Mevrouw M. en de levenskracht

Toen ik op de middelbare school zat was ik niet bijzonder populair. Ik had vrienden, maar was niet bijzonder stoer, cool of hip. Toch was er tenminste één moment dat ik de populairste leerling van de klas was. En dat had ik te danken aan mijn biologiedocente.

Mevrouw M. was zo'n type biologiedocent die je op de meeste middelbare scholen tegenkomt. Vergrijsd in het vak en kennelijk niet echt vrolijk uitkijkend naar haar resterende jaren “onderwijsplicht”. Terwijl ik goede en enthousiaste biologiedocenten heb gehad, zoals meneer Roestenberg en meneer Verweij, die biologie leuk vonden en het leuk vonden om les te geven, was mevrouw M. niet zo iemand.

Op de gedenkwaardige dag besprak mevrouw M. biologische stoffen, zoals suikers, vetten en eiwitten, en verklaarde dat die alleen door levende wezens gemaakt konden worden. Ik stak toen mijn vinger op, verklaarde dat dat niet klopte, en voor het oog van een stomverbaasde mevrouw M. en een grinnikende klas schreef ik triomfantelijk de volgende formule op het bord:

NH4CNO → (NH2)2CO

Onder scheikundigen is deze formule bekend als de Wöhlersynthese. Maar waarom is die zo bijzonder?

In de tijd van Wöhler (rond 1830) was scheikunde een wetenschap in opkomst. Lavoisier had zijn wet van Lavoisier geformuleerd, overal werden nieuwe elementen ontdekt zoals zuurstof en chloor, en steeds meer mensen gingen scheikundige experimenten doen om te kijken wat voor stoffen je kon maken. En de chemici maakten honderden zouten en metaallegeringen en zuren en basen... maar het lukte hen niet om biologische stoffen te maken – geen suikers, geen vetten, geen eiwitten.

Op een gegeven moment begonnen wetenschappers dan ook te denken dat dat niet kon, het lag er niet aan dat de chemici het fout deden, nee: de stoffen in mens, dier en plant waren gevormd met behulp van een “levenskracht”, en die had je als scheikundige niet zomaar voorhanden.

De 28-jarige Friedrich Wöhler was het daar niet mee eens. Terwijl zijn leermeesters, de beroemde Gmelin en Berzelius, geloofden dat er een onoverbrugbare kloof was tussen levende en dode stof, dacht Wöhler dat die 'levenskracht' een mythe was die de wetenschap alleen maar in de weg zou staan. Want waar ben je als wetenschapper als je zodra je het niet weet gaat roepen dat dingen gewoon onverklaarbaar zijn, inplaats van ze te onderzoeken? Maar de enige manier om te bewijzen dat er niets mysterieus was aan biologische stoffen was zelf zo'n stof in het laboratorium te maken. En dat was niet gemakkelijk. Het was proberen, proberen en proberen. Maar Wöhler had geluk. Een van de stoffen waar hij lang mee bezig was geweest was het nieuwe zuur waterstofcyanaat – en bij zijn poging ammoniumcyanaat te bereiden (NH4CNO) ontdekte hij dat het ammoniumcyanaat zich spontaan omzette in (NH2)2CO, wat Wöhler herkende als ureum, een van de belangrijkste stoffen in urine. Hij had bewezen dat er helemaal geen 'levenskracht' nodig was om biologische stoffen te maken.

Wöhler werd onmiddellijk een held. Er waren nog wat pruttelende levenskrachtgelovers, maar de meeste chemici schoven de levenskracht terzijde en gingen proberen nog meer stoffen te maken. Honderd jaar na de synthese van Wöhler werd bijvoorbeeld voor het eerst suiker in het laboratorium gemaakt – het was dus inderdaad niet makkelijk om biologische stoffen te maken, maar zeker mogelijk.

Nu zul je je misschien afvragen: waarom was het de scheikundigen voor Wöhler dan niet gelukt? Dat waren toch ook slimme mensen? Dat wel, maar in die tijd wist men nog niet goed waaruit biologische stoffen precies bestonden. Net zoals je lood niet in goud om kunt zetten, kon je de metaalzouten met lood, kwik en arsenicum nooit veranderen in vetten of suikers. Pas in de 19e eeuw begonnen de scheikundigen eindelijk formules te gebruiken zoals wij die nog gebruiken, en werden analysetechnieken echt goed. Wöhler had bovendien geluk dat hij medicijnen had gestudeerd, en dus ureum kon herkennen.

Maar waarschijnlijk was de belangrijkste reden dat het Wöhler lukte om de eerste biologische stof in het laboratorium te maken dat hij geloofde dat het mogelijk was, en bleef zoeken. Wetenschap begint vaak met vervelende jongetjes (en meisjes) die het niet eens zijn met grijze eerbiedwaardige docenten. En als we kijken naar alle kleurstoffen, vitaminen en medicijnen die Wöhler, zijn leerlingen en zijn opvolgers hebben ontdekt of ontwikkeld, hebben we toch iets om die eigenwijze 19e-eeuwse jongeman dankbaar voor te zijn.