Die ontstaan van lewe

DIE ONTSTAAN VAN LEWE

François Durand

Een van die belangrikste vrae wat jy sekerlik in jou lewe kan vra is: “waar kom ek vandaan?”  Natuurlik is daar ander, soos: “wie is ek?”, “wat doen ek hier?”, “wat is my rol op Aarde?”, maar daardie vrae is meer filosofies, terwyl die eerste vraag ‘n wetenskaplike antwoord het.

In hierdie stuk gaan ek nie na jou as ‘n Afrikaanssprekende, ‘n mens, ‘n soogdier, ‘n werweldier, ‘n meersellige dier of ‘n eukarioot kyk nie, maar eerder net as ‘n lewende wese.  Die vrae wat ons dus gaan vra is: “wat is lewe?”, “wat is die oudste bewys van lewe?”, “hoe het lewe ontstaan?” en: “watter faktore maak lewe moontlik en onderhou dit?”

Die ontstaan van lewe is sekerlik die belangrikste rede vir hoekom ons hier is en dit is vir my verstommend dat die Hoërskool Natuurwetenskap-leerplan nie hierdie aspek eerste dek nie, maar met fotosintese van alle dinge begin.  Natuurlik is fotosintese vir ons as eukariote belangrik, maar lewe is mos nog belangriker!  Hierdie stuk is ook geskryf om die stelling in skoolhandboeke dat alle lewe van fotosintese afhanklik is, te besweer.  Hoe dink hierdie kurrikulumskrywers het bakterieë en archaea vir miljarde jare voor plante bestaan en oorleef as “alle lewe van fotosintese afhanklik” is?

Wat is lewe?

Hierdie oënskynlik maklike vraag is verbasend moeilik om te antwoord en selfs bioloë stem nie almal saam oor die definisie van lewe nie.  Woordeboeke en ensiklopedieë help ook nie want hulle verwys na lewende organismes soos plante of diere, maar die basiese verskynsel van lewe word nie beskryf nie.  Kompleksiteit en selfgenerasie en selfonderhoud (outopoïese), word dikwels gebruik om lewe te definieër, maar ons sien oral om ons in die natuur en in rekenaarprogramme en in meetkunde, herhalende patrone (soos in fraktale), selfgenerasie en kompleksiteit.  Ek persoonlik hou van die stelling dat lewe die vermoë van komplekse molekules is om hulself te repliseer.  Maar dit is ‘n oorvereenvoudiging en ek word gefnuik deur die feit dat virusse ook hulself kan repliseer en dat kristalle ook selfgenereer en groei en hulle is nie lewendig nie.  My stelling is egter heelwaarskynlik nader aan ‘n definisie van die ontstaan van lewe in die vorm van organiese verbindings wat mens as nóg lewendig, nóg nie-lewendig sou kon beskryf.

Een manier om hierdie vraag te antwoord is om na die kenmerke van lewende organismes te kyk.  Dit word dikwels in definisies van lewe genoem dat alle lewende organismes groei, voortplant, kan aanpas en metaboliseer.  Alhoewel hierdie lys baie logies klink en van toepassing op meeste organismes is, is daar uitsonderings wat die geldigheid van hierdie kenmerke ondermyn.  Daar is byvoorbeeld steriele organismes, soos meeste muile en werker-miere, wat nie kan voortplant nie alhoewel hulle lewendig is.  Dan is daar organismes soos virusse wat slegs deur middel van ander organismes kan voortplant maar nie ander metaboliese prosesse handhaaf nie en dus op die grens tussen lewe en nie-lewend lê.

Dan het navorsers al sintetiese lewe soos Mycoplasma laboratorium of Synthia in 2010 en JCVI-3.0 in 2016 in die laboratorium geskep wat al die kenmerke van lewe besit maar nie buite die laboratorium kan bestaan nie.  Dit klink miskien soos ‘n beuselagtige dingetjie, maar net ‘n dekade of twee gelede het baie mense gedink dat dit onmoontlik sal wees vir mense om self lewe te skep.  Vandag bestaan daar self-repliserende sintetiese spesies waarvan elke geen van die oorspronklike organisme kunsmatig in die laboratorium deur mense geskep is.  Daar is niks, veral nie taal, wat hierdie genetiese Toring van Babel gaan keer nie.  Ek voorspel dat ons binne tien jaar sintetiese organismes gaan hê wat vir ons nuttige dinge gaan doen, dalk ons reeds teen 2025 die menslike genoom kunsmatig sal kan repliseer en verbeter en dalk reeds teen 2030 sintetiese mense sal kan skep.

https://www.cnbc.com/2017/05/02/synthetic-dna-scientist-says-it-could-be-inside-humans-within-5-years.html

Die vraag oor wat lewe nou werklik is, is nie so ligsinnig as wat mense miskien sal dink nie want dit vorm die kern van die studie oor die ontstaan van lewe, die begrip van hoe lewe werk en hoe lewe op ander hemeliggame moontlik lyk sodat ons dit kan herken wanneer ons dit ontdek.  NASA se astrobiologie-program gebruik evolusie deur natuurlike seleksie as maatstaf vir hulle soeke na buite-aardse lewe.  Volgens hierdie begrip pas organismes (en dus lewe) by die omgewing aan en die aanname word gemaak dat lewe op ander hemelligame, soos lewe op Aarde, ook by hulle omgewing kan aanpas of aangepas het.  In die 1990’s het die biochemikus Gerald Joyce van NASA se astrobiologieprogram met die volgende definisie vir lewe vorendag gekom: “Lewe is ‘n selfonderhoudende chemiese sisteem wat in staat is om Darwinistiese evolusie te ondergaan.”

Wanneer daar na lewe in die ruimte op ander hemelligame gesoek word moet mens ‘n paar basiese dinge onthou:

• Lewe is intiem gekoppel aan die atmosfeer, geologie en verbindings soos water op die oppervlakte van die hemelliggaam waarop hulle voorkom.
• Omdat lewe vanuit nie-lewende verbindings ontstaan het, sal die heel primitiefste lewensvorme moeilik van nie-lewende dinge onderskei kan word. Tabak mosaïek virusse kan byvoorbeeld in kristalvorm voorkom (sien hoofstuk: Ontstaan van virusse in die Biologie Afdeling.
• ‘n Organisme gebruik energie om te leef en daardie energie word gebruik om chemiese verbindings uit die stowwe van die omgewing te produseer. Onvermydelik word afvalstowwe ook geproduseer.  Hierdie chemiese veranderings kan in die geologiese rekord van die Aarde opgespoor word.  ‘n Paar voorbeelde: die kerogeen wat in gesteentes gevind word, is van organiese herkoms en die suurstof in ons atmosfeer was hoofsaaklik deur sianobakterieë as neweproduk van fotosintese afgeskei.  Die Mars Rover analiseer die grond op Mars om spore van sulke verbindings te vind.
• En dan die ding wat so baie mense glo nl. dat daar mensagtige ruimtewesens is! Moenie vir mensagtige ruimtewesens op ander hemelliggame soek nie – dit hoort slegs in ruimtefiksie!  Lewe was vir meer as helfte van die bestaan van die Aarde deur prokariote (bakterieë en archaea) verteenwoordig (sien die artikel Die oudste gesteentes in die Geologie Afdeling). 
• Selfs vandag is bakterieë en archaea, in hoeveelheid en volume, nog steeds die dominante lewensvorm op Aarde.  Vir miljarde jare na die mens verdwyn het, die Son ouer en swakker word en meersellige lewe ook verdwyn het, sal bakterieë nog steeds die kors wegvreet en die atmosfeer met suurstof vergiftig.  Ek verwag dat primitiewe eensellige lewensvorme ook die belangrikste en volopste organismes op ander hemelliggame sal wees.
• Dit is moontlik dat daar baie ander self-repliserende molekules op ander planete is en dat daar waarskynlik organismes kan bestaan wat heeltemal ander kenmerke as die organismes op Aarde besit, en dat ons dit beswaarlik as organismes sal herken wanneer ons dit raakloop.

 

 Die ontstaan van lewe vanuit nie-lewende boustowwe

Dit is voor die hand liggend dat lewende organismes deur voortplanting aan lewende organismes oorsprong gee.  Die gedagte dat lewende organismes uit nie-lewende boustene kan ontstaan, klink vreemd.  Maar, iets wat mense dikwels nie in gedagte hou nie is, dat jou liggaam, inderdaad soos dié van enige ander organisme, heeltyd in stand gehou word en in die proses oorgebou word.

‘n Staaltjie om hierdie beginsel te skets: eendag vra iemand ‘n ou skrynwerker wat sy oudste stuk gereedskap is en hoe lank hy dit al het.  Hy antwoord toe dat dit sy hamer is wat hy al 40 jaar het.  Maar hy moes al die handvatsel 8 keer vervang toe dit gebreek het en hy het die kop al 2 keer vervang.  Is dit nog steeds dieselfde hamer?  As jy van opinie is dat dit nie dieselfde hamer is nie, moet jy net onthou dat jy ook nie dieselfde persoon is wat jy ‘n dekade gelede was nie, maar grootliks ‘n kopie van die individu is wie jy ‘n dekade gelede was.  Die kopiëringsproses het natuurlik so subtiel en stadig plaasgevind dat jy dit nooit agtergekom het nie.  Een van die redes hoekom mense dit nie agterkom nie is omdat selle op verskillende tempos vervang word.  Die selle wat die dermkanaal belyn het ‘n lewensduur van ongeveer 5 dae, ‘n spermsel kan tot 74 dae binne die testes oorleef en ‘n rooibloedliggaampie leef vir 120 dae voor dit in die milt sterf.  ‘n Lewersel daarenteen leef ongeveer 300-500 dae, beenselle word elke 10 jaar vervang, terwyl ‘n spiersel 15 jaar oud kan word.  Breinselle is egter onvervangbaar en kan amper so oud soos ‘n individu word (onthou dat baie breinselle eers op die ouderdom van 2 gevorm word en is dus bietjie jonger as die individu) (Spalding et al., 2005).

Terug by ons hamer-vergelyking: is jy dus dieselfde persoon as wat jy 10 jaar gelede was?  Nee duidelik nie!  Slegs jou brein is nog dieselfde – buiten vir die breinselle wat jy intussen verloor het en onvervangbaar is.  Nou vra jouself die vraag af: waar het die boustowwe vandaan gekom waaruit die replika gebou is?  Die antwoord is: van dooie boustowwe wat jy deur voeding opgeneem het.  Dit mag in meeste gevalle oorspronklik lewendig gewees het, maar teen die tyd wat dit by die weefsels uitgekom het, was dit defnitief dood.  En daar sit jy – ‘n bewys dat lewe uit nie-lewende materie kan onderhou en opgebou word.  Trouens dit is die verhaal van jou hele lewe – jy het van mikroskopiese embrio tot in ‘n hele selfonderhoudende organisme deur die assimilasie van nie-lewende boustowwe ontwikkel.

 

Maar kan lewe oorspronklik uit nie-lewende boustene ontstaan? 

Die jong Aarde

Die jong Aarde, ook bekend as die Hadeïese Aarde, was 4.5 miljard jaar gelede onbewoonbaar.  Die Hadeïese Aarde se oppervlakte was eenvoudig te warm en het uit gesmelte rots met eilande van gestolde rots tussen-in bestaan.  Meteoriet-impakte het nog gereeld plaasgevind soos wat asteroïede uit die planetere skyf deur die Aarde se gravitasieveld aangetrek was.  Radio-aktiewe elemente soos uraan-235, thorium en kalium-40 het nog in groot konsentrasies op die oppervlakte voorgekom en het vier keer meer hitte as vandag vrygestel wat veroorsaak het dat die rotsmateriaal vloeibaar gebly het.

Die reduserende atmosfeer van die Hadeïese Aarde het uit die gasse, wat uit die gesmelte rotsmateriaal en die gasse wat van meteoriet-impakte vrygestel is, bestaan.  Die Hadeïese Aarde het vroeg in sy geskiedenis ‘n groot deel van sy massa verloor danksy die sterk sonwind van die jong Son wat die ligter gasse uit die atmosfeer, wat hoofsaaklik uit waterstof bestaan het, weggestroop het, sodat slegs die swaarder rotsmateriaal oorgebly het.  Dieselfde lot het die ander rotsagtige planete naaste aan die Son getref.  Die gestroopte, ligter Hadeïese Aarde se aantrekkingskrag was nie sterk genoeg om waterstof en meeste van die edelgasse in die atmosfeer te behou nie.

Geologiese bewyse dui daarop dat 150 miljoen jaar na die ontstaan van die Aarde die oppervlakte van die Aarde genoegsaam afgekoel het sodat vlak warm oseane kon vorm.  Hierdie oseane was effens suur, met ‘n pH van ongeveer 5.5, weens die oplossing van koolsuurgas in die water.  Die atmosfeer het hoofsaaklik uit vulkaniese gasse soos metaan, ammoniak, waterstofsulfied, koolsuurgas en waterdamp bestaan.  Dit is vandag nog steeds die gasse wat ons tot dusver in die atmosfere van ander planete ontdek het.  Geologiese bewyse dui daarop dat die die pH van die oseane stadig gestyg het totdat dit neutraal geword het.

Die Hadeïese Aarde was ongeveer 4.4 tot 4.3 miljard jaar gelede deur vlak oseane bedek met eilande van kors wat, gepaardgaande met toenemende vulkaniese aktiwiteit, gevorm het.  Die jong Aarde het ook ‘n stormagtige atmosfeer en hidrosfeer gehad weens die impak van intense ultraviolet en kosmiese bestraling van die T Tauri-stadium jong Son en aanhoudende meteorietimpakte.  Groot meteoriete (tot 500 km in deursneë) het die jong Aarde getref en sou die oseane oombliklik vergas het, wat ‘n hoë laag digte wolkmassa regom die Aarde gevorm het.  Mettertyd sou die wolklaag begin sak het en na ‘n duisend jaar weer laag genoeg gewees het om reën te vorm.  Swaar reën het dan oor eeue uitgesak sodat oseane tot hul oorspronklike diepte te na 2000 jaar se reën herstel het waarna dit weer, binne ‘n ommesientjie, met die volgende groot meteorietimpak, vergas was.  Hierdie groot meteorietimpakte sou die Aarde elke keer van enige spoor van lewe gesteriliseer het.  Lewe op Aarde was dus slegs moontlik nadat die Groot Bombardement deur groot meteoriete opgehou het.

Biopoïese – die ontstaan van lewe

John Bernal het in 1949 die term biopoïesis geskep om na die oorsprong van lewe te verwys.  Hy het voorgestel dat die ontstaan van lewe in drie stappe plaasgevind het:

1. Die oorsprong van biologiese monomere.
2. Die ontstaan van biologiese polimere.
3. Die evolusie van molekules tot selle.

