Nieuws

21 nov 16: Persbericht: KNAW: genome editing vraagt om publiek debat en heldere regelgeving
18 nov 16: Volkswagen schrapt 30.000 banen door dieselschandaal en transitie naar elektrische auto
16 nov 16: 100.000e elektrische auto rijdt op de Nederlandse weg (AD)
10 nov 16: Is Erik Verlinde de nieuwe Einstein? Sterrenkundige Margot Brouwers resultaten wijzen er op dat Verlindes theorie klopt!
8 nov 16: Nederlander Erik Verlinde komt met baanbrekende theorie over zwaartekracht
8 nov 16: Chimpansees winden draderige algen als spaghetti om een stokje nrc
6 nov 16: The Origami Code. NPO 2 Zondag 6 nov 2016 19:15. Kijk de aflevering hier terug. Is zeer de moeite waard!

*) zie hier. [ Archief Actualiteiten ]

03 juni 2011

Arsenicum bacterie: Felisa Wolfe-Simon antwoordt haar kritici

Felisa Wolfe-Simon met blote voeten
in het arsenicum-houdende Mono Lake
Op 2 december 2010 blogde ik: Bacterie ontdekt die arsenicum in plaats van fosfor gebruikt, op 3 dec: Hoe alien is de Arsenicum bacterie? en op 5 dec blogde ik over Arsenicum bacterie: is het bewezen?
Er kwam uit de wetenschappelijke wereld veel kritiek: het bewijs rammelde aan alle kanten. Vorige week stond er in Science een hele serie kritieken, en vandaag antwoordt Felisa Wolfe-Simon haar kritici (1). Ze blijft bij haar claim dat ze bewijsmateriaal heeft dat de bacteriestam uit het Mono Lake fosfor in aantoonbare hoeveelheden heeft vervangen door arsenicum in eiwitten en DNA.

Felisa Wolfe-Simon en 11 medeauteurs, waaronder de bekende fysicus-cosmoloog Paul Davies (2), benadrukken dat ze alle mogelijke voorzorgen hebben genomen dat de bacteriekweken voldoende arsenicum kregen en vooral een hoeveelheid fosfor die verwaarloosbaar klein is. De kritiek was nl. dat er sporen van fosfor als verontreiniging in het kweekmedium waren die voldoende waren voor de cellen om te groeien. In dat geval zou het hele experiment mislukt zijn. Maar FWS had een controle zonder fosfor en zonder arsenicum die veel slechter groeide dan de arsenicum bacterie. Het enige verschil tussen beide experimenten was de toegevoegde hoeveelheid arsenicum, en die moet dus de verbeterde groeisnelheid verklaren. En dat betekent dat de bacterie het arsenicum gebruikt moet hebben, dw.z. ingebouwd moet hebben in eiwitten en DNA in plaats van fosfor. Andere bezwaren, zoals dat er fosfor vrijgekomen zou kunnen zijn uit dode cellen en vervolgens gebruikt werd door levende cellen zijn niet in staat om het verschil tussen experiment en controle te verklaren, aldus FWS.

DNA
Interessant is de claim van FWS dat recente kwantum-mechanische berekeningen suggereren dat de vervanging van fosfor (P) door arsenicum (As) de ruimtelijke structuur van de DNA dubbel-helix in tact laat (3). Dit is heel belangrijk. Als dat klopt is een zwaarwegend theoretisch bezwaar tegen arsenicum-DNA uit de weg geruimd. De driedimensionale Watson-Crick structuur van DNA luistert heel nauw. Wijkt het te veel af dan verlopen ontzettend veel processen in de cel niet optimaal of zo slecht dat er groeistilstand of de dood optreedt. FWS geeft aan dat het fosfor gehalte van de bacterie erg laag is maar komt niet met een percentage van vervangen fosfor in DNA. Hopelijk komt dat in vervolg onderzoek. Ze schrijft wel dat ze nooit beweerd heeft dat al het fosfor vervangen zou zijn door arsenicum.

