Studie: Erste Bausteine des Lebens gelangten mit Meteoriten in warme kleine Teiche


Wiege des Lebens: Ein warmer kleiner Teich auf dem Bumpass Hell Trail im Lassen Volcanic National Park in Kalifornien. In ähnlichen Gewässern könnten die ersten selbstreplizierenden RNA-Moleküle entstanden sein.

Copyright: B. K. D. Pearce

Hamilton (Kanada) – Auf der Grundlage von astronomischen, geologischen, chemischen und biologischen Modellen kommen kanadische und deutsche Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das Leben nur wenige hundert Millionen Jahre, nachdem die Erdoberfläche soweit abgekühlt war und sobald flüssiges Wasser existieren konnte, durch die Einbringung organischer Stoffe entstand, als diese so die Entstehung von selbstreplizierenden RNA-Molekülen erst ermöglichten.

Wie das Team um Ben Pearce von der McMaster University und Thomas Henning vom Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) aktuell im Fachjournal “Proceedings der National Academy of Science of the United States of America” (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.1710339114) berichten, basieren die ihre Schlussfolgerungen auf einem Modell, das heutiges Wissen zu Planetenentstehung, Geologie, Chemie und Biologie zusammenfasst. Bislang hatte noch niemand zuvor diese Berechnungen durchgeführt.

“Das vielleicht interessanteste Ergebnis der Berechnungen ist, dass das Leben vergleichsweise früh entstanden sein dürfte, nämlich nur wenige hundert Millionen Jahre, nachdem die Erde ausreichend abgekühlt war, um flüssiges Oberflächenwasser wie Teiche oder Ozeane zuzulassen. Damals trafen ungleich mehr Meteorite auf die Erde als heutzutage”, so die Autoren der Studie und führen weiter aus: “Weil unser Modell so viele Ergebnisse aus so vielen verschiedenen Bereichen einschließt, ist es erstaunlich, dass alles so schlüssig zusammenhängt. Jeder Schritt unseres Modells führte ganz natürlich zum nächsten.” Dass dabei am Ende ein klares Bild herauskam ist für die Forscher “ein klares Indiz dafür, dass unser Szenario so falsch nicht sein kann”.

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“Um den Ursprung des Lebens zu verstehen, müssen wir die Erde so verstehen, wie sie vor Milliarden von Jahren war”, zitiert die Pressemitteilung des MPIA-Pressemitteilung Henning. “Wie unsere Studie zeigt, liefert die Astronomie einen wichtigen Teil der Antwort. Die Details der Entstehung unseres Sonnensystems haben direkte Folgen für den Ursprung des Lebens auf der Erde.”

Die Illustration zeigt die vielen Einflüsse, die in warmen kleinen Teichen auf chemische Verbindungen einwirken: Materialnachschub durch Meteoriten und interplanetare Staubkörner, Versickerung, Verdunstung, Wiederbefüllung durch Niederschlag, Hydrolyse komplexerer Moleküle und Photodissoziation durch UV-Licht.
Copyright/Quelle: McMaster University

Damit stützt die neue Studie jene Hypothese, nach der das Leben nicht in den Tiefend er Ozeane sondern in “warmen kleinen Teichen” entstand. “Die Zyklen, in denen flache Teiche erst austrocknen und dann wieder mit Wasser gefüllt werden, begünstigen dabei die Entstehung längerer RNA-Ketten.” Die Astronomen konnten zeigen, dass Meteoriten ausreichende Mengen an Bausteinen – sogenannten Nukleobasen – zu Tausenden solcher Teiche auf die Erde transportiert haben könnten, um die Entstehung selbstreplizierender RNA-Moleküle in mindestens einem dieser Teiche anzustoßen.

“Basierend auf dem, was wir über die Planetenbildung und die Chemie des Sonnensystems wissen, haben wir ein konsistentes Szenario für die Entstehung des Lebens auf der Erde vorgeschlagen”, erläutert Dmitry Semenov vom Max-Planck-Institut für Astronomie. “Wir haben plausible physikalische und chemische Informationen über die Bedingungen geliefert, unter denen das Leben hätte entstehen können.”

Jetzt seien die Experimentatoren an der Reihe, um herauszufinden, wie das Leben unter diesen ganz spezifischen frühen Bedingungen tatsächlich entstanden sein könnte.

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