Organiese molekules het ook geëvolveer deurdat daar, soos in organismes, natuurlike variasie en replikasie voorkom en natuurlike seleksie plaasvind.

Lewe bestaan hoofsaaklik uit organiese verbindings van nie-metale (soos koolstof) en waterstof.  Organiese verbindings kom as koolstofbevattende gasse, vloeistowwe en vastestowwe voor.  Koolstof is, per gewig, die vierde volopste element in die heelal naas waterstof, helium en suurstof.  Koolstof kom in sterre, insluitende die son, komete en in die atmosfere van meeste planete voor.  Organiese verbindings kom in molekulêre wolke en ringe rondom sterre voor en evolveer deur middel van ioniserende radiasie om ander verbindings te vorm.  Die komplekse organiese molekules wat noodsaaklik vir lewe is, kon reeds in die protoplanetêre skyf, waaruit die Son en planete ontstaan het, voorgekom het.

Koolstof kan maklik met ander elemente verbind wat dit veral ‘n nuttige element in organiese verbindings maak waaruit lewe bestaan.  Op ander hemelliggame soos op Venus, Mars en Jupiter is daar koolsuurgas, metaan, ammoniak en waterstofsulfied in die atmosfere.  Wanneer hierdie gasse kombineer ontstaan aminosure spontaan en aminosure is die boustene van proteïene waaruit lewe bestaan.  Die Murchison meteoriet wat in 1969 naby Murchison, Victoria in Australië ontdek is, bevat meer as 90 verskillende aminosure waarvan 19 in lewe op Aarde gevind word, asook urasiel (een van die komponente van ribonukleïensuur (RNS)) en xantien.  Onlangs was suikers, insluitende ribose en van die boustene van deoksiribonukleïensuur (DNS) – adenien en guanien, in meteoriete ontdek.  Glikoaldehied, ‘n komplekse suiker wat belangrik is in die vorming van RNS, was ook in verafgeleë sterrestelsels ontdek.  Glisien, ‘n basiese boublok in organismes, was in komete ontdek.  Polisikliese aromatiese koolwaterstowwe en heterosikliese aromatiese koolwaterstowwe, soos pirimidien is van die mees algemene molekules wat in die waarneembare ruimte in newels en interstellêre-ruimtes, komete en meteoriete opgespoor is.  Dit is moontlik dat polisikliese aromatiese koolwaterstowwe kort na die Oerknal gevorm het en dat dit wydverspreid deur die heelal voorkom.

Dit is hoogs waarskynlik dat miljoene tonne van organiese materiaal per jaar op die jong Aarde tydens die Groot Bombardement neergereën het.  NASA het gerapporteer dat hulle al die nukleïensure urasiel, sitosien en timien wat in RNS en DNS voorkom vanuit pirimidien in eksperimente, wat buite-ruimtelike omstandighede naboots, vervaardig het.

As organiese verbindings so maklik ontstaan, is dit moontlik, selfs waarskynlik, dat lewe oral-oor op lewensonderhoudende planete in die ruimte ontstaan het, en nog steeds ontstaan.

 

Oersop hipotese (Miller–Urey eksperiment)

Alexander Oparin het reeds in 1924 die punt gemaak dat, atmosferiese suurstof die ontstaan van lewe sal verhoed.  Dit is omdat suurstof verhoed dat sekere organiese verbindings, wat noodsaaklik vir die boustene van lewe is, kan vorm.  Volgens hom het lewe slegs een keer op Aarde ontstaan en dat die omstandighede op die jong Aarde sodanig verander het dat dit onmoontlik was vir lewe om weer spontaan te ontstaan.

Oparin dink dat ‘n oersop in ‘n suurstoflose atmosfeer deur die werking van sonlig kon ontstaan.  Hy het beweer dat druppeltjies met organiese verbindings sou vorm en dat hulle, deur die samesmelting met ander druppeltjies, sou groei en verdeel.  Tydens hierdie proses het ‘n primitiewe vorm van metabolisme ontstaan.

Die moderne oersop hipotese lui dat:

1. Die jong Aarde ‘n chemies reduserende atmosfeer gehad het.
2. Dat eenvoudige organiese verbindings (monomere) vanuit die chemiese verbindings in die atmosfeer, deur die werking van verskillende energiebronne, kon ontstaan het.
3. Hierdie verbindings het, as ‘n oersop langs kusgebiede en langs hidrotermiese uitlate, versamel.
4. Meer komplekse verbindings soos organiese polimere het in die oersop ontstaan, waaruit lewe ontstaan het.

Hierdie organiese verbindings sou in die vlak, warm, effense suur oseane opgebou het.  Dit is in hierdie oseane waar lewe ontstaan het.  Die ontstaan van lewe vanuit nie-lewende self-repliserende verbindings word biopoïese genoem.  In 1952 het Stanley Miller en Harold Urey hulle beroemde eksperiment gedoen wat bewys het hoe organiese molekules uit vulkaniese gasse, wat die oeratmosfeer gevorm het, kon ontstaan het.

In die Miller-Urey eksperiment was gasse wat deur vulkaniese uitbarstings in die atmosfeer vrygestel word (ammoniak (NH₃), metaan (CH₄) en waterstof (H₂)) en waterdamp (H₂O), wat in die vroeë atmosfeer van die Aarde voorgekom het, in ‘n fles geplaas.  Vonke was met behulp van elektrodes deur die gasse gestuur om weerlig na te boots.  Organiese verbindings insluitende aminosure (die boublokke van proteïene) het onmiddelik onder hierdie omstandighede begin vorm.  Latere eksperimente het die byvoeging van H₂S ingesluit wat ook algemeen in vulkaniese gasse voorkom.  Die resultate van hierdie eksperiment het nog baie meer tipes aminosure opgelewer.  Hierdie eksperimente bewys dat organiese lewens-onderhoudende molekules spontaan en maklik op die jong Aarde ontstaan het en dat die Aarde miljarde jare gelede reeds met oersop-bevattende oseane bedek was.

Sidney Fox het in die 1950’s en 1960’s gekyk wat sal gebeur as aminosure in klein poeletjies, in houers met gasse wat die oeratmosfeer naboots, opdroog.  Hy het gevind dat onder hierdie omstandighede aminosure spontaan lang polipeptiedkettings vorm wat hy proteïenoïede mikrosfere genoem het (Fox & Dose, 1977).

 

Ribonukleïensuur (RNS)

Ribonukleïensuur (RNS) is die komplekse makromolekule wat verantwoordelik is vir talle metaboliese funksies wat kodering, dekodering, regulasie en uitdrukking van gene insluit en is dus essensieël vir die handhawing van lewe.  RNS bestaan uit ‘n lang enkelstring basispare terwyl deoksiribonukleïensuur (DNS) uit ‘n lang dubbelstring basispare bestaan.  RNS en DNS dra die oorerflike of genetiese inligting van een organisme na die volgende generasie oor.  RNS tree soms soos ‘n ensiem op maar dit speel ‘n wye verskeidenheid rolle in die sel omdat dit genetiese inligting kan stoor en oordra.  Al die proteïene in ‘n organisme word deur die RNS in die ribosoom vervaardig.  Duidelik het RNS ‘n geweldige belangrike rol in die ontstaan van lewe gespeel.

Die lang RNS molekule word in ‘n klein ruimte opgefrommel om sodoende in die sel te kan pas.  DNS het uit RNS geëvolveer en buiten vir ‘n paar uitsonderings lyk DNS soos ‘n dubbelstring RNS.  RNS bevat die suiker ribose terwyl DNS die suiker deoksiribose bevat wat een suurstofatoom armer is.  RNS besit die nukleobasisse urasiel, guanien, adenien en sitosien terwyl DNS ook die nukleobasisse guanien, adenien en sitosien bevat maar die nukleobasis timien in plaas van urasiel bevat.  Bakterieë en archaea se oorerflike materiaal kom in die vorm van RNS voor terwyl alle eukariote se oorerflike materiaal in die selkern as DNS voorkom.

Organismes gebruik boodskapper RNS om spesifieke proteïene in ribosome te vervaardig en na die res van die sel oor te dra om daar verskillende funksies te verrig.  Tydens hierdie proses word oordrag RNS molekules vervaardig om aminosure na die ribosome te stuur wat dan aminosure aanmekaar koppel, om geënkodeerde proteïene te vorm.

Reeds in die 1860’s was daar bevind dat biologies-belangrike molekules vanuit koolstofryke bronne in die teenwoordigheid van anorganiese kataliste kan ontstaan.  Nukleotiede soos guanien en adenien kan uit waterstofsianied en ammoniak gesintetiseer word.  Formaldehied kom regdeur die heelal voor en word gevorm wanneer water en waterstrofsianied met mekaar verbind.  Wanneer formaldehied in die teenwoordigheid van verskeie minerale, wat vrylik op Aarde voorkom, verhit word, word al vier ribonukleïetiede, wat RNS en DNS opmaak, gevorm.

Dit word algemeen aanvaar dat alle lewe vanuit ‘n RNS-voorloper in ‘n see van oersop ontstaan het.  Al wat nodig was vir lewe om te ontstaan, was dat een van hierdie miljarde tonne RNS-tipe makromolekules die vermoë om te kan voortplant, ontwikkel.  Waarskynlik het dit verskeie kere oor miljoene jare plaasgevind maar natuurlike seleksie het toe die een tipe wat ons vandag nog het, geselekteer.  Hierdie molekule sou ten koste van al die ander prototipes versprei en aangewas het.  Natuurlike seleksie sou aanhoudend die meer effektiewe komplekser molekules geselekteer het totdat die voorouer van die RNS, wat ons steeds in bakterieë en archaea kry, ontstaan het.

Membrane

Een van die belangrikste eienskappe van ‘n sel is die selmembraan wat die sel omsluit.  Binne die sel is daar ook ‘n membraan “skelet” wat talle organelle omring en strukture binne die sel vorm.

Membrane bestaan uit fosfolipiede wat mikroskopiese velle of plate vorm. Fosfolipiede bestaan uit ‘n kop (die fosfaat) wat hidrofilies is – met ander woorde dit word na water aangetrek terwyl die twee sterte (lipiedkettings) wat daaraan vasgekoppel is, hidrofobies is – met ander woorde dit word deur water weggestoot.

Membrane onstaan spontaan wanneer groepe fosfolipiede saambondel en hulself volgens die omliggende water oriënteer.  Dubbellaag membrane vorm spontaan as water aan beide kante van die membraan voorkom.  Membrane kom as velle of plate voor en kan ook maklik sfere vorm.  Die protosel, wat aan die lewendige sel oorsprong gegee het, sou so ‘n lipiedsfeer rondom organiese molekules gehad het.

Die membraan skep ‘n grens tussen die omliggende water en die organiese molekules binne die sfeer.  Dit is noodsaaklik om die metabolisme van die sel te handhaaf.  Membrane binne die selle skep oppervlaktes waarop en waarbinne chemiese prosesse met behulp van proteïene, wat daarin ingebed is, kan plaasvind.  Een van die belangrikste stappe in die ontstaan van lewe was die assosiasie van RNS met membraan-omhulde sfere.

Hoe het die oudste gemeenskaplike voorouer van alle lewensvorme vandag gelyk?

Genetici het in 2016 meer as 6 miljoen gene wat in prokariote (bakterieë en archaea) voorkom, bestudeer en daaruit 355 proteïenfamilies geïdentifiseer wat van die Laaste Gemeenskaplike Voorouer (LGV) oorgeërf is.  Hierdie proteïene dui aan dat die LGV, wat die voorouer van alle lewe vandag was, ‘n anaerobiese, N₂ en CO₂-fikserende, H₂ afhanklike, termofiliese archaea was (Weiss et al., 2016).  Dit dui daarop dat die LGV in anaerobiese hidrotermiese uitlate wat ryk aan H₂, CO₂ en yster was voorgekom het, en in ‘n wêreld waar die atmosfeer uit metaan, ammoniak, koolsuurgas en waterstofsulfied bestaan het.  Uiteraard het hierdie LGV vanuit ‘n lang rits voorsate ontwikkel waarvan ons net indirekte bewyse het.

Die oudste fossiele wat ons tot dusver ontdek het was mikrofossiele van die Nuvvuagittug Groensteengordel in Noord Quebec, Kanada.  Hierdie mikrofossiele kom in gebande ystersteenformasies van tussen 3.77 en 4.28 miljard jaar oud voor (Dodd, 2017).  Dit dui daarop dat lewe ontstaan het kort na die oseane gevorm het.  Hierdie mikrofossiele se vorm en grootte is dieselfde as dié van archaea en bakterieë wat in hidrotermiese uitlate voorkom.

Ander tekens van die oudste vorms van lewe wat tot dusver ontdek is, was 3.7 miljard jaar oue biogeniese grafiet wat in Groenland ontdek is.   By Strelley Pool, Pilbara in Wes Australië was buisies van geoksideerde swael, wat deur fotosintese in ‘n suurstoflose atmosfeer gevorm is, in 3.48 miljard jaar oue sandsteen gevind.  Zirkone in Wes Australië dui daarop dat lewe op Aarde ten minstens 4.1 miljard jaar gelede ontstaan het.  Fossiele van prokariote (archaea of bakterieë) was in die 3.3-3.5 miljard jaar oue rotse van die Onverwacht Groep van die Barberton Supergroep in Suid-Afrika ontdek.

Die lae van die Onverwacht Groep was in ‘n vlak see ongeveer 3.5 miljard jaar gelede afgeset (sien die artikel Die oudste gesteentes in die Geologie Afdeling).  Elso Barghoorn, ‘n paleontoloog van Harvard Universiteit het in 1977 fossiel bakterieë in die chert lae in hierdie gesteentes ontdek.  Dit is van die oudste fossiele op Aarde. (Knoll & Barghoorn, 1977).

As ons lewe op ander planete gaan soek moet ons hierdie feit in gedagte hou – bakterieë en archaea het lewe vir ongeveer twee derdes van die bestaan van lewe op Aarde verteenwoordig voor die eukariote en kort daarna, meersellige lewe ontstaan het.  Ons moet miskien nie vir groen mannetjies en monsters soek nie, maar vir die kleinste en nederigste lewensvorme.  Mense word meestal gefassineer deur groot goed soos dinosauriërs en walvisse maar vergeet dat getal- en biomassagewys, groot meersellige lewensvorme totaal deur prokariote soos bakterieë en archaea oordonder word.

Trouens die impak van hierdie prokariote het ons planeet verander sodat meersellige organismes hier kan leef.  Ander mutasies en ander genetiese en evolusionêre paadjies en ander prosesse met radikaal ander resultate sou op ander planete tot stand gekom het.  Die grond waarin swamme leef en plante hul voedingstowwe verkry, fotosintese wat energie vanuit sonlig in energieryke verbindings verpak, en die suurstof in die atmosfeer wat as neweproduk van fotosintese vrygestel word, die sitroensuursiklus wat ons in staat stel om suurstof te gebruik en tot in meersellige lewensvorme te ontwikkel is alles aan bakterieë te danke.

Prokariote was die eerste organismes op Aarde en wanneer die Son in 5 miljard jaar van nou uitbrand, sal dit nog steeds die dominante lewensvorm op Aarde wees.  Ongelukkig is daar baie mense wat glo dat die mens die toppunt van die skepping is.  Trouens, baie mense glo dat die enigste rede vir die skepping was ter wille van die mens eerder as dat die mens ‘n ongelukkige en baie tydelike toevalligheid was.  Die feit dat mense bestaan (en ironies glo dat hulle die dominante lewensvorm op Aarde is) is totaal onbenullig vanuit die oogpunt van bakterieë en archea.  Ons is slegs hier omdat hulle die sterkstes onder ons toelaat om tydelik die planeet met hulle te deel.

Wanneer ons uiteindelik die planete en mane van ons sonnestelsel betree, sal ons dit onbepland met bakterieë wat ons onwetend met ons saamdra innokuleer.  Hierdie bakterieë sal vir miljoene, selfs miljarde jare na die mens steeds daar voorkom.  Die drogdroom van die mens om ander planete te koloniseer en te bewoon sal uiteindelik deur die kleinste organismes uitgevoer word lank na die mens verdwyn het.  Dit sal die finale bewys van die superioriteit van bakterieë in terme van lewensvatbaarheid, aanpasbaarheid, lanklewendheid en vrugbaarheid wees en die betekenisloosheid van ons vlugtige en onsinnige bestaan bewys.

 

Die tweede wet van termodinamika en evolusie

Een van die algemeenste argumente wat fundamentaliste gebruik om evolusie te verwerp is dat volgens die wet van entropie alles in die heelal van ‘n hoër energievlak na ‘n laer energievlak verval en dat kosmiese chaos dus toeneem.  Evolusie volgens fundamentaliste stel die teenoorgestelde proses voor waar dinge van eenvoudig na kompleks evolveer.

Lewe is in werklikheid entropiese stelsels en bestaan juis vanweë die feit dat hulle sonenergie kan omskep in chemiese potensiaal wat hulle uiteindelik as hitte uitstraal en sodoende tot die kosmiese entropie bydra.  Dis ook belangrik om te onthou dat die tweede wet van termodinamika na hele sisteme – soos die heelal – en nie na individuele voorbeelde soos die vorming van kristalle en evolusie van lewe verwys nie.

Reeds in die 19de eeu het die Oostenrykse fisikus Ludwig Boltzmann daarop gewys dat organismes se oorlewingstryd nie oor die verkryging van boustowwe of energie gaan nie, maar dat dit eerder oor die produksie van entropie gaan, want organismes omskep sonkrag na hitte.  Met ander woorde Boltsmann het besef dat lewende stelsels, net soos alle ander onomkeerbare prosesse, van die dissipasie van hul chemiese potensiaal afhanklik was (Boltzmann, 1977).

Erwin Shrödinger, die bekende 20ste eeuse fisikus, het in sy boek What is Life? (Shrödinger, 1944) die wysheid van Boltzmann se gevolgtrekking beklemtoon en gewys daarop dat die onomkeerbaarheid van die termodinamiese aard van organismes die fisika en chemie van hul ontstaan en evolusie bepaal.

Die Amerikaanse fisikus Lars Onsager en later die Belgiese fisisie chemikus Ilya Prigogine het wiskundige formulerings vir die selforganisasie van chemiese materiaal ontwikkel wat as die Klassieke Onomkeerbare Termodinamika bekend staan.  Prigogine het die Nobelprys vir Chemie vir sy bydrae tot non-ekwilibrium termodinamika en spesifiek die teorie van dissipatiewe strukture in 1977 ontvang (Onsager, 1931; Prigogine, 1955; Macklem, 2008).

Prigogine se werk bewys dat as ‘n chemiese sisteem toegelaat word om te evolveer onder eksterne druk, materiaal spontaan sal organiseer om sodoende ‘n laer entropie te bereik.  Sodoende word dissipatiewe strukture gevorm wat die eksterne opgelegte potensiaal sal dissipeer of laat wegsyfer en tot entropie sal bydra.

Hierdie non-ekwilibrium termodinamika beginsels is suksesvol toegepas op die analise van lewendige sisteme, van die biochemiese produksie van ATP tot die optimalisering van bakteriese metaboliese prosesse tot die funksionering van hele ekostelsels. 

Die Meksikaanse fisikus Karo Michaelian het in sy boek, Thermodynamic Dissipation Theory of the Origin and Evolution of Life (2016), die werk van Boltzmann en Prigogine gebruik om die ontstaan en evolusie van lewe te formuleer.  Hy postuleer dat die kenmerk van die ontstaan en evolusie van lewe is die mikroskopiese dissipatiewe struktuur van organiese pigmente en hulle vermeerdering oor die Aardoppervlak.  Hedendaagse lewensvorme bewys dat lewe die entropie-produksie van die Aarde in die Sonnestelsel verhoog deurdat water-omgewe pigmente ultraviolet strale en sigbare fotone na hitte omskakel.  RNS en DNS is baie sterk absorbeerders en blitsige dissipeerders van ultravioletstrale van die jong Son wat deur die oeratmosfeer sou gedring het.  Hy reken dat as dit die termodinamiese funksie van lewe is om entropie deur foton dissipasie deur organiese pigmente te bewerkstellig, dan was dit die funksie van die oorspronklike organismes op Aarde.

Ek dink persoonlik dat daar geen funksie of doel aan enigiets in die heelal is nie en dan Michaelian oorsaak en gevolg verwar.  Pigmente soos RNS en DNS het nie ontstaan om sonstrale te dissipeer nie, maar eerder pigmente kan voortplant met behulp van die energie van die sonstrale wat hulle dissipeer.  Alles is bloot toevallighede wat bloot aan die wette van fisika voldoen anders sou dit nie bestaan het nie.  Die slotsom is dus dat lewe wel aan die tweede wet van termodinamika voldoen.

 

Verwysings:

Boltzmann, L. (1974). The Second Law of Thermodynamics, in: Ludwig Boltzmann: Theoretical physics and Selected writings; McGinness, B., Eds.; D. Reidel: Dordrecht, Netherlands.

Dodd, M. et al. (2017). Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates. Nature. 543 (7643): 60–64.

Fox, S.W. & Dose, K. (1977). Molecular Evolution and the Origin of Life. W. H. Freeman & Co Ltd. ISBN 978-0716701637.

Knoll, A.H. & Barghoorn, E.S. (1977). Archean Microfossils Showing Cell Division from the Swaziland System of South Africa. Science 198(4315):396-398.

Macklem P.T. (2008). Emergent phenomena and the secrets of life. Journal of Applied Physiology. 104(6):1844–1846.

Onsager, L. (1931). Reciprocal Relations in Irreversible Processes I and II. Phys. Rev. 1931, 37, 38, 405, 2265.

Prigogine, I. (1955). Introduction to Thermodynamics of Irreversible Processes, Charles C. Thomas Publisher, Springfield, Illinois.

Schrödinger, E. (1944). What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell; Cambridge University Press: Cambridge.

Spalding, K.L.; Bhardwaj, R.D.; Buchholz, B.A.; Druid, H. & Frisén, J. (2005). Retrospective Birth Dating of Cells in Humans. Cell 122(1):133-143.

Weiss, M.C.; Sousa, F. L.; Mrnjavac, N.; Neukirchen, S.; Roettger, M.; Nelson-Sathi, S.; Martin, W.F. (2016). The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nat Microbiol. 1(9):16116.

 

Ter nagedagtenis

Giordano Bruno was ‘n Italiaanse Dominikaanse monnik, filosoof, wiskundige en sterrekundige.  Hy het in nege boeke sy siening oor kosmologie bespreek.  Hy het onder andere gesê dat die heelal geen middelpunt het nie en dat die heelal oneindig groot is en dat ondeindigheid en onpeilbaarheid daarvan buite die begrip van die mens val.  Hy het ook gesê dat sterre verafgeleë sonne is en dat daar planete om hulle wentel en dat die planete van lewe wemel.

Bruno was in 1593 in hegtenis geneem en vir kettery aangekla omdat sy standpunte lynreg teen die Kerkreg was waarin deur Pous Gregorius XIII in 1582 en 1591 die klousules bygevoeg het dat die geloof dat daar ontelbare aardes in die heelal voorkom, as kettery beskou sal word.

Giordano Bruno was in hegtenis geneem en deur die Inkwisiteur Kardinaal Bellarmine verhoor.  Die aanklaers het Bruno spesifiek aangekla daarvan dat hy beweer het dat daar baie sonne en baie wêrelde is en dat soortgelyke goed en spesies, selfs mense, op hierdie wêrelde as op Aarde voorkom.  Hulle het hom ook van allerlei ander dinge aangekla – vanaf towery, dat hy die maagdelike geboorte van Jesus en  transsubstansiasie verwerp.  Hy het egter al die aanklagte teen hom ontken buiten dit wat hy oor sterre, die Son, planete, lewe op ander planete en die heelal gesê het. Bruno het in aanhouding vanaf 1593 gebly tot Pous Clement VIII op 20 Januarie 1600, hom as ketter verklaar het, waarna die Inwisisie hom tot dood veroordeel het.

Giordano Bruno is nakend op 17 Februarie 1600 onderstebo op ‘n brandstapel op die markplein in Campo dei Fiori vasgemaak.  Sy tong was vasgeklamp uit straf vir die “euwel woorde wat hy kwytgeraak het”.  Hy was toe aan die brand gesteek en sy uitgebrande as was daarna in die Tiber Rivier gegooi.

Die Vatikaan doen hulle bes om die saak van Giordano Bruno onder die mat te vee.  Net nou en dan hoor mens ‘n onsinnigheid, soos dié van Kardinaal Giovanni Mercati, wie in die 1940’s verskeie dokumente oor Bruno se verhoor ontdek het, en tot die gevolgrekking gekom het dat die kerk heeltemal geregtig was om hom te vermoor.  In die jaar 2000, op die 400ste herdenking van Bruno se dood, het Kardinaal Angelo Sodano steeds Bruno se aanklaers verdedig en het die vermetelheid gehad om te skryf dat hulle alles in hul vermoë gedoen het om Bruno se lewe te red.

* * * * *

Astronome het ‘n krater (op die rand van die Maan van die Aarde af gesien) na Bruno vernoem.  Al wat nou oorbly is om Bruno se voorspelling, dat lewe op ander hemelliggame bestaan, reg te bewys.

 

WOORDELYS

Aardkors (Earth’s crust) verwys na die dun laag wat die buitenste laag van die Aarde vorm.  Die kors beslaan ongeveer 1% van die aarde se massa.  Die kors vorm die boonste deel van die litosfeer.  The litosfeer is verdeel in tektoniese plate wat op die mantel beweeg.  Die grens tussen die ligter kors en die swaarder en digter mantel word deur die Mohorovicic diskontinuïteit aangedui.

Adenien (adenine) C₅H₅N₅ is ‘n nukleobasis (‘n purienderivaat) wat in DNS en RNS molekules voorkom.  Adenien bind met timien in DNS en urasiel in RNS.

Aminosure (amino acids) is die boublokke van proteïene.  Aminosure en proteïene saam vorm die boublokke van lewe.  Aminosure is organiese verbindings wat uit ‘n amino (-NH₂) en karboksiel (-COOH) funksionele groepe saam met ‘n syketting (R-groep) bestaan.  Die R groep is uniek aan elke aminosuur.  Daar is ongeveer 500 aminosure bekend, alhoewel slegs 20 in die genetiese kode voorkom.  Aminosure speel ook ‘n rol in talle lewensprosesse soos neurotransmissie en biosintese.

Ammoniak (ammonia) NH₃ is ‘n kleurlose, onwelriekende gas.  Dit is ‘n baie algemene afvalproduk wat deur talle diere, veral visse afgeskei word.  Dit word ook in die natuur deur natuurlike prosesse soos weerlig in die atmosfeer gevorm.  Dit vorm ‘n belangrike voedingstof vir talle landlewende organismes.

Anorganiese kataliste (inorganic catalysts) is verbindings of elemente, insluitende metale,  wat nie in selle gevorm word nie.  Hierdie kataliste versnel chemiese reaksies maar bly onveranderd gedurende die proses.

Archaea (Archaea) is ‘n groep mikroskopiese prokariote wat meestal net soos bakterieë lyk.  Oorspronklik was hulle dus ook as bakterieë geklassifiseer maar biochemiese en genetiese inligting dui daarop dat Archaea nader aan eukariote as aan bakterieë verwant is.  Archaea kom oral voor, maar is veral volop in die see.  Archaea kom selfs in omgewings voor wat gekenmerk word aan hul uiterste temperature, hoë soutkonsentrasies of giftigheid en waar geen ander organismes kan leef nie.  Sekere Archaea vorm deel van die mikrobiota van alle organismes en kom in die derms, mond en op die vel van diere, insluitend die mens, voor.

Argeïkum Eon (Archaean Eon) (4.54 – 2.50 Ga).  Dit is die tydperk toe die Aarde se kors begin afkoel het, kontinente begin vorm het en die eerste lewe en ‘n suurstofryke atmosfeer ontstaan het.  Vroeë Argeïese gesteentes is die oudste materiaal wat op die Aarde se oppervlakte behoue gebly het en is die belangrikste bron van inligting oor die ontstaan van die Aarde se kors.

Aromatisasie (aromatization) is ‘n chemiese reaksie waartydens ‘n aromatiese sisteem uit ‘n enkele nie-aromatiese voorloper gevorm word.  Gewoonlik vind aromatisasie plaas deur die dehidrogenasie van ‘n bestaande ringverbinding.

Astrobiologie (astrobiology) het vroeër as eksobiologie (exobiology) bekendgestaan.  Astrobiologie is ‘n interdissplinêre studieveld wat die oorsprong, vroeë evolusie, verspreiding en toekoms van lewe in die heelal bestudeer.  Astrobiologie sluit die studie van molekulêre biologie, biofisika, biochemie, chemie, astronomie en geologie in.  Astrobiologie ondersoek die moontlikheid dat ekstraterrestriële lewe bestaan en indien wel, hoe mens dit kan waarneem veral in die lig daarvan dat ekstraterrestriële organismes, biosfere en ekologieë heeltemal anders as dié op aarde is.

