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StartseiteForschung aktuellNotwendige Hitze für die Ursuppe des Lebens09.12.2014

AsteroideneinschlägeNotwendige Hitze für die Ursuppe des Lebens

Wie sind die ersten Organismen auf der Erde entstanden? Darüber gibt es viele Spekulationen - und ein tschechisches Forscherteam fügt nun eine weitere hinzu: Demnach wurden zentrale Bausteine des Lebens quasi gewaltsam gebildet, und zwar, als reihenweise Asteroiden auf der jungen Erde einschlugen.

Von Frank Grotelüschen

Komet und Sternennebel im Weltall auf einer Grafik. (Imago / Imagebroker)
Lösten Asteroideneinschläge das Leben auf der Erde aus? (Imago / Imagebroker)
Weiterführende Information

Rezension - Leben - Verblüffende Erfindungen der Evolution
(Deutschlandfunk, Wissenschaft im Brennpunkt, 15.12.2013)

Wenn alles ineinander wirkt
(Deutschlandfunk, Forschung aktuell, 08.08.2012)

Die Erde vor vier Milliarden Jahren. Ein eher unruhiger Ort. Unmengen von Asteroiden rasen kreuz und quer durch das junge, noch ziemlich chaotische Sonnensystem, manche von ihnen auf Kollisionskurs mit unserem Planeten. Zehn Milliarden Tonnen - so viel Material dürfte damals aus dem All auf die Erde gekracht sein, wohlgemerkt pro Jahr.

"Bei diesen Einschlägen wurde jede Menge Energie frei. Und diese Energie könnte dann eine ganze Kette von chemischen Reