” aan toe: later een elektrisch of statisch geladen veld genoemd. Het spul was vroeger erg populair en niet alleen vanwege de heerlijke geur die sommige harsen verspreiden bij verbranding: men maakte er ook sieraden van. Een nadeel is dat het spul vrij zacht is en vaak krimpscheuren vertoont die door uitdroging ontstaan. Kenmerken: er zitten luchtbelletjes in en het is een vrij licht materiaal. In erg zout water blijven klompjes van het spul drijven. Vindplaatsen: hier in Nederland vooral de stranden van de noordelijke eilanden (Texel, Vlieland etc.).

De jongere vorm van barnsteen heet; Copal. Vindplaatsen van Copal zijn onder andere N.O. Madagaskar, voornamelijk bij Cap d’Ambre. Het hars is van jongere leeftijd dan Barnsteen en ongeveer 10 miljoen jaar oud. De naam Copal komt uit het Nahuatl en betekend wierook.

Linken met betrekking tot dit onderwerp:

http://www.gplatt.demon.co.uk/transfor.htm

http://www.amazon.com/Amber-Earth-Andrew-Ross/dp/056509131X/ref=pd_sim_b_2

http://www.amazon.com/Quest-Life-Amber-Helix-Book/dp/0201489287/ref=pd_sim_b_4/104-9926114-1500711

http://www.gplatt.demon.co.uk/typesof.htm

http://www.museumkennis.nl/nnm.dossiers/museumkennis/i001169.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Insects_in_baltic_amber.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/Fossil

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/6223845/

Website met prachtige foto’s van hedendaagse insecten:

http://www.microcosmos.nl/nbeet1ga.htm

Over de eigenschappen van Barnsteen:

http://www.lorentz.leidenuniv.nl/EM2/artikelen/thomson.html