Astronomie (astronomy) of sterrekunde is die studie van alles in die heelal buite die Aarde se atmosfeer.  Dit sluit alles in vanaf die goed wat ons met ons blote oë kan sien soos die Son, Maan, planete, sterre, komete, sterrestelsels en gasnewels, tot baie klein voorwerpe en elektromagnetiese golwe wat ons slegs met instrumente kan waarneem, tot voorwerpe wat ons slegs met teleskope kan waarneem soos verafgeleë planete, sterrestelsels en gasnewels.  Astronome is mense wat astronomie beoefen.  Astroloë doen astrologie en dit is iets heeltemal anders.

Atmosfeer (atmosphere) is ‘n laag of lae gas wat ‘n hemelliggaam soos ‘n planeet omring en deur daardie hemelliggaam se gravitasieaantrekkingskrag in plek gehou word.  Die Aarde se atmosfeer bestaan uit 78% stikstof, 21% suurstof, 0.9% argon, 0.04% koolsuurgas en ‘n paar ander spoorelemente.  Eukariotiese organismes benodig suurstof vir respirasie, stikstof word deur nitrifiserende bakterieë gebind, ammoniak wat vir die produksie van nukleotiede en aminosure gebruik word, word deur weerlig in die atmosfeer vervaardig, koolsuurgas word deur plante, chromiste en sianobakterieë vir fotosintese gebruik.  Die atmosfeer beskerm organismes teen ultraviolet bestraling, sonwind en kosmiese strale.  Die samestelling van die huidige atmosfeer is die produk van miljarde jare se biochemiese verandering van die paleoatmosfeer deur organismes.

ATP (ATP) is die afkorting vir adenosientrifosfaat.  Dit is ‘n hoë energiemolekule wat in die mitochondrions van alle eukariote gevorm word om energie vir talle biochemiese prosesse in die sel te verskaf.  Dit is ook ‘n voorloper van DNS en RNS en word as ‘n koënsiem gebruik.  ATP bestaan uit drie komponente: ‘n stikstofbasis (adenien), die suiker ribose en ‘n trifosfaat.

Bakterieë (bacteria) is ‘n groep prokariote en sluit van die eerste lewe op Aarde waarvan ons weet in.  Hulle lyk baie soos die Archaea maar vorm aparte taksonomiese groep.  Bakterieë is die volopste organismes op Aarde en kom in elke denkbare ekostelsel voor.  Die ekologie hang grootliks van die bestaan van bakterieë af.  Sonder bakterieë sou ander organismes, veral eukariote, nie kon bestaan het nie.  Sianobakterieë was verantwoordelik vir ons suurstofryke atmosfeer.  Bakterieë het oorsprong aan mitochondria en chloroplaste gegee.

Barberton Supergroep (Barberton Supergroup) Die sedimente en lawas van die Barberton Supergroep het vanaf ongeveer 3.5 Ga bo-op die proto-fondament van die Aarde begin opbou.  Die gesteentes van die Barberton Supergroep is deel van die oer-seevloer wat tussen ‘n mid-oseaanrif en ‘n eilandboogkompleks gevorm het.  Die gesteentes is deur tektoniese werking gemetamorfoseer en vervorm en deur jonger graniet plutone binnegedring en het sodoende deel van die vroeë aardkors geword.

Basalt (basalt) is ‘n mafiese ekstrusiewe stollingsgesteente wat uit magnesium en ysterryke lawa vorm wat op of baie naby die oppervlakte van rotsagtige planete en mane vorm.  Meer as 90% van al die vulkaniese gesteentes op Aarde is basalt.  Basalt lawa het ‘n lae viskositeit danksy die lae silika inhoud wat veroorsaak dat basalt vinnig oor ‘n groot gebied kan uitsprei voor dit afkoel en verhard.

Biochemie (biochemistry) of biologiese chemie is die studie van chemiese prosesse wat binne lewende organismes plaasvind of met lewendige organismes te doen het.

Biogenies (biogenic) is die proses waardeur iets soos die suurstof in die atmosfeer, kerogeen, aardolie, steenkool, barnsteen, ens. deur die werking of oorblyfsels van organismes gevorm het.

Biopoïese (biopoiesis) verwys na die ontstaan van lewe vanuit nie-lewende self-repliserende verbindings.

Biosfeer (biosphere), ook bekend as die ekosfeer, is die som van al die ekostelsels  wêreldwyd.  Die biosfeer is vanuit ‘n materie-oogpunt ‘n geslote stelsel terwyl dit vanuit ‘n energie-oogpunt ‘n oop stelsel is met son-energie wat met behulp van fotosintese opgeneem word.  Die biosfeer is die globale ekologiese stelsel wat elemente van die litosfeer, hidrosfeer, kriosfeer en atmosfeer insluit.  Die biosfeer het met biopoïese ongeveer 3.5 miljard jaar gelede ontstaan.

Buite-aardse lewe (extraterrestrial life) verwys na organismes wat op ander planete of mane in die buitense ruimte voorkom en nie van die Aarde afkomstig is nie.

Chemie (chemistry) of skeikunde is die studie van materie.  Dit sluit die studie van atome, die vorming en opbreek en transformasie en samestelling van verbindings in.  Chemie sluit die velde van organiese, anorganiese, analitiese en fisiese chemie en biochemie in.

Chemiese potensiaal (chemical potential) van ‘n chemiese-spesie (‘n chemiese stof wat saamgestel is uit chemies identiese molekulêre eenhede wat dieselfde stel molekulêre energievlakke op ‘n kenmerkende of gedelineërde tydskaal kan benut) in termodinamika is die energie wat geabsorbeer of vrygestel word deur die verandering in die partikelgetal van die betrokke spesies – soos in die geval van ‘n faseverandering van ‘n stof.

Chemosintese (chemosynthesis) is diie proses waar organiese verbindings gevorm word deur die omskepping van een of meer koolstofbevattende molekules (gewoonlik koolsuurgas of metaan) en nutriënte deur middel van die oksidasie van anorganiese verbindings soos waterstofgas of waterstofsulfied, of ysterione wat as ‘n energiebron dien.  Dit is in kontras met fotosintese – die proses waar sonlig as energiebron gebruik word om organiese verbindings uit koolsuurgas en water te vorm.  Verskeie tipes archaea en bakterieë, wat in donker plekke leef, benut chemosintese om vanuit enkelkoolstof molekules organiese verbindings te vorm.

Chert (chert) is ‘n tipe harde sedimentêre gesteente wat uit baie klein kwartskristalle (mikrokristalle of kriptokristalle) bestaan.  Chert kan ‘n biologiese of ‘n anorganiese oorsprong hê.  Meestal word dit vanuit die silika-ryke eksoskelette van diatome, silikoflagellate en radiolarieë, wat in ‘n dik laag oor groot areas op die seebodem lê, gevorm.  In ander gevalle is dit ‘n diagenetiese vervanging van organiese materiaal soos in die geval van versteende of gesilifiseerde hout.  In ander gevalle kan dit as ‘n chemiese presipitaat van anorganiese oorsprong soos silika-ryke lawas, op die seebodem afgeset word.

Chloroplas (chloroplast) is ‘n dubbelmembraan organel wat in die selle van sommige fotosintetiserende organismes, soos groen plante, voorkom (chromiste en rooiwier bevat hul eie fotosintetiserende organelle maar is nie plante nie).  Fotosintese vind binne die chloroplas plaas waar koolsuurgas en water met behulp van sonlig in glukose omskep word.  Aan die binnekant van die chloroplast kom ‘n komplekse lamellêre membraanstelsel voor wat tilakoïede genoem word.  Ronde opeengestapelde plaatjies, wat granums genoem word, vorm deel daarvan.  Die groen pigment chlorofil kom binne die granums voor.  Chlorofil is verantwoordelik vir die kenmerkende groen kleur aan die chloroplaste en die blare van die plant is. Chloroplaste speel ‘n rol in verskeie ander funksies in die sel, soos in vetsuursintese, aminosuursintese en die immuun respons in plante.  Die getal chloroplaste per sel wissel van plant na plant – in sommige is daar net een, maar ander plante se selle mag tot 100 chloroplaste per sel hê.  Chloroplaste bevat soos mitochondions hul eie DNS en word nie deur die sel self vervaardig nie, maar plant deur tweedeling voort.  Alles dui daarop dat chloroplaste van ‘n sianobakterieë ontstaan het wat oorspronklik deur die voorouer van plante deur fagositose opgeneem was om op te voed.  Hierdie sianobakterieë het mettertyd weerstand teen die verteringsensieme van die gasheer-sel gebied en het as endosimbionte in die sel begin leef en so oorsprong aan chloroplaste gegee.

Darwinistiese evolusie (Darwinian evolution) verwys na Darwin se bydrae tot die evolusieteorie, nl. natuurlike seleksie veroorsaak dat die individue, wie se kenmerke die beste tot hulle omstandighede aangepas is, geselekteer word.  Met ander woorde die individue met sekere kenmerke oorleef terwyl die ander, daarsonder, uitsterf.

Deoksiribonukleïensuur (DNS) (Deoxyribonucleic acid (DNA))  bestaan uit ‘n lang dubbelstring nukleobasisse.  RNS en DNS dra die oorerflike of genetiese inligting van een organisme na die volgende generasie oor.  RNS tree soms soos ‘n ensiem op maar dit speel ‘n wye verskeidenheid rolle in die sel omdat dit genetiese inligting kan stoor en oordra.  Al die proteïene in ‘n organisme word deur die RNS in die ribosoom vervaardig.

Deoksiribose (deoxyribose) of meer akkruaat, 2-deoksiribose, is ‘n monosakkaried met die formule C₅H₁₀O₄. Deoksiribose se naam is afgelei van die feit dat dit na die verlies van ‘n suurstofatoom uit die suiker ribose vorm.  Deoksiribose is ‘n bousteen in die DNS molekule.

Dier (animal) is ‘n meersellige eukariotiese heterotroof wat aan die Koninkryk Animalia hoort.  Diere se selle het ook nie selwande nie – ‘n kenmerk wat hulle van swamme onderskei.  Die oudste diere is mikroskopiese sponse.  Daar is reeds meer as 1.5 miljoen ekstante dierspesies bekend, maar daar is na berekening moontlik meer as 7 miljoen tot dusver onbekende dierspesies – veral nematode en insekte.  Diere wissel in grootte van Myxobolus shekel, ‘n parasitiese neteldier van 8.5 mikrometer, tot die blouwalvis wat 33.5 m lank word.  Die studie van diere is dierkunde.

Dissipasie (dissipation) is die resultaat van ‘n onomkeerbare proses wat in homogene termodinamiese sisteme plaasvind.  Energie word van ‘n aanvanklike vorm na ‘n finale vorm in ‘n dissipatiewe proses getransformeer waar daar uiteindelik minder energie oorbly om werk te verrig as in die aanvangsfase.

Dissipatiewe sisteem (dissipative system) is ‘n oop sisteem wat met die omgewing energie en materiaal uitwissel en dus nie in termodinamiese ewewig verkeer nie.

Dominikaanse Orde (Dominican Order) is ‘n groep bedelpriesters wat aan die Rooms Katolieke Kerk hoort.  Hierdie groep staan ook as die Orde van Predikers bekend.  In die Middeleeue was lede van hierdie orde voorlopers in die kerk se oorlog teen ketters.

Edelgasse (noble gases) is elemente wat geen verbindings kan vorm nie aangesien al die s- en p- orbitale volledig met elektrone gevul is.  Dit is dan ook reuk- en kleurloos en word dikwels in buisligte gebruik.  Edelgasse sluit die volgende elemente in: Helium, Neon, Argon, Kripton, Xenon en Radon.  Hierdie gasse beslaan saam minder as 1% van die Aarde se atmosfeer.

Ekosisteem (ecosystem) is die interaksie tussen die lede van ‘n gemeenskap van lewende organismes en die nie-lewende komponente in hulle omgewing.  Die biotiese (lewendige) en abiotiese (nie-lewendige) komponente van ‘n ekosisteem word deur middel van voedingssiklusse en energievloei gekoppel.

Entropie (entropy) verwys na die verskynsel dat alles in die heelal van ‘n hoër energievlak na ‘n laer energievlak verval en dat kosmiese chaos dus toeneem.  Die Tweede Wet van Termodinamika bepaal dat entropie altyd met tyd toeneem.

Eon (Eon / Aeon) is die hoofeenheid wat in die Geologiese Tydskaal gebruik word.  Die Eons word in volgorde, van oudste na jongste, in die: Hadeïkum, Argeïkum, Proterosoïkum en Fanerosoïkum gerangkskik.  Die Eons word in eras onderverdeel.  Hierdie onderverdelings word op grond van groot geologiese en biologiese gebeure gebaseer.  Hoe meer wydverspreid in die wêreldgeologie hierdie verskynsels voorkom, hoe meer relevant en bruikbaar word dit vir die Geologiese Tydskaal.

Eukariote (eukaryotes) is organismes wat aan die Domein Eukarya hoort.  Eukariotiese organismes se selle bevat dubbelmembraanorganelle (soos mitochondria en plastiede) en ‘n kern wat uit ‘n kernmembraan wat die DNS omhul bestaan.  Eukariotiese organismes sluit eensellige organismes soos protiste en sekere lede van die bruinalge en groenalge en meersellige organismes soos plante, diere en swamme in.

Evolusie (evolution) verwys na die verandering in organismes se oorerflike eienskappe wat na die volgende geslag oorgedra word.

Evolveer (evolve) verwys na die evolusieproses.

Fisika (physics) is die studie van materie, die gedrag en eienskappe van materie deur ruimte en tyd en die verwante verskynsels van energie en krag. Fisika is een van die belangrikste hoekstene van onder andere: astronomie, chemie, geologie, biologie en meteorologie.  Daar is ‘n noue verwantskap tussen wiskunde en fisika.

Formaldehied (formaldehyde) CH₂O is ‘n organiese verbinding wat wydverspreid in die natuur, selfs in interstellêre ruimte voorkom.  Dit kom as ‘n kleurlose, onwelriekende gas voor wat karsinogenies (kankervormend) is.  Formaldehied word sinteties vervaardig en word algemeen in die vervaardigingsbedryf gebruik.

Fosfaat (phospate) is ‘n anioon, sout, funksionele groep of ester wat van fosforsuur gederiveer is wat die ioon (PO₄)⁻ besit.  Fosfate kom in die natuur in ‘n verskeidenheid fosfaatminerale voor.

Fossiele (fossils) is die versteende oorblyfsels van organismes of dele daarvan soos been, skulpe, eksoskelette, hout, blare, of hul produkte soos spore, tonnels, mis, boomgom, stuifmeel ens.

Fossilisering (fossilization) is die proses van verstening van die oorblyfsels van organismes.  Dit sluit die verstening van hul spore, tonnels, urienspatsels, mis ens. in.

Fosfolipiede (phospholipids) is ‘n groep lipiedverbindings wat uit ‘n hidrofiliese “kop” (‘n fosfaatgroep) en twee hidrofobiese “sterte” (lipiedkettings) bestaan wat deur ‘n gliserol molekule aanmekaar geheg is.  Fosfolipiede is die hoofbestanddeel van alle selmebrane.

Foton (photon) is die kleinste eenheid of kwantum van elektromagnetiese radiasie.  Fotone is altyd gewigloos en beweeg teen die spoed van lig in ‘n vakuum.  Fotone is die bron van alle lig.

Fotosintese (photosynthesis) is die proses waardeur plante, sianobakterieë, Rooi- en Bruinalge, ligenergie gebruik om koolsuurgas en water in suiker te omskep met suurstof wat as neweproduk vorm.  Hierdie proses omskep ligenergie in chemiese energie.  Fotosintese is sekerlik, naas die ontstaan van lewe, die belangrikste biologiese proses wat ooit op aarde ontstaan het.  Plante en ander fotosintetiserende organismes word as primêre produseerders beskou en verskaf voedsel aan ‘n groot deel van die voedselweb asook die suurstof in water en in die atmosfeer as neweproduk.

Fraktale (fractals) is ‘n nimmereindige patroon wat op verskillende skale herhaal.  Hierdie herhalende patrone wat op verskillende skale voorkom word self-eendersheid genoem.

Fundamentalis (fundamentalist) verwys na ‘n godsdienstige persoon wat ‘n onwrikbare geloof handhaaf en homself aan ‘n stel onverminderbare oortuigings bind wat gewoonlik op ‘n heilige geskrif of doktrine gegrond is.  Met ander woorde hierdie persoon sal tipies glo dat die heelal in 6 dae geskape is, dat al die dierspesies op die ark was, en dat homoseksualiteit veragtelik in die oë van God is omdat dit so in die Bybel staan.  Daar is baie verskille tussen die geloofsoortuigings van fundamentalistiese faksies wat wissel vanaf Flat Earthers, tot anti-aborsie groepe, tot anti-homoseksuele groepe, tot rassiste, tot sameswerings-teorie groepe, tot klimaatsveraderingontkenners, maar die een ding waarmee fundamentaliste oor die algemeen saamstem is dat evolusie en dus ook paleontologie en sekere aspekte van geologie en astronomie en selfs fisika vir hulle verwerplik is.  Fundamentaliste interpreteer Bronstydperk mitologie as die waarheid en verhef dit bo wetenskaplike bewyse wat die teendeel bewys.  Sommige van hierdie mense beskou dit as hulle plig om andersdenkendes te vervolg en selfs dood te maak, wat natuurlik die rede vir elke heilige oorlog was en die vervolging van wetenskaplikes is.

Ga (afkorting vir Giga anum in Latyn) is ‘n wetenskaplike afkorting vir ‘n miljard jaar.

Gebande ystersteenformasies (banded ironstone formations, BIF) is kenmerkende Prekambriese geologiese formasies wat wêreldwyd voorkom.  ‘n Gebande ystersteenformasie bestaan uit herhalende dun lagies van ‘n paar millimeter tot ‘n paar sentimeter dik.  Die lagies bestaan uit donker persbruin tot swart magnetiet (Fe₃O₄) of hematiet (Fe₂O₃) en rooi tot wit yster-arm lagies skalie of chert.

Genoom (genome) is al die genetiese materiaal in ‘n sel wat die DNS, RNS en die genetiese materiaal van die chloroplaste en mitochondria insluit.

Geologie (geology) is ‘n aardwetenskap wat op hemelliggame, maar veral die aarde, se struktuur, samestelling en die prosesse wat dit gevorm het, fokus.  Geologie oorvleuel met verskeie ander vakgebiede soos fisika, chemie, hidrologie, atmosferiese wetenskappe, ekologie en planetêre wetenskappe.  Geologie verskaf inligting oor minerale, aardbewings, vulkane, ouderdom van gesteentes, paleontologie die magneetveld van die aarde, plaattektoniek en die ontstaan en evolusie van lewe op aarde.

Geologiese Tydskaal (geological time scale) is ‘n sisteem van kronologiese datering wat geologiese strata van oudste na jongste indeel.  Kenmerkende fossiele was voor radiometriese datering gebruik om geologiese lae volgens ouderdom te orden, maar dit was noodwendig tot fossieldraende lae met makroskopiese fossiele beperk, met ander woorde lae wat jonger as 541 miljoen jaar was.  Die werklike ouderdom van die geologiese lae kon eers na radiometriese datering ontwikkel is, akkuraat bepaal word.

Geopolimere (geopolymers) is anorganiese aluminosilikate wat langketting kovalent-gebonde amorfe netwerke met behulp van geologiese prosesse vorm.

Glikoaldehied (glycoaldehyde) HOCH₂-CHO is die kleinste organiese molekule wat beide ‘n aldehied groep en ‘n hidroksiel groep bevat.  Dit is ‘n hoogs reaktiewe molekule wat beide in die biosfeer en die interstellêre medium voorkom.  Hierdie komplekse suiker, wat belangrik in die vorming van RNS is, was ook in verafgeleë sterrestelsels ontdek.

Gliseriede (glycerides) is esters wat uit gliserol en vetsure gevorm word en wat sterk hidrofobies is.

Glisien (glycine) NH₂‐CH₂‐COOH, is die eenvoudigsgte stabiele aminosuur en is ‘n basiese boublok in organismes.  Dit was ook in komete ontdek.

Groot Bombardement (Heavy Bombardment) of Maankataklisme, het tussen 4.1 – 3.8 miljard gaar gelede tydens die Hadeïese en Argeïese Eon plaasgevind toe besonder baie en groot meteoriete die rotsagtige plante (Mercurius, Venus, Aarde en Mars) gebombardeer het.  Hierdie bombardement het plaasgevind net nadat die binneste planete van die Sonnestelsel gevorm het.

Guanien (guanine) C₅H₅N₅O, is een van die vier belangrikste nukkleobasisse wat in die nukleïensuur van RNS en DNS voorkom.  Guanien word in DNS aan sitosien gekoppel.

Hadeïkum Eon (Hadean Eon) (4.6-4 Ga) is die oudste geologiese eon van die Geologiese Tydskaal.  Die oudste rotse op Aarde dateer uit hierdie era.

Heelal (universe) is alle tyd, ruimte en die inhoud daarvan wat alle vorme van materie en energie insluit.  Die oerknal teorie is die mees algemeen aanvaarbare verduideliking van die oorsprong van die heelal ongeveer 13.8 miljard jaar gelede.  Vanaf die oerknal af sit die heelal nog steeds teen die spoed van lig uit.

Hemelliggaam (celestial object): ‘n natuurlike voorwerp soos ‘n ster, planeet, natuurlike satelliet, asteroïed, komeet, die Maan of die Son.

Heteroatoom (heteroatom) in organiese chemie, verwys na enige atom wat nie koolstof of waterstof is nie.

Heterosikliese aromatiese koolwaterstowwe (heterocyclic aromatic hydrocarbons) het ten minstens een koolstof minder wat met ‘n heteroatoom soos suurstof, stikstof of swael vervang is.  Talle van hierdie heterosikliese aromatiese verbindings vorm deel van baie belangrike biologiese molekules, onder andere, die basisse van DNS en RNS.

Hidrofilies (hydrophylic) iets wat na water aangetrek word en wat maklik in water gemeng kan word.

Hidrofobies (hydrophobic) iets wat deur water weggestoot word.

Hidrosfeer (hydrosphere) is die totale massa water wat op ‘n hemelliggaam soos die Aarde op die oppervlakte, in die atmosfeer en ondergronds voorkom.  Dit sluit die water in wolke, reën, sneeu, waterdamp in die atmosfeer, oseane, riviere, mere, damme, yskappe, gletsers, bevrore grond en grondwater in.  Soutwater verteenwoording ongeveer  97.5% en varswater 2.5% van die hidrosfeer.  Ongeveer 68.9% van varswater kom in die vorm van ys in die poolkappe en gletsers voor; 30.8% kom in grondwater voor en slegs 0.3% kom in riviere, mere of damme voor.

Hidrotermiese uitlate (hydrothermal vents / chimneys) is ‘n skeur in die seevloer waar geotermies-verhitte, mineraal ryke water uitstroom.  Hidrotermiese uitlate kom tipies by vulkanies-aktiewe plekke voor waar tektoniese plate uitmekaar sprei en nuwe seevloer gevorm word.  Die areas rondom die hidrotermiese uitlate op die seevloer is besonder ryk aan lewe, veral chemosintetiese bakterieë en archaea, wat die basis van die voedselweb rondom die hidrotermiese uitlate vorm.  Reuse buiswurms, oesters en garnale is van die makroskopiese organismes wat rondom hidrotermiese uitlate voorkom.  Dit is een van die weinige ekostelsels wat nie van fotosintese afhanklik is nie.

Inkwisisie (Inquisition) was in die laat Middeleeue in Europa gestig om Christelike (Katolieke) ortodoksie op die bevolking van Europa af te dwing deur om ketters te vervolg.  Die Spaanse Inkwisisie, wat in 1478 deur die Reyes Católicos van Spanje gestig is, was ‘n voortsetting van hierdie eeue-oue instelling van die Katolieke Kerk wat spesiaal op die been gebring was om ketters onder die bekeerlinge vanuit die Joodse en Moslem geloof na Katolisisme uit te snuffel.  Kettery was bewys deur om mense te ondervra terwyl hulle gemartel word en dan, na hulle hul oortredings erken het, was hulle vermoor, gewoonlik deur middel van verbranding.  Ongeveer 32 000 mense was uiteindelik deur die Spaanse Inkwisisie vermoor.  Later was hierdie vervolging na enige persoon of groep wat van kettery verdink was uitgebrei.  Van die 1250’s af was inkwisiteurs (die persone wat as aanklaers en regters in die howe gedien het) vanuit die Dominikaanse Orde verkies.

Interstellêre-ruimte (interstellar space) is die ruimte tussen sterre.

Ioniserende radiasie (ionizing radiation) is subatomêre deeltjies of elektromagnetiese golwe wat genoeg energie besit om atome of molekules te ioniseer deur om hulle van elektrone te stroop.  Gamma strale, X-strale en die hoër deel van die ultraviolet spektrum vorm deel van ioniserende radiasie.  Ioniserende radiasie kan ook deur subatomêre partikels, soos alfa en beta partikels en neutrone wat gedurende radioaktiewe verval geproduseer word, veroorsaak word.  Sekondêre kosmiese partikels soos muons, mesone en positrone kan gevorm word deur die interaksie tussen kosmiese strale en die Aarde se atmosfeer.  Kosmiese strale kan radioisotope soos Koolstof-14 in die atmosfeer vorm wat dan verval en ioniese radiasie afgee.  Kosmiese strale en die verval van radioaktiewe isotrope is die hoofbronne van natuurlike ioniserende radiasie op Aarde.

Isomerisasie (isomerisation) is die proses waartydens ‘n molekule, ioon of molekulêre fragment in ‘n isomeer met ‘n anderster chemiese struktuur verander word.

Isotope (isotope) is atome van dieselfde element wat dus dieselfde getal protone het maar weens die feit dat hulle verskillende getalle protone het, verskil hulle gewig en dikwels hul radioaktiwiteit.

Jong Aarde (early Earth) verwys losweg na die eerste miljard jaar van die Aarde se bestaan vanaf die begin van die Hadeïkum Eon (4.6-4 Ga) tot ongeveer die middel van die Argeïkum Eon 3.6 Ga.  Dit is gedurende hierdie tydperk wat die protoplaneet Thea in die Jong Aarde gebots het om die huidige Aarde en die Maan te vorm.  Die oudste rotslae en kerogeen afsettings dateer ook uit hierdie tydperk.  Die Groot Bombardement van reuse meteoriete het ook in hierdie tydperk plaasgevind.  Die eerste lewe het gedurende die Argeïkum ontstaan.

Kardinaal (cardinal) of Prins van die Kerk (afgelei van “die spil waarom alles draai” in Latyn) is een van die hoogste range in die Rooms Katolieke Kerk.  Die Pous word vanuit die Konklawe van Kardinale gekies.

Kerogeen afsettings (kerogen deposits) is soliede, onoplosbare, koolstofryke materiaal wat in sedimentêre rotse voorkom.  Daar word bereken dat daar wêreldwyd 10¹⁶ ton koolstof in kerogeen voorkom wat dit die grootste organiese afsetting op Aarde maak.  Petroleum en natuurlike gas kan uit kerogeen verkry word.  Kerogeen was in lakustriene omgewings deur alge, in mariene ongewings deur plankton en in terrestriële omgewings deur plantmateriaal gevorm.  Kerogeen is ekonomies belangrik vir olie- en gasontginning.  Tydens kerogeenvorming word groot biopolimere soos proteïene en koolwaterstowwe gedeeltelik of heeltemal afgebreek (wat as die teenoorgestelde proses van fotosintese beskou kan word).  Hierdie afbraakprodukte kondenseer om geopolimere te vorm wat saam met sedimente soos modder, slik en sand, olieryke skalies vorm.  Die toenemende druk en temperatuur wat tydens sedimentasie plaasvind veroorsaak dat die organiese afsettings verder deur die verlies van waterstof, suurstof, stikstof, swael en ander stowwe die organiese verbindings isomeriseer en aromatiseer. Gedurende die aromatiseringsproses word die molekules in lae gerangskik wat die fisiese kenmerke van kerogeen bepaal.  Gedurende die termiese maturasieproses word kerogeen na produkte soos bitumen, olie en gas afgebreek.

Kettery (heresy) is ‘n konsep wat in die Joodse, Christelike of Moslem gelowe bestaan wat hulle in ‘n veroordelende posisie bo andersdenkendes sit.  Uiteraard glo hulle dat hulle die Godgegewe reg het om ander mense, kulture en gelowe te veroordeel.  Hierdie veroordeling van andersdenkendes is in die vorm van betigting, beskuldiging, sosiale verwerping, diskriminasie, marginalisering, verbanning, opsluiting, tot marteling en uiteindelik die dood deur marteling, verbranding, verdrinking, vierdeling (quartering), impalering en steniging insluit.  Dikwels was en is wetenskaplikes deur mense van hierdie gelowe as ketters aangekla en vervolg.

Klassieke Onomkeerbare Termodinamika (Classical Irreversible Thermodynamics) is die toepassing van die Teorie van Ekwilibrium Termodinamika op ‘n plaaslike skaal sodat verandering in massa, temperatuur en druk oor tyd in berekening gebring kan word.

Koma (coma) is die newelagtige omhulsel wat ronsom die komeetkern vorm wanneer ‘n komeet na genoeg aan die son kom om dit te verhit.  Waterdamp en stof word vrygestel wanneer die oppervlakte van die komeet weens die son se bestraling begin sublimeer.  Hierdie gasnewel rondom die kern veroorsaak komete se kenmerkende deinserige voorkoms wat mens in staat stel om hulle van sterre en planete te onderskei.  Die woord kome in Grieks bedoel “hare” en dit is waarvan die woord komeet afgelei is.

Komatiïet (komatiite) is ‘n tipe ultramafiese gesteente wat algemeen in groenstene voorkom.  Komatiete vorm wanneer magma of lawa vinnig afkoel of dekompressie ondergaan.    Komatiite besit lae hoeveelhede silikon, kalium en aluminium en hoë tot baie hoë vlakke van magnesium.

Komeet (comet) is ‘n klein hemelliggaam wat hoofsaaklik uit ys en stof bestaan en ‘n eksentriese wentelbaan om die Son het.  Wanneer ‘n komeet naby die Son verbybeweeg sublimeer die ys van die komeetkern en begin dan gas afgee.  Die gas vorm ‘n sigbare atmosfeer of koma en soms ook ‘n stert of sterte wanneer die sonwind die gas van die komeet wegwaai.  Die komeetstert wys dus altyd weg van die son af en dui nie die rigting van beweging van die komeet aan nie.  ‘n Komeetkern kan van honderde meter tot tientalle kilometer in deursneë wissel terwyl ‘n koma tussen duisende tot miljoene kilometer breed kan wees, terwyl die stert of sterte tot 150 miljoen km (een astronomiese eenheid (1 AE)) lank kan wees.

Kompleksiteit (complexity) is ‘n sisteemteorie wat die gedrag van ‘n sisteem wie se komponete op verskeie maniere, volgens die reëls van daardie sisteem en sy omgewing, met mekaar interaksie het, beskryf.

Koolstof (carbon), die sesde element op die periodieke tabel is, naas waterstof, helium en suurstof, per gewig die vierde volopste element in die heelal.  Koolstof kom in sterre, insluitende die son, komete en in die atmosfere van meeste planete voor.

Koolstofsiklus (carbon cycle) of koolstofkringloop is die biogeochemiese kringloop waardeur koolstof tussen die biosfeer, pedosfeer, geosfeer, hidrosfeer en atmosfeer van die Aarde uitgeruil word.  Koolstof is die hoofkomponent van biologiese stelsels, steenkool, olie, aardgas en kalksteen.  Die koolstofsiklus vorm saam met die stikstofsiklus en die watersiklus ‘n opeenvolging van gebeure wat noodsaaklik vir die onderhoud van lewe op Aarde is.

Koolsuurgas (carbon dioxide) CO₂ is ‘n gas wat uit molekules van een koolstof en twee suurstofatome bestaan.  Koolsuurgas kom in lae konsentrasies in die Aarde se atmosfeer voor en kom in baie hoë konsentrasies in Venus se atmosfeer voor.  Dit tree as ‘n kweekhuisgas op.  Koolsuurgas vorm ‘n belangrike deel van die koolstofsiklus.

Kosmiese bestraling (cosmic radiation) is ‘n onderafdeling van astronomie wat die oorsprong en die evolusie van die kosmos bestudeer.

Kosmologie (cosmology) is die tak van astronomie wat die oorsprong en evolusie van die heelal bestudeer.

Laaste Universele Gemeenskaplike Voorouer (LUGV) (Last Universal Common Ancestor (LUCA)) is die voorouer van alle lewe wat tans op Aarde bestaan.  Die gene wat alle huidige lewensvorme deel, dui daarop dat die LUGV ‘n anaerobiese, N₂ en CO₂-fikserende, H₂ afhanklike, termofiliese archaea was wat in anaerobiese hidrotermiese uitlate wat ryk aan H₂, CO₂ en yster was, voorgekom het, en in ‘n wêreld waar die atmosfeer uit metaan, ammoniak, koolsuurgas en waterstofsulfied bestaan, geleef het.

Lakustrien (lacustrine) is iets wat met mere geassosieer is.  Lakustriene afsettings byvoorbeeld sal verwys na die afsettings op die bodem van ‘n meer.

Lipied (lipid) is ‘n makro-biomolekule wat in nie-polêre oplosmiddels oplosbaar is terwyl dit nie in water oplosbaar is nie.  Olies en vette bestaan uit lipiede.  Lipiede is die hoofbousteen van selmembrane.  Lipiede is langketting van koolstof- en waterstofmolekules.  Lipiede kom in vetsure, wasse, sterols, gliseriede, fosfolipiede en vetoplosbare vitamines A, D, E, en K voor.

Litosfeer (lithosphere) is die harde buitenste deel van ‘n planeet.  Op Aarde bestaan die litosfeer uit die kors en die boonste laag van die mantel.  Die litosfeer word onderlê deur die astenosfeer.

Ma (afkorting vir Mega annum in Latyn) is die wetenskaplike afkorting vir miljoen jaar.

Maan (moon) is ‘n natuurlike satelliet wat rondom ‘n planeet wentel.

Makromolekules (macro molecules) is baie groot molekules soos proteïene, koolwaterstowwe of nukleïensure wat uit tientalle tot duisende kovalent-gebonde atome bestaan.  Makromolekules soos polimere word deur middel van die samevoeging of polimerisasie van kleiner molekules, wat monomere genoem word, gevorm.

Marien (marine) verwys na enigiets wat met die see te doen het.  Mariene ekologie verwys na die ekologie in die see byvoorbeeld, terwyl mariene afsettings na die sedimente wat op die bodem of aan die kant van die see afgeset is verwys.

Meerselligheid (multicellularity) verwys na organismes wat uit meer as een sel bestaan.  Die teenoorgestelde hiervan is eensellig.

Membraan (membrane) bestaan uit fosfolipiede wat mikroskopiese velle of sfere vorm.

Mens (human) is ‘n lid van die spesie Homo sapiens wat ongeveer 300 000 jaar gelede in Afrika ontstaan het.  Die mens is die mees wydverspreide en volopste primaatspesies.  Van die kenmerke wat mense van ander primate onderskei is dat hulle onder andere regop loop, reusagtige breine het en gesofistikeerde gereedskap en taal ontwikkel het.

Menslike genoom (human genome) is die totale DNS komponent wat in Homo sapiens voorkom.  Dit sluit die genetiese inligting wat in die 23 chromosoompare wat in die kern van menslike selle voorkom en die klein hoeveelheid genetiese materiaal wat in die  mitochondria in menslike selle voorkom.

Mesone (mesons) is ‘n subatomêre partikel wat uit een kwark en een antikwark bestaan.

Metaan (methane) CH₄ is die eenvoudigste alkaan en is die hoofbestanddeel van natuurlike gas.  Metaangas kom onder- en bogronds en onder die seevloer voor.  Dit word deur geologiese en biologiese prosesse gevorm.  Die grootste bron van metaan kom onder die seevloer voor.  Metaan is ook in die atmosfere van ander planente soos Mars, Jupiter en Saturnus gevind.

Metabolisme (metabolism) is die lewensonderhoudende chemiese reaksies in organismes.  Metabolisme bestaan uit twee prosesse – katabolisme of dissimilasie wat die afbreek van organiese materiaal is, en anabolisme of assimilasie wat die opbou van nuwe verbindings uit organiese voedingstowwe wat opgeneem is.  Die drie hooffunksies van metabolisme is:

• om kos in energie te omskep om sellulêre prosesse te dryf;
• om kos in boustene vir proteïene, lipiede, nukleïensure en sekere koolwaterstowwe te omskep;
• en die eliminasie van metaboliese afvalstowwe.

Hierdie ensiem-gekataliseerde prosesse, wat meestal in die teenwoordigheid van suurstof plaasvind, stel organismes in staat om te groei, voort te plant, struktuurintegriteit te handhaaf en om op hul omgewing te reageer.  In kort: metabolisme is die somtotaal van al die chemiese reaksies wat in lewende organismes plaasvind.

Meteoriet (meteorite) is ‘n soliede stuk ruimtepuin soos ‘n komeet of asteroïed wat op ‘n groter hemelliggaam soos ‘n ster, ‘n planeet of maan neerstort.  ‘n Stuk ruimtepuin wat uit ys, yster of klip of mengsels daarvan bestaan, word eerstens deur ‘n groter hemelliggaam se gravitasieveld aangetrek.  Die wrywing en chemiese interaksie met die gasse in die atmosfeer van ‘n planeet kan veroorsaak dat die stuk ruimtepuin, wat ons nou ‘n meteoor noem, verhit en energie uitstraal, wat soms veroorsaak dat die meteoor verbrokkel en uitbrand nog voor dit die oppervlakte tref.  Wanneer dit die oppervlakte tref word dit ‘n meteoriet genoem al vergas die meteoriet op impak.  As daar ‘n geologiese vervorming plaasvind word dit ‘n astrobleem of impakstruktuur genoem.  Meteoriete vorm dikwels kraters, maar kraters word dikwels wegverweer sodat slegs die verwronge geologiese lae en ander geologiese bewyse van die impak oorbly.  Klein meteoriete het nie genoeg kinetiese energie om kraters te vorm nie.  Alhoewel meteoriete gesog onder rots- en mineraalversamelaars is, is dit onwettig om Suid-Afrikaanse meteoriete te versamel, verwyder, uit te voer, te vernietig, te koop of te verkoop.

Mikrofossiel (microfossil) is ‘n fossiel wat tussen 0.001 mm en 1 mm groot is en mens sal ‘n ligmikroskoop of elektronmikroskoop nodig hê om dit te bestudeer.  Enigiets groter word ‘n makrofossiel genoem.  Mikrofossiele kom regdeur die fossielrekord vanaf die oudste sedimentêre rotse, tot onlangse afsettings voor.  Meeste mikrofossiele kom in mariene en varswaterafsettings voor.  Benewens al die eensellige organismes word bykans elke plant-, dier- en swamgroep deur mikrofossiele in die fossielrekord verteenwoordig – vanaf eensellige mikro-organismes, tot swamspore, plante se stuifmeel en diere se larwes.

Miller-Urey eksperiment (Miller-Urey experiment) of Miller eksperiment was in 1952 deur Sidney Miller as deel van sy MSc studie by die Universiteit van Chicago onder die leiding van sy studieleier Harold Urey uitgevoe.  In hierdie eksperiment het hy metaan, ammoniak, waterdamp en waterstof in ‘n fles gesit en vonke daardeur laat skiet.  Dit was gedoen om die oeratmosfeer na te boots.  Na ‘n paar uur het ‘n bruin vloeistof op die bodem van die fles versamel wat meer as 20 verskilende aminosure opgelewer het.

Mjg (Mya) is die afkorting vir miljoen jaar gelede.

Molekule (molecule) is ‘n partikel wat uit twee of meer atome bestaan wat chemies aan mekaar gebind is.

Monomeer (monomer) is ‘n molekule wat saam met ander kan verbind om ‘n groter polimeer ketting of netwerk te vorm.  Die proses word polimerisasie genoem.

Muon (muon) is ‘n elementêre partikel, soortgelyk aan ‘n elektron, met ‘n elektriese lading van -1 e en ‘n spin van ½, maar met ‘n baie groter massa.

Mutasie (mutation) is ‘n verandering in die nukleotiedopeenvolging in die genoom van ‘n organisme, ‘n virus of selfs ekstrachromosomale DNS (m.a.w. DNS wat buite die selkern voorkom).  Mutasies vind meestal gedurende DNS replikasie, mitose of meiose of bestraling plaas.  Mutasies kan ook deur omruilings, weglatings of byvoegings van stukkies DNS plaasvind.  As hierdie mutasies in die geslagselle plaasvind kan dit na die volgende generasie oorgedra word.

NASA staan vir die National Aeronautics and Space Administration wat ‘n onafhanklike eenheid van die Verenigde State se Federale Regering wat vir die VSA se Ruimteprogram en ruimtenavorsing verantwoordelik is.

Natuurlike seleksie (natural selection) is die seleksie van organismes op grond van hulle kenmerke.  Natuurlike seleksie behels die afsterf van organismes wat nie aan sekere vereistes voldoen nie en die oorlewing van organismes wat sekere eienskappe besit wat hulle onder sekere omstandighede meer geskik maak vir oorlewing (survival of the fittest).  Dit word moontlik gemaak deur die natuurlike variasie van eienskappe wat onder die individue van enige spesie voorkom.

Natuurlike variasie (natural variation) verwys na die genetiese diversiteit in spesies.  Natuurlike variasie is die gevolg van geslagtelike voortplanting waardeur daar ‘n herskommeling van genetiese kenmerke plaasvind.  Hierdie genetiese variasie verhoog die kanse van ‘n spesie se oorlewing wanneer daar vir sekere eienskappe weens veranderende omstandighede geselekteer word.

Neutraal (neutral) in chemie verwys na die suur/alkaliese toestand van water of waterige oplossings.  Die pH skaal word gebruik om die suur/alkaliese toestand te meet.  Op die pH skaal is 7 neutraal wat daarop dui dat die H⁺ en OH^– ione in die oplossing in ewewig is.

Newel (nebula) is ‘n inerstellêre “wolk” of “mistigheid” wat uit stof, waterstof, helium en ander geïoniseerde gasse mag bestaan.  Sommige van hierdie newels is reusagtig groot en mag honderde ligjare in deursneë wees.  Ten spyte van die grootte van hierdie newels, is die materie daarin so yl versprei dat die massa van ‘n newel wat so groot soos die Aarde is, maar ‘n paar kilogram sal weeg.  Meeste newels is slegs sigbaar weens die fluoresensie van die sterre wat daarin of voorkom.  Daar is egter newels wat in plekke in die ruimte voorkom waar sterre gevorm word.  In hierdie gebiede versamel gas, stof en ander materiaal saam todat dit so groot en dig word dat die materie daarin begin ontbrand en so ‘n nuwe ster vorm.

