Wanneer eenvoudig niet zo eenvoudig is

De „chemische evolutie”-theorie oppert dat het leven op aarde zich miljarden jaren geleden door spontane chemische reacties heeft ontwikkeld.

Die theorie beweert niet dat levenloos materiaal door een toevallige omstandigheid rechtstreeks is veranderd in vogels, reptielen of andere complexe levensvormen. In plaats daarvan luidt de stelling dat een reeks spontane chemische reacties uiteindelijk hebben geresulteerd in zeer eenvoudige levensvormen zoals algen en andere eencellige organismen.

Is het, uitgaand van wat er nu over die eencellige organismen bekend is, redelijk aan te nemen dat ze zo eenvoudig zijn dat ze spontaan zouden kunnen zijn ontstaan? Hoe eenvoudig is bijvoorbeeld een eencellige alg? Laten we eens een specifieke soort onder de loep nemen, namelijk de eencellige groenalg van het geslacht Dunaliella van de orde van de Volvocales.

Unieke eencellige organismen

Dunaliella-cellen zijn eivormig en heel klein — ongeveer tien micrometer lang. Achter elkaar gelegd, zouden er ongeveer 1000 exemplaren nodig zijn om één centimeter lengte te bereiken. Elke cel heeft aan één kant twee flagellen (zweepachtige trilharen) waarmee ze kan zwemmen. Net als planten voorzien Dunaliella-cellen met behulp van fotosynthese in hun energie. Ze produceren voedsel uit kooldioxide, mineralen en andere voedingsstoffen die in de cel worden opgenomen en ze planten zich voort door middel van celdeling.

Dunaliella kunnen zelfs in een verzadigde zoutoplossing leven. Ze behoren tot de weinige organismen die in de Dode Zee, die een zoutgehalte heeft dat acht keer hoger ligt dan zeewater, in leven kunnen blijven en zich er kunnen voortplanten. Dit zogenaamd eenvoudige mechanisme kan ook plotselinge veranderingen in het zoutgehalte in zijn omgeving overleven.

Neem bijvoorbeeld Dunaliella bardawil, die in de ondiepe zoutmoerassen in de Sinaïwoestijn wordt aangetroffen. Het water in deze moerassen kan tijdens een onweersbui snel minder zout worden of kan, wanneer de extreme hitte van de woestijn het water doet verdampen, verzadigd raken van zout. Deze uiterst kleine alg kan die extreme veranderingen verdragen, mede dankzij haar vermogen om precies de juiste hoeveelheid glycerol te produceren en op te hopen. Dunaliella bardawil kan heel snel glycerol synthetiseren, binnen enkele minuten nadat de verandering in het zoutgehalte is opgetreden, waarbij ze zoveel glycerol produceert of elimineert als voor aanpassing nodig is. Dat is belangrijk omdat de zoutconcentratie in sommige habitats binnen een paar uur drastisch kan veranderen.

Dunaliella bardawil, die in de ondiepe moerassen van de woestijn leeft, staat bloot aan fel zonlicht. Dat zou de cel kunnen beschadigen als een kleurstof in de cel niet voor de nodige bescherming zorgde. Wanneer een Dunaliella-cultuur onder gunstige voedingsomstandigheden is gegroeid, zoals  in een omgeving met een overvloed aan stikstof, is ze felgroen, waarbij de groene kleurstof chlorofyl voor de bescherming zorgt. De cultuur zal bij een stikstoftekort en een hoge zoutconcentratie, temperatuur en lichtsterkte van groen naar oranje of rood verkleuren. Waarom? Onder die barre omstandigheden vindt er een gecompliceerd biochemisch proces plaats. De chlorofylwaarde daalt naar een laag niveau en in plaats daarvan wordt er een alternatieve kleurstof, bètacaroteen, geproduceerd. Zonder dat unieke vermogen om die kleurstof te produceren zou de cel afsterven. Het verschijnen van grote hoeveelheden bètacaroteen — onder die omstandigheden tot wel tien procent van het droge gewicht van de alg — verklaart de verandering in kleur.