Giftig
Bovenal is de bacterie extreem tolerant voor het doorgaans zeer giftige arsenicum. Dit moet het gevolg zijn van sterke selectie voor Arsenicum tolerantie in een omgeving met hoge arsenicum concentraties in het Mono Lake. Dit is een voorwaarde voor groei, maar zeker niet voldoende. Het zou nl. kunnen zijn dat de bacterie in staat is om efficient arsenicum onschadelijk te maken of uit te scheiden. Tolerantie voor giftige stoffen is een bekend verschijnsel (bv.: zinkviooltje). Maar deze bacterie tovert een giftige stof om tot een bouwsteen: het is in staat arsenicum als substituut van fosfor te gebruiken. In ieder geval in laboratorium experimenten. Arsenicum wordt dus niet uitgescheiden, maar juist opgenomen.

Reprodcueerbaarheid
FWS stelt de bacterie beschikbaar voor andere wetenschappers zodat zij de experimenten kunnen herhalen. En zo hoort het ook in de wetenschap. Zij stelt zich hiermee ook kwetsbaar op, omdat anderen haar claims kunnen falsificeren.

Buitenaards leven
FWS en medeauteurs speculeren niet over buitenaards leven. Maar de implicatie is duidelijk: als er planeten zijn waar geen fosfor maar wel arsenicum aanwezig is zou leven op die planeet toch mogelijk zijn.

Fine Tuning
De eisen voor fine-tuning van fysiche en chemische eigenschappen van het heelal zijn hiermee ook wat minder streng geworden! Fosfor is geen vereiste meer!


Bronnen
  1. Felisa Wolfe-Simon et all (2011) Response to Comments on “A Bacterium That Can Grow Using Arsenic Instead of Phosphorus” , Science 3 June 2011
  2. Paul Davies: 'The Goldilock Enigma. Why is the universe just right for life?' Zie mijn blog. In een lezing aan boord van de clipper Stad Amsterdam in 2010 speculeerde Davies al over alternatief leven (zie mijn blog hierover). Het leuke van Davies: "Paul Davies likes to ask big questions". Recentelijk heeft hij zich laten verleiden om kankeronderzoekers te helpen: hier. Hij is niet bang om onorthodoxe vragen te stellen. Dat mag ik wel.
  3. "recent quantum mechanical calculations indicate that As replacement of P in DNA would not alter the geometry and backbone structure of the DNA double helix".
Verdere bronnen: een erg kritisch verhaal in Nature, 1 juni: Will you take the 'arsenic-life' test? De meeste wetenschappers zouden het zonde van hun tijd vinden om de experimenten te herhalen.

    22 opmerkingen:

    Henk Rijkers zei

    Ik prijs je kritische zin in deze, Gert. Maar toch, wat anders maakt dit verhaal kennelijk zo 'hot' dan de ideologische druk van de evolutietheorie die erachter zit? Vanuit de materialistische filosofie daarachter is de uniciteit van het aardse leven onverklaarbaar, om niet te zeggen onuitstaanbaar, en suggereert iets dat we 'wetenschappelijk' eigenlijk niet willen horen. Dus snakt men naar een bacterie die ook op onherbergzame planeten zou kunnen aanslaan, zodat men een basis heeft voor een geloof in de spontane genese van het leven. Waarna de evolutie de rest kan doen. Ik wil maar zeggen: geloof, al is het hier van niet-religieuze soort, speelt ook in de wetenschap een sturende rol.

    gert korthof zei

    ik schreef "FWS en medeauteurs speculeren niet over buitenaards leven". Alle 8 commentaren in Science zijn zeer technisch, ze gaan over gebreken in de gebruikte laboratorium technieken, de meeste kritiek is zo specialistisch dat ik ze niet kan beoordelen.
    De opmerking over fine-tuning is vanmijzelf, en komt al helemaal niet in de artikelen of commentaren voor.
    Conclusie: Felisa krijgt ongenadige kritiek van vrijwel alle collega's! De reden: de arsenicum claim gaat tegen fundamentele biochemie in, tegen 100 jaar biochemisch onderzoek. Dáár zit de controverse. De meeste collega's willen haar experimenten niet eens herhalen.

    Henk Rijkers zei

    Heel goed. Nuchterheid en kritische zin kan in het bijzonder bij evolutiebiologen niet genoeg worden geprezen. Maar je hebt het nieuws wel gelabeled als 'astrobiologie'. Trek je daarmee geen wissel op een speculatieve toekomst? En waarom doe je dat? Astrobiologie is een 'wetenschap' die gedreven door evolutionaire ideologie en 'heilsverwachting' iets onderzoekt waarvan we goed beschouwd niet de minste aanwijzing hebben dat het bestaat. Sterker nog: die 'wetenschap' maakt de basale biologische denkfout, zoals Alfred Russel Wallace uitlegt in dat interview, dat leven voortvloeit uit organisatie van materie, terwijl evident het omgekeerde het geval is.

    gert korthof zei

    Henk, Felisa Wolfe-Simon is een microbial geobiologist and biogeochemist en werkt bij het NASA Astrobiology Institute. Het label 'astrobiologie' lijkt mij dan ook adequaat.
    De NASA is geinteresseerd in dit soort onderzoek in het kader van detecteren van leven op andere planeten. Je kunt dan niet zeggen Oh! Oh! vergeten dat misschien P door As vervangen kan zijn. Want een robot naar Mars sturen is duur en kost jaren.
    Je loopt een kans op een misser als je de biochemie van het leven op aarde als norm neemt. Daarom wordt dat soort onderzoek gedaan.

    Henk Rijkers zei

    Het onderzoek is nuttig genoeg. Mijn punt is alleen dat de relevantie ervan voor de 'astrobiologie' pas begint, nadat die eerst haar eigen relevantie en bestaansrecht heeft aangetoond. En voorlopig is die er niet. Tenzij (en dat is hier natuurlijk aan de hand) vanuit de metafysica van de evolutietheorie besloten wordt dat zoeken naar buitenaards leven nuttig is, omdat dit wel moet bestaan. Hier zie je trouwens ook dat de veelgehoorde opmerking dat de evolutietheorie zich niet met het begin van het leven bezighoudt, niet helemaal klopt. Vanuit haar metafysica heeft ze daar wel degelijk een impliciete visie op. Astrobiologie, die er vanuit gaat dat het leven elders nogmaals is opgestart (of uitgezaaid) maakt die visie expliciet.

    gert korthof zei

    Henk, als je tegen dit soort onderzoek bent, dan kom je er nooit achter of er ander soort leven bestaat of leven op andere planeten. De enige manier om er achter te komen is het onderzoek te doen.
    Vergelijk: kankeronderzoek: 30 jaar kankeronderzoek heeft nog geen genezing voor kanker opgeleverd. Maar als je het niet doet, dan weet je zeker dat je nooit een therapie voor kanker vindt. Moeten kankeronderzoekers eerst bewijzen dat ze het kunnen vinden voordat ze geld krijgen?

    Rob van der Vlugt zei

    "Henk, als je tegen dit soort onderzoek bent, dan kom je er nooit achter of er ander soort leven bestaat of leven op andere planeten."

    Precies. Want stel je toch voor dat er iets gevonden wordt ! Dan zijn de rapen pas echt gaar.
    Alle theologische handboeken zullen herschreven moeten worden,de diepte van de ontkenningsstuip waar veel gelovigen in zullen schieten zal onpeilbaar diep zijn en de wachtkamers van de psychiaters zullen uitpuilen.

    Nee, dan is de keuze makkelijk gemaakt: Laten we maar stoppen met zoeken.