Nie-metaal (non-metal) is ‘n chemiese element wat nie metaalagtige kenmerke besit nie.  ‘n Nie-metaal het fisies tipies ‘n relatiewe lae smeltpunt, kookpunt en digtheid.  Dit is gewoonlik bros in soliede vorm en het swak termiese en elektriese konduktiwiteit.  Chemies besit nie-metale ‘n hoë ioniserings energie, elektron affiniteit en elektronegatiwiteit.  Hulle neem of deel elektrone wanneer hulle chemies met ander elemente of verbindings verbind.  Daar is maar net 17 bekende nie-metale waarvan die meeste gasse is (waterstof, helium, stikstof, suurstof, fluoor, chloor, argon, kripton, xenon en radon.  Die enigste nie-metaal wat as ‘n vloeistof voorkom is broom.  Die nie-metale wat as vastestowwe voorkom is koolstof, fosfor, swael, seleen en jodium.  Dan is daar ook metalloïede soos boor, silikon en germanium wat soms as nie-metale gereken word.

Non-ekwilibrium termodinamika (non-equilibrium thermodynamics) is die deel van termonidnamika wat fokus op fisiese sisteme wat nie in termodinamiese ekwilibrium is nie maar deur non-ekwilibrium veranderlikes gekenmerk word.  Nie-ekwilibrium termodinamika bestudeer transportprosesse en die tempo van chemiese reaksies.

Nukleotied (nucleotide) is ‘n monomeer wat uit ‘n nukleosied plus ‘n fosfaatgroep bestaan.  Miljoene van hierdie monomere polimeriseer om die nukleïensuur-polimere deoksiribonukleïensuur (DNS) en ribonukleïensuur (RNS) te vorm.  Nukleotiede het ook ‘n metaboliese rol in die sel, o.a. die sintetisering van aminosure, proteïene en selmembrane, seldeling, beweging binne die sel, ensiemreaksies en vorming en oordrag van chemiese energie.

Oerknal (Big Bang) is die mees algemeen aanvaarbare kosmologiese model wat op die kenmerke van die waarneembare heelal gegrond is.  Volgens hierdie model het die heelal (tyd, ruimte en massa/energie) ongeveer 13.8 miljard jaar gelede, vanuit ‘n singulariteit ontspring.

Oersop (primordial soup) verwys na die organiese verbindings wat in die vlak oseane tussen 4 tot 3.7 miljard jaar gelede op die jong Aarde, net voor die ontstaan van lewe, voorgekom het.

Onomkeerbare proses (irreversible process) in termodinamika verwys na die verskynsel dat, nadat daar ‘n verandering in die termodinamiese staat van ‘n sisteem en sy omgewing plaasgevind het, dit onmoontlik is om die sisteem en omgewing presies na die oorspronklike staat terug te bring.  ‘n Onomkeerbare proses verhoog die entropie van die Heelal.

Onverwacht Groep (Onverwacht Group) bestaan uit ‘n reeks groensteengordels.  Die Onverwacht Groep, wat minstens 12 km dik is, word in die boonste Geluk en onderste Tjakastad Subgroepe verdeel.  Die Tjakastad Subgroep bestaan uit basalt, insluitende komatiïet wat daarop dui dat die aardkors op daardie tydstip nog dun was en mantelmateriaal maklik tot op die oppervlakte kon deurdring.  Die kussinglawa wat algemeen in die Onverwacht Groep voorkom dui daarop dat meeste van die lawa-uitvloeiings onderwater plaasgevind het.  Tussen die lawa-afsettings is daar sedimentêre lae van hoofsaaklik chert, dolomiet, kalksteen en skalie.  Die fossiele van archaea en bakterieë wat in die sedimentêre gesteentes van die Onverwacht Groep voorkom, is van die outdstes ter wêreld.

Oordrag RNS (Transfer ribonucleic acid) is ‘n adaptor molekule wat uit RNS bestaan.  Oordrag RNS lyk soos ‘n plusteken wat tipies uit 76 tot 90 nulkeotiede bestaan wat die fisiese skakel tussen Boodskapper RNS en ribosome vorm.  Die Oordrag RNS dra aminosure na die ribosome waar dit aanmekaar gekoppel word om geënkodeerde proteïene te vorm.

Organiese chemie bestudeer die kenmerke, reaksies en sintese van organiese verbindings.  Alhoewel organiese verbindings net ‘n klein persentasie van die aardkors beslaan, speel hulle ‘n sentrale rol in die ontstaan, evolusie en bestaan van lewe.  Lewende organismes inkorporeer anorganiese koolstofverbindings deur middel van die koolstofsiklus wat met die omskakeling van koolsuurgase en water na suiker in outotrofiese organismes begin.

Organiese verbindings (organic compounds) kom as kool-waterstofbevattende gasse, vloeistowwe en vastestowwe voor.  Danksy koolstof se vermoë om kettings met ander koolstofatome te vorm is daar letterlik miljoene bekende organiese verbindings.

Organisme (organism) is ‘n biologiese entiteit wat al of meeste van die eienskappe van lewe besit – dit is groei, homeostase, voortplanting, organisasie, metabolisme, aanpassing, voeding en stimulasierespons.  Virusse word nie as organismes geklassifiseer nie omdat hierdie kenmerke, met uitsondering van voortplanting en organisasie, ontbreek. Organismes sluit eensellige wesens soos archaea, bakterieë en protiste in en meersellige wesens soos fungi, plante en diere in.

Outopoïese (autopoiesis) – sien Selfonderhoud.

Outotrofies (autotrophic) is wanneer ‘n organisme sy eie voedsel deur fotosintese vervaardig. Sulke organismes (plante en fotosinterende bakterieë) word primêre produseerders genoem.  Dit is die teenoorgestelde van heterotrofies.

Paleontoloog (palaeontologist) is ‘n persoon wat paleontologie of fossiele en die oertyd bestudeer.

Pentose (pentose) C₅H₁₀O₅ is ‘n monosakkaried (‘n eenvoudige suiker) met vyf koolstofatome. Pentose speel ‘n baie belangrike rol in biologie want dit is ‘n onderdeel van RNS en die verwante molekule deoksiribose is ‘n onderdeel van DNS.

pH (pH) of suurgraad is ‘n maatstaf van die suur of alkaliese toestand van ‘n oplossing.  Hoe groter die konsentrasie van waterstofione (H+) in ‘n oplossing is, hoe suurder is dit, hoe groter die konsentrasie van hidroksiedione (OH-) in ‘n oplossing is, hoe meer alkalies is dit.  As die waterstofioonaktiwiteit gelyk aan die hidroksiedioonaktiwiteit is, is dit neutraal en het die oplossing ‘n pH van 7.  Die pH skaal was in 1909 deur S.P.L. Sørensen ontwikkel.  Die p in pH staan vir die Potenz of “krag” in Duits en H staan vir waterstof.  Oplossings met ‘n pH laer as 7 is suur en oplossings met ‘n pH hoër as 7 is alkalies.

Pirimidien (pyrimidine) is ‘n aromatiese heterosikliese organiese verbinding.  Drie tipes nukleobasisse in nukleïensure is pirimidienderivate nl. sitosien, timien en urasiel.

Planeet (planet): ‘n hemelliggaam wat groter as 1000 km in deursneë is en wat om die son wentel.

Polimeer (polymer) is ‘n verbinding of materiaal wat uit makromolekules bestaan.  Hierdie makromolekules bestaan uit baie herhalende subeenhede.  Polistireen bestaan uit sintetiese polimere terwyl natuurlike polimere in DNS en proteïene, wat vir biologiese struktuur en funksie verantwoordelik is, voorkom.

Polimerisasie (polymerisation) is ‘n proses waartydens monomere chemies aanmekaar gebind word om polimeer kettings of drie-dimensionele polimeer netwerke te vorm.

Polipeptiedketting (polypeptide chain) is ‘n enkele liniêre ketting wat uit baie aminosure bestaan.  ‘n Proteïen bestaan uit een of meer polipeptiede.

Polisikliese aromatiese koolwaterstowwe (polycyclic aromatic hydrocarbon) is ‘n koolwaterstof wat uit aromatiese ringe van koolstof en waterstof bestaan.  Die eenvoudigste polisikliese aromatiese koolwaterstof is naftaleen.  Dit bestaan uit slegs twee aromatiese ringe.  Polisikliese aromatiese koolwaterstowwe kom in steenkool en aardolie voor.  Dit word ook deur die hitte-ontbinding van organiese materiaal soos in die verbranding van brandstof en bosbrande gevorm.  Polisikliese aromatiese koolwaterstowwe was moontlik die voorloper van die boumateriaal wat deur die eerste lewensvorme nodig was.

Primaat (primate) is ‘n soogdier wat aan die Orde Primata hoort.  Hulle word gekenmerk aan vyf tone en vingers buiten vir ‘n klein groepie primate wat die spinnekop aap, colobus aap en pottos wat van hul vingers verloor het.  Meeste primate het ‘n teenoorstaande of pseudo-teenoorstaande duim buiten vir ‘n klein groepie wat die marmosette en die tarsiers insluit.  Die primaat oogkas is geslote in teenstelling met meeste ander soogdiere s’n.  Hulle het stereoskopiese visie en ‘n besondere groot brein.  Danksy hul sleutelbeen-versterkte skouergordel en hande wat kan gryp en vashou kan primate brachieër (voortbeweging deur middel van om aan jou arms te swaai).

Prokariote (procaryotes) is mikroskopiese eensellige organismes wat geen selkern of dubbelmembraan organelle bevat nie – die genetiese materiaal dryf as los stringe in die sitoplasma rond en in die afwesigheid van organel-membrane vind meeste biochemiese reaksies op die selmembraan plaas.  Die prokariote is die oudste en primitiefste organismes op Aarde en sluit die Domeine (of Superryke) Archaea en Bacteria in.

Proteïene (protein) is ‘n makronutriënt wat vir spierbou noodsaaklik is.  Dit word algemeen in dierprodukte gevind maar ander bronne soos neute en peulgewasse is ook ryk aan proteïene.

Proteïenfamilie (protein family) is ‘n groep proteïene wat ‘n gemeenskaplike evolusionêre herkoms deel wat in hulle verwante funksies en ooreenkomste in sekwensies en strukture gereflekteer word.

Protiste (protists) behoort aan die Filum Protista.  Protiste is eensellige eukariotiese organismes.  Plante, diere en fungi het vanuit protist-voorouers ontstaan.  In sommige klassifikasies word protiste soos Chlamydomonas in die Koninkryk Plantae en eensellige gisse in die Koninkryk Fungi ingedeel.  Aan die ander kant van die enkelsel/meersellige spektrum word Rooialge en slymswamme in die Protista ingedeel alhoewel kolonies van hierdie eensellige organismes makroskopiese strukture vorm.

Protoplanetêre skyf (protoplanetary disk): ‘n afgeplatte ronde skyf van materie (hoofsaaklik digte gas en stof) wat rondom ‘n nuutgevormde jong ster draai.  Die planete, mane, meteoriete en komete het uit die materie van die protoplanetêre skyf ontstaan.

Protosel (protocell) is die hipotetiese sel wat aan die eerste lewendige sel oorsprong gegee het.  Dit sou uit ‘n lipiedsfeer rondom self-organiserende, endogenies geordende organiese molekules bestaan het.

Radio-aktiewe elemente (radio-active elements) is elemente waarvan die atoomkerne onstabiel is.  Die vrystelling van ioniserende straling in die vorm van klein deeltjies en hoë energiegolwe veroorsaak die dat hierdie atome verval om ander isotope of atome van ‘n ander element te vorm.  Radioaktiwiteit is ‘n natuurlike verskynsel en radioaktiewe elemente kom in die aardkors, oseane en in die atmosfeer voor.

Reduserende atmosfeer (reducing atmosphere) is ‘n atmosferiese toestand waarin oksidasie nie kan plaasvind nie omdat daar nie suurstof in die atmosfeer teenwoordig is nie.  ‘n Reduserende atmosfeer bevat tipies waterstof, koolsuurgas en waterstofsulfied wat dadelik geoksideer sou geword het as suurstof teenwoordig was.

Repliseer (replicate) is wanneer ‘n sel, ‘n organisme (soos ‘n bakterium of amoeba), ‘n molekule (soos RNS of DNS) of ‘n organel (soos mitochondrium of choroplast) deur tweedeling voortplant.  Meeste definisies beweer dat met replisering iets ‘n kopie van ditself maak, maar dit is verkeerd – daar is ‘n verskil tussen voortplanting en replisering. Replisering is ‘n tipe voortplanting maar voortplanting is nie replisering nie, veral nie in die geval van geslagtelike voorplanting nie.  Daar is vegetatiewe voortplanting wanneer individue kleiner kopieë van hulself maak wat dan afknop soos bv. hidras en lintwurmlitte, maar dit is nie dieselfde waar selle, eensellige organismes, organelle of DNS in twee deel nie.

Ribonukleïensuur (RNS) (ribonucleic acid (RNA)) is ‘n komplekse makromolekule wat uit ‘n lang enkelstring nukleobasisse bestaan.  Dit kom in alle selle voor waar dit vir proteïensintese verantwoordelik is.  Dit dien as boodskapper wat instruksies vir ontwikkeling en onderhouding van lewe van die DNS na die res van die sel oordra.  RNS is verantwoordelik vir talle metaboliese funksies wat kodering, dekodering, regulasie en uitdrukking van gene insluit en is dus essensieël vir die handhawing van lewe.

Ribose (ribose) is ‘n monosakkaried en spesifiek ‘n pentose met die formule C₅H₁₀O₅.  Ribose kom in sommige nukleïensure voor en vorm ‘n belangrike onderdeel van ribonukleotiede waaruit RNS opgemaak word.  Deoksiribose, ‘n soortgelyke molekule kom in DNS voor.  Ribose vorm ook ‘n belangrike onderdeel van ATP (adenosientrifosfaat).  Die liggaam vervaardig ribose uit glukose.

Ruimtefiksie (space fiction) word dikwels met wetenskapfiksie verwar.  Ruimtefiksie is gewoonlik futuristies en speel dikwels in die ruimte af, maar dit is niks anders as ‘n avontuurverhaal wat in die toekoms in die ruimte afspeel nie.  Goeie voorbeelde is Star Wars en Star Trek.  Mens weet sommer jy het met ruimtefiksie te doen die oomblik wat mense gravitasie in ruimtetuie kan aan- en afskakel, op vreemde planete sonder ruimtepakke rondloop en die atmosfeer inasem en die buiteruimtelike wesens soos mense lyk (wat op die koop toe Engels kan praat).  Ongelukkig het die skrywers van ruimtefiksie nie die vaagste benul van hoe organismes, evolusie, ekologie, geologie, meteorologie, fisika, chemie of astronomie werk nie.