In de Verenigde Staten en Australië wordt Dunaliella commercieel gekweekt in grote vijvers om natuurlijk bètacaroteen te produceren voor de handel in voedingsmiddelen. Er zijn bijvoorbeeld grote productiebedrijven in Zuid- en West-Australië. Bètacaroteen kan ook synthetisch worden vervaardigd. Er zijn echter maar twee ondernemingen die over de uiterst kostbare en complexe biochemische fabrieken beschikken om dit op grote schaal te kunnen produceren. Wat mensen tientallen jaren en grote investeringen op het gebied van research, ontwikkeling en productiefaciliteiten heeft gekost, doet Dunaliella in een handomdraai. Deze eenvoudige alg doet het met een minuscule fabriek die te klein is om met het blote oog waar te nemen, als onmiddellijke reactie op de veranderende vereisten van haar omgeving.

Nog een uniek vermogen van het geslacht Dunaliella wordt aangetroffen bij een soort die Dunaliella acidophila wordt genoemd, die in 1963 voor het eerst werd geïsoleerd in natuurlijke zuurrijke zwavelbronnen en -aarde. Die omgeving werd gekenmerkt door een hoge concentratie zwavelzuur. In laboratoriumonderzoeken kan die Dunaliella-soort gedijen in een zwavelzuuroplossing die ongeveer 100 keer zo zuur is als citroensap. Anderzijds kan Dunaliella bardawil overleven in een sterk alkalisch milieu. Dat toont aan hoe buitengewoon groot het ecologisch aanpassingsvermogen van Dunaliella is.

Een paar punten om over na te denken

De uitzonderlijke vermogens van Dunaliella zijn opmerkelijk. Niettemin vormen ze slechts een klein deel van de verbazingwekkende reeks eigenschappen die eencellige organismen gebruiken om te overleven en te gedijen in steeds veranderende en soms vijandige omgevingen. Die eigenschappen stellen Dunaliella in staat op behoeften tijdens de groei te reageren, selectief voedsel op te nemen, schadelijke stoffen te weren, afvalstoffen uit te scheiden, ziekte te vermijden of te boven te komen, aan roofdieren te ontkomen, zich voort te planten, enzovoorts. Mensen gebruiken ongeveer 100 biljoen cellen om deze taken te volbrengen!

Is het redelijk om te zeggen dat deze eencellige alg slechts een eenvoudige, primitieve levensvorm is die bij toeval is ontstaan uit een paar aminozuren in een organische soep? Is het logisch deze wonderen der natuur toe te schrijven aan puur toeval? Hoeveel redelijker is het om het bestaan van levende dingen toe te schrijven aan een meesterlijk Ontwerper die het leven met een doel heeft geschapen. De onmetelijk complexe en interactieve aard van levende dingen kan alleen maar verklaard worden door een dergelijk — voor ons welhaast onbevattelijk — niveau van intelligentie en vakmanschap.

Een nauwkeurig onderzoek van de bijbel, niet vertroebeld door religieuze of wetenschappelijke dogma’s, geeft bevredigende antwoorden op vragen over de oorsprong van het leven. Het leven van miljoenen mensen, met inbegrip van velen die natuurwetenschappen hebben gestudeerd, is door zo’n onderzoek verrijkt. *

[Voetnoot]

[Illustraties op blz. 26]

Uiterst links: commerciële productie van bètacaroteen met gebruik van „Dunaliella”

Links: vergrote oranje „Dunaliella”-cultuur met hoog bètacaroteengehalte

[Verantwoording]

© AquaCarotene Limited (www.aquacarotene.com)

[Illustratie op blz. 26]

Dunaliella

[Verantwoording]

© F. J. Post/Visuals Unlimited

[Illustratie op blz. 27]

Beeld met kern (N), chloroplast (C) en Golgi-apparaat (G) gemaakt met een rasterelektronenmicroscoop

[Verantwoording]

Image from www.cimc.cornell.edu/Pages/ dunaLTSEM.htm. Used with permission