Biologen en sterrenkundigen van de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit Leiden hebben een camera gemaakt waarmee ze op afstand de aanwezigheid van levende planten kunnen vaststellen. Het instrument, ‘Treepol’ genoemd, is vooralsnog alleen op korte afstanden getest, maar kan uiteindelijk worden ingezet bij de zoektocht naar buitenaards leven, zegt ontwikkelaar Lucas Patty.
Op welke manier stelt dit instrument de aanwezigheid van levende planten vast?
‘Wanneer licht op een plantenblad weerkaatst, krijgt het een draaiing mee. Het licht zal een soort kurkentrekkerbeweging maken. Dat kan op twee manieren: linksom of rechtsom. Levend materiaal geeft altijd een specifieke draaiing mee. Onze camera is in staat de draaiing die hoort bij levend weefsel te herkennen.’
Waarom draait licht dat door een plant gereflecteerd wordt altijd op dezelfde manier?
‘Dat komt doordat de bouwstenen van het leven, zoals suikers, aminozuren en eiwitten, in twee versies voorkomen. Deze varianten zijn elkaars spiegelbeeld, maar verder zijn ze chemisch gezien identiek. Levende organismen, waaronder planten, kiezen bij het aanmaken van hun bouwstenen stelselmatig voor dezelfde versie. Dat zorgt voor een kenmerkende manier waarop plantonderdelen zoals bladgroen licht draaien.’
Gaan we buitenaards leven ontdekken op ijsmanen?
De ruimtevaartorganisaties NASA en ESA spenderen momenteel miljarden aan missies naar de ijsmanen rond de planeten Jupiter en Saturnus.
Vooralsnog is het instrument alleen op kleine afstand getest: u mat vanaf het dak van de universiteit de bomen op de campus. Wat is de volgende stap?
‘Later dit jaar gaan we vanuit vliegtuigen metingen doen. Verder hebben we concrete plannen om een vergelijkbare Treepol-camera naar het ruimtestation ISS te sturen. Ik verwacht dat dat binnen drie, vier jaar zal gebeuren. In beide gevallen zal de camera zich in eerste instantie nog op de aarde richten.’
Wat moet er nog gebeuren om het instrument geschikt te maken voor de zoektocht naar bossen op andere planeten?
‘Met de versie die naar het ISS gaat, kun je in principe al speuren naar tekenen van leven op andere plekken binnen ons zonnestelsel. Het zoeken naar leven op exoplaneten – planeten buiten ons zonnestelsel – is lastiger.
‘Dat ligt niet zozeer aan de camera, die is al geschikt. Het probleem is dat het momenteel nog heel lastig is om direct licht van een exoplaneet op te vangen. Onze huidige telescopen vinden exoplaneten door te zoeken naar kleine dipjes in de helderheid van een ster. Wanneer je zo’n dipje ziet, weet je dat er een planeet voor de ster langs is geschoven. Maar bij deze metingen zie je vooral heel veel sterlicht en vrijwel niets van het licht van de planeet zelf. Het lastige is dat je het felle sterlicht moet onderdrukken om het zwakke licht dat de planeet weerkaatst te kunnen zien.
‘Er wordt nu veel onderzoek naar gedaan om dat mogelijk te maken. Over zo’n twintig jaar zullen we ruimtetelescopen hebben die dit kunnen. Dan kunnen we onze Treepol-camera inzetten – in ieder geval om naar planeten te kijken rondom de meest nabije sterren, de buursterren van onze zon.’
Momenteel zoeken we op verre planeten naar tekenen van leven door te speuren naar water, zuurstof en koolstof. Kunnen we daar straks mee ophouden?
‘Bij die methode is de kans op een vals positief groter. Je kunt op een planeet zuurstof detecteren, maar dat betekent niet altijd dat er ook daadwerkelijk leven kan bestaan. Het kan bijvoorbeeld ook gaan om vulkanisch gas dat onder invloed van de uv-straling van sterlicht uiteenvalt in kleine beetjes zuurstof.
‘Een bewijs met onze camera veel steviger. Uiteindelijk is de aanwezigheid van water of zuurstof een indicatie van de leefbaarheid van een planeet, maar een positieve meting met Treepol is een indicatie van leven.’
Bioloog Lucas Patty promoveerde op 18 februari aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Zijn werk maakt deel uit van een interdisciplinair onderzoeksproject van biologen, sterrenkundigen, chemici en aardwetenschappers.