Selfgenerasie (self generation) of spontane generasie is die produksie of reproduksie van iets sonder hulp van buite.

Selfonderhoud of outopoïese (autopoiesis) verwys na ‘n sisteem (soos ‘n sel, organisme, besigheid, samelewing ens.) wat in staat is om voort te plant en om selfonderhoudend te wees deur om self die onderdele en komponente vir hul voortbestaan te skep.

Self-repliserende molekules (self-replicating molecules) is molekules wat kopieë van hulself kan maak – soos RNS en DNS.  Op hierdie manier word genetiese inligting van moedersel na dogtersel oorgedra en gentetiese inligting van een generasie na die ander oorgedra.

Selle (cells) is die kleinste boublokke van lewe.  Selle bestaan uit sitoplasma wat deur ‘n dubbelmembraan van fosfolipiede omring is.  Binne die sel is die RNS of DNS wat die genetiese materiaal van die organisme bevat, ‘n membraanskelet en talle organelle.  In plante en swamme word die selmembraan deur ‘n selwand omring.  Diere, plante en swamme se selle verskil fundamenteel van mekaar – dierselle het nie selwande nie terwyl plant- en swamselle het.  Plante se selwande bestaan uit sellulose terwyl swamme s’n uit kitien bestaan.  Plantselle het groot vakuole en chloroplaste terwyl dier- en swamselle dit nie het nie.

Sianobakterieë (cyanobacteria), siaanbakterieë of blougroen bakterieë is fotosintetiserende bakterieë wat saam met plastiede aan die Filum Cyanophyta hoort.  Sianobakterieë kom as vrylewende organismes in die see, vars water en nat grond voor.  Sommige kom in ligene as simbionte saam met swamme voor.  Sianobakterieë was van die eerste fotosintetiserende organismes op Aarde.

Simbiose (symbiosis) verwys na enige nabye en langtermyn interaksie tussen twee verskillende organismes of simbionte.  Dit sluit mutualistiese, kommenialistiese of parasitiese verhoudings in.  Die organismes of simbionte in hierdie verhouding kan aan dieselfde of verskillende spesies hoort.

Sintetiseer (synthesize) om iets te vervaardig, veral chemies.

Sitosien (cytosine) C₄H₅N₃O is een van die vier nukleobasisse wat in DNS en RNS voorkom.  Dit is ‘n pirimidienderivaat.  Dit verbind met guanien in die RNS en DNS molekules.

Sitroensuursiklus (citric acid cycle) of Krebssiklus is, naas die ontstaan van lewe en fotosintese, die belangrikste biologiese proses wat ooit ontstaan het, en waarsonder eukariotiese organismes en meerselligheid waarskynlik nooit sou onstaan het nie.  Dit behels ‘n reeks chemiese reaksies wat suurstof-respirerende organismes gebruik om die energie wat in koolhidrate, vette en proteïene gestoor is deur oksidasie van asetiel-koënsiem A te ontsluit om adenosientrifosfaat (ATP) en koolsuurgas te vorm.

Sonnestelsel (Solar System): dit is die Son en al die planete en hul mane, asteroïede en komete wat gravitasiegebonde aan die Son is.

Soogdiere (mammals) hoort aan die Klas Mammalia van die Subfilum Vertebrata van die Filum Chordata.  Die eerste soogdiere het in die Laat Trias ongeveer 227-201 Mjg ontstaan.  Daar was oorspronklik verskeie groepe soogdiere waarvan meeste (o.a. Morganucodonta, Docodonta, Kuehneotheria, Symmetrodonta, Multituberculata) uitgesterf het tot net drie groepe die plasentale, marsupiale en eierlêende soogdiere oorgebly het.  Soogdiere word van die ander sinapsiede onderskei op grond van die feit dat alle soogdiere drie oorbeentjies (hamer, aambeeld & stiebeuel) in die middeloor het.  Soogdiere het ook ‘n geslote verhemelte wat die mondholte van die neusholte skei, ‘n kakebeen wat uit twee dentale bene bestaan (die oorspronklike reptielkaak bestaan uit tot soveel as 14 bene) en dat die dentale been met die skwamosum been van die skedel artikuleer, die breinkaswand is verbeen en nie meer kraakbeen nie, hulle het ‘n diafragma en daarom het hulle nie buikribbes nie en hulle het twee oksipitale knobbels waarmee die skedel met die ruggraat artikuleer.  Dit is ‘n hele klomp kenmerke wat jy nie op skool geleer word nie – op skool leer mens dat soogdiere gekenmerk word aan warmbloedigheid, lewendbarendheid, soging, uitwendige oorskulpe en hare.  Ongelukkig is dit amper alles nonsens of ten minstens baie misleidend.  Wanneer mens kenmerkende eienskappe vir ‘n groep organismes uitsoek dan moet al die organismes daardie kenmerk hê en dit moet uniek aan daardie groep wees.  Voëls is nie slegs warmbloedig nie maar handhaaf ‘n meer konstante temperatuur en teen hoër temperature as soogdiere.  Daar is eierleêende soogdiere en lewendbarende nie-soogdiere.  Dolfyne en walvisse het grootliks (buiten vir gespesialiseerde snorbaardjies op die snoet as tassintuie) hul hare verloor terwyl pterosauriërs met hare bedek was.  Talle soogdiere soos dolfyne en walvisse, molle, echidnas, eendbekdiere en walrusse het nie uitwende oorskulpe nie.  Maar soogdiere en slegs soogdiere soog – vandaar die naam soogdier.  Ongelukkig fossiliseer melkkliere nie en kan dit nie in die fossielrekord opgespoor word nie.  Aangesien soogdiere in die oertyd ontstaan het is dit baie beter om skeletkenmerke as kenmerkende eienskappe te kies wanneer ons moet besluit of mens van soogdiere praat aldan nie.  Daar is ongeveer 5 400 ekstante soogdierspesies bekend.

Ster (star): ‘n groot sferiese hemelliggaam wat uit gloeiende plasma bestaan wat deur sy eie gravitasie aanmekaar gehou word.  Die Son is die ster naaste aan die Aarde en vorm die middelpunt van ons Sonnestelsel.  Meeste van die energie wat die Aarde bereik is van die Son afkomstig.  Ongeveer 1022 sterre is van die aarde af met die blote oog sigbaar.  Die energie van ‘n ster kom van die kernfusie van waterstof om helium te vorm.

Sublimeer (sublimate) is wanneer ‘n stof se faseverandering direk vanaf ‘n vastestof na ‘n gas oorgaan sonder om eers in ‘n vloeistof te verander.  Dit kan met stowwe gebeur wat aan ‘n vakuum blootgestel word en dan verhit word.

Suikers (sugars) is organiese molekules wat uit koolstof, waterstof en suurstof bestaan.  Eenvoudige suikers soos glukose, fruktose en galaktose word monosakkariede genoem en bestaan uit ‘n ringverbinding van vyf tot ses koolstofatome.  Verbindings tussen twee suikers word disakkariede genoem.  Gewone suiker of sukrose, wat ons algemeen gebruik, is ‘n disakkaried wat uit verbindings van glukose en fruktose bestaan.  Laktose of melksuiker bestaan uit verbindings van sukrose en galaktose.  Verbindings tussen drie tot ses monosakkariede word oligosakkariede genoem.  Polisakkariede soos stysel, glikogeen, sellulose en chitien bestaan uit nog langer kettings van monosakkariede.  Suikers word in plantweefsel gevind en is ‘n produk van fotosintese.

Suurstof (oxygen) O, is ‘n hoogs chemies reaktiewe nie-metaal wat met meeste ander elemente kan reageer.  Naas waterstof en helium is suurstof die derde volopste element in die heelal.  Dit kom as ‘n kleurlose, reuklose diatomiese gas O₂ voor.  Ongeveer 21% van die Aarde se atmosfeer bestaan uit suurstof.  Ongeveer helfte van die Aardkors bestaan uit oksides.

T Tauri-ster (T-Tauri star) is ‘n groep van veranderlike sterre wat minder as 10 miljoen jaar oud is.  Die klas is na ‘n jong ster in die Taurus groep sterre vernoem.

Termodinamika (thermodynamics) is ‘n tak van fisika wat die verhouding van hitte en ander vorme van energie bestydeer en spesifiek kyk hoe een vorm van energie na ‘n ander omgeskakel word en hoe dit materie beïnvloed.

Terrestrieël (terrestrial) verwys na iets wat met land te doen het.  Byvoorbeeld: die begrip terrestriële dier verwys na ‘n landlewende dier en vloedvlakte-afsettings is sedimente wat in ‘n terrestriële omgewing afgeset word.

Timien (thymine) is een van die nukleobasisse in die DNS molekule.  Timien is ook bekend as 5-metielurasiel, ‘n pirimidienderivaat.  Timien bind met adenien in die DNS molekule.

Transsubstansiasie (transubstantiation) is die geloof in die Katolieke Kerk dat die nagmaalwyn werklik in Jesus se bloed en die nagmaalbrood werklik in Jesus se vleis in die spysverteringstelsel van die nagmaalganger verander.

Tweede Wet van Termodinamika (Second Law of Thermodynamics) identifiseer entropie as ‘n fisiese eienskap van ‘n termodinamiese stelsel.  Die wette van termodinamika beskryf die verhouding tussen termiese energie (hitte) en ander vorme van energie en hoe energie materie beïnvloed.  Die Eerste Wet van Termodinamika bepaal dat energie nie geskep of vernietig kan word nie en dat die hoeveelheid energie in die heelal konstant bly.  Die Tweede Wet van Termodinamika stel dat energie uit ‘n sisteem verlore gaan as dit oorgedra of getransformeer word en sodoende sal enige geïsoleerde stelsel degenereer en tot ‘n meer entropiese of wanordelike staat verval.

Ultraviolet (UV) is die deel van die elektromagnetiese spektrum met ‘n golflengte van 10 tot 400 nm.  UV vorm ongeveer 10% van die energie wat deur die son uitgestraal word.   UV is onsigbaar vir die mens, maar naby-ultraviolet (315 – 400 nm) kan deur insekte en voëls gesien word.  UV bevat genoeg energie om sekere chemiese reaksies te veroorsaak.

Urasiel (uracil) is een van die vier nukleobasisse in ribonukleïensuur (RNS).  Urasiel bind binne die RNS molekule aan adenien.  Urasiel is ‘n gedemetiliseerde vorm van timien.  Urasiel is ‘n algemene pirimidienderivaat wat algemeen in die natuur, op Aarde en die ruimte voorkom.

Vatikaan (vatican) is die hoofsetel van die Katolieke geloof.  Dit is die tuiste van die pous – ook bekend as die Biskop van Rome, die leier van die Katolieke kerk.  Die Vatikaan, of Vatikaanstad, of die Staat van die Vatikaanstad is die kleinste soewereine staat in die wêreld en is binne Rome in Italië geleë.  Latyn is die amptelike taal.  Die term Vatikaan verwys ook na die Pouslike mag en beheer oor sy kerk.

Virus is ‘n mikroskopiese stukkie genetiese materiaal wat die vermoë het om deur middel van ander organismes te kan voortplant.  Dit het geen ander metaboliese funksies buiten voortplanting nie.  Die virus dring die gasheer se sel binne en vervaardig met behulp van die gasheer se sel nog baie replikas van homself.  Dit veroorsaak dikwels dat die geparasiteerde sel doodgaan wat natuurlik tot die siektesimptome van die gasheer bydra.

Vulkaniese gasse (volcanic gasses) is gasse soos metaan, ammoniak, waterstofsulfied, swaeldioksied, koolsuurgas en waterdamp wat deur vulkane vrygestel word.  Hierdie gasse kom vanuit ruimtes in vulkaniese rotse, gasse wat deur magma en lawa vrygestel word, of van grondwater wat verhit word.

Waarneembare ruimte (observable universe) is die sferiese ruimte wat rondom die Aarde, die ruimte instrek wat alle materie bevat wat met die oog, teleskope en ruimtetuie waargeneem kan word.  Daar mag meer as 2 triljoen sterrestelsels in die waarneembare ruimte wees.

Waterstof (hydrogen) H, is die ligste en volopste chemiese stof in die heelal en vorm ongeveer 75% van die heelal se elementêre massa.  Dit kom gewoonlik as diatomiese molekules H₂ voor.  Dit is ‘n reuklose, smaaklose, kleurlose, nie-metaalagtige en hoogs vlambare gas.  Alhoewel dit die ligste gas is, kan dit onder geweldige hoë druk soos in die middel van die gasreuse soos Jupiter as ‘n vaste stof – as ‘n metaal – voorkom.

Waterstofsianied (hydrogen cyanide) HCN, soms bekend as blousuur is ‘n kleurlose, vlambare en geweldig giftige vloeistof wat teen 25.6°C kook.

Waterstofsulfied (hydrogen sulfide) H₂S is ‘n kleurlose chalcogeen hidried gas met die kenmerkende reuk van vrot eiers.  Dit is giftig, brandbaar en sterk reduserend.  Waterstofsulfied kom in vulkaniese gasse, natuurlike gas, moerasse en sekere waterbronne voor.  Dit word ook in klein hoeveelhede in die liggaam as ‘n sellulêre boodskapper gebruik.

Werweldier (vertebrate) hoort aan die Subfilum Vertebrata van die Filum Chordata.  Meeste van hierdie diere het werwels.  Daar is egter sekere primitiewe Vertebrata soos die kaaklose visse of Agnatha (lampreie en slympalings) en die rotvisse van die Klas Holocephali wat nie werwels het nie maar ‘n notochoord wat die liggaam ondersteun.  Hulle het egter kraakbeenelemente in die kop en kiewe wat as skelette beskou word.  Die Vertebrata bevat die kaaklose visse, kraakbeenvisse, beenvisse, amfibieërs, reptiele (insluitende die voëls) en soogdiere.  Daar is na beraming meer as 66 000 werweldierspesies.

Wetenskapfiksie (science fiction): is ‘n tipe fiksie wat spekuleer oor toekomstige wetenskaplike en tegnologiese ontwikkelings en die impak daarvan op mense en die omgewing en natuurwetenskaplike moontlikhede soos mutasies, ekologiese probleme, buiteruimtelike ontdekkings ens.  Soms word dit die letterkunde van gedagtes genoem.  2001 – A Space Odyssey, Rama, 20 000 leagues under the sea, Day of the Triffids en War of the worlds is voorbeelde van wetenskapfiksie.

Xantien (xanthine) ook bekend as 3,7-dihydropurine-2,6-dione, is ‘n purienbasis wat in meeste organismes se liggaamsweefsel en -vloeistowwe voorkom.