    Henk Rijkers zei

    Ook jij trekt - gedreven door evolutionaire metafysica - een wissel op de toekomst, Rob. Je krijgt er zelfs triomfantalistische fantasietjes van. Ik gun je graag je escapisme, maar als je teruggekeerd bent naar de werkelijkheid zul je me gelijk moeten geven in mijn vaststelling: gevonden is er vooralsnog niets.

    Rob van der Vlugt zei

    Wat evolutionaire metafysica is weet ik even niet en wat de toekomst ons brengt evenmin.
    Wat ik wel weet is dat er zich in onze Melkweg 100 a 200 miljard sterren bevinden en dat er zo,n 100 a 200 miljard melkwegstelsels zijn. Die kunnen we tegenwoordig zien en behoren tot de werkelijkheid waar de natuurwetenschap zich mee bezig houdt. Zoeken naar een planeet waar leven is ontstaan ligt dus voor de hand. Wetenschap begint immers met nieuwsgierigheid en wordt gevoed met verbeeldingskracht.
    Tenzij je natuurlijk zo hovaardig bent te denken dat leven uitsluitend op onze Aarde ontstaan kan zijn. Ik weet dat dat in bepaalde kringen een populaire gedachte is maar er is geen enkele goede reden te bedenken om op dat punt te blijven steken.

    Henk Rijkers zei

    "Wetenschap begint immers met nieuwsgierigheid en wordt gevoed met verbeeldingskracht." Akkoord, maar je vergeet het belangrijkste toe te voegen: sluitend bewijs. Dat onderscheidt wetenschap van min of meer plausibel gezwets in de ruimte.

    Anton zei

    Is Henk niet nieuwsgierig of er op andere planeten leven mogelijk zou zijn?

    Henk Rijkers zei

    Nauwelijks. Dat komt doordat ik de metafysica achter het darwinisme niet aanvaard en dus ook die bevestiging van buitenaards leven voor mijn wereldbeeld niet nodig heb. Want dat probeer ik steeds te betogen: dat de hersenschim van buitenaards leven door die metafysica opgeroepen wordt. Daarom hangt er m.i. nu zo'n hijgerig sfeertje rond die arsenicum/fosfor bacterie.

    Rob van der Vlugt zei

    Stel nu eens dat er leven gevonden wordt op een andere planeet.
    De evolutiebioloog zal dan zeggen:"Gôh..leuk !", informeren of er nog koffie is en overgaan tot de orde van de dag.

    Of stel nu eens dat er vast komt te staan dat er geen leven bestaat op andere planeten.
    De evolutiebioloog zal dan zeggen:"Gôh..jammer !", informeren of er nog koffie is en overgaan tot de orde van de dag.

    Interessante vraag is echter: Hoe reageert de theoloog ?

    Henk Rijkers zei

    Stel dat zo'n negatieve vaststelling logisch mogelijk zou zijn, dan denk ik dat dit het lot van de evolutiebiologie sterk zou beïnvloeden. De metafysica erachter schrijft immers voor dat alles wat bestaat niet meer is dan de vrije configuratie van materiedeeltjes. Als die zich tot 'leven' hebben gevormd, wordt de evolutieleer van kracht en begint er een ontwikkeling. Als echter met zekerheid vastgesteld zou kunnen worden dat het begin van het leven absoluut eenmalig is geweest (net als de big bang), dan zou dat de metafysica achter de evolutietheorie aantasten en dus indirect ook de theorie zelf op lossere schroevenj zetten.

    Rob van der Vlugt zei

    Henk,

    Heb je ook nog nagedacht over mijn slotvraag ?

    Henk Rijkers zei

    Ach joh, daar hebben de jezuïeten zich al lang op voorbereid. Niks nieuws onder de zon. Kijk hier maar eens: http://news.bbc.co.uk/2/hi/europe/7399661.stm

    Rob van der Vlugt zei

    Mooie link Henk. Dolkomisch.
    Maar zeg nou eens eerlijk, zo'n verhaal prikkelt jouw nieuwsgierigheid toch ook, al was het maar om te weten of er op een andere planeet ook dit soort malloten rondlopen die serieus nadenken over onze zondigheid.

    Marleen Roelofs zei

    Rosie Redfield stelt de vraag dat als de arsenicumbacterie bestaat, hoe deze dan heeft kunnen evolueren in een op fosfor gebaseerde biosfeer en uit voorouders die uitsluitend fosfor gebruikten. Ze bekritiseert het artikel van FWS vooral op het feit dat het bestaan van een dergelijke bacterie zou betekenen dat dit organisme een verhoogde 'fitness' zou moeten hebben vergeleken met zijn fosorhoudende soortgenoten. Het meer waarin deze organismen gevonden zijn bevat altijd nog meer fosfor (400micromolare) dan arsenicum (200micromolare). Het zou vreemd zijn daar een organisme tegen te komen dat een selectief voordeel heeft arsenicum te gebruiken. Een verhoogde tolerantie is daarentegen duidelijk een voordeel.
    Ze stelt ook dat een gemengd metabolisme (waarin zowel arsenicum als fosfor gebruikt wordt) vanuit evolutionair oogpunt nog lastiger is dan een bacterie die alleen arsenicum metaboliseert.
    Het is daarom waarschijnlijk dat er iets helemaal niet klopt met de claim van FWS.

    'de arsenicum claim gaat tegen fundamentele biochemie in, tegen 100 jaar biochemisch onderzoek. Dáár zit de controverse.'

    De arsenicum claim gaat volgens mij niet alleen tegen 100 jaar biochemisch onderzoek in, maar ook tegen miljarden jaren op fosfor gebaseerde evolutie van leven in. Het blijft natuurlijk mogelijk dat er elders biosferen bestaan die op arsenicum gebaseerd zijn.

    Het bewuste blog van Rosie Redfield:
    http://rrresearch.blogspot.com/2011/05/how-might-bacterium-evolve-to-use.html

    Marleen Roelofs zei

    Henk, nieuwsgierigheid is een kenmerk van veel intelligente dieren. Het is daarom moeilijk voor te stellen dat iemand het voor zijn wereldbeeld niet nodig acht te weten of er buitenaards leven bestaat. Je wereldbeeld is hopelijk toch wel flexibel? Kun je je een mensheid voorstellen die niet op zoek gaat naar buitenaards leven? Ik niet. Al millennia lang is de mens op zoek naar nieuwe streken, continenten met bijbehorend onbekend leven. Precies uit dat soort ontdekkingsreizen ontstond de evolutietheorie. Men moest voortdurend zijn wereldbeeld bijstellen. Maar er zijn mensen die dat maar niet voor elkaar krijgen, ook 152 jaar na dato niet.

    Anton zei

    Als je dus les krijgt op de manier zoals dat in dit filmpje gebeurt, dan kun je het de mensen niet kwalijk nemen dat ze een zeer beperkt beeld hebben van de wereld waarin ze leven.

    http://www.youtube.com/watch?v=ykAC_YUF_sY

    gert korthof zei

    Marleen, ik heb je reactie van 8 juni over t hoofd gezien door een stroom van comments op een volgende blog.
    Inderdaad, Rosie Redfield maakt zeer goede opmerkingen. Het zijn echter theoretische beschouwingen. Wat we nodig hebben is het complete genoom van de GFAJ-1 bacterie om te controleren hoeveel relevante enzymen gewijzigd zijn. Verdorie, dat hoeft toch niet zoveel tijd te kosten? ten tweede: een bicohemicus moet toch kunnen vaststellen met er met ATP enzo gebeurt als het overvoert met arsenicum?
    Bedankt voor de link naar RR.

    gert korthof zei

    Marleen, het blijkt uit het blog van RR 27 mei How to test the arsenic-DNA claims dat ze inderdaad van plan is een experiment met GFAJ-1 te doen om te kijken of As ingebouwd is in DNA. Ze vindt het dus de moeite waard en dat het niet al te veel tijd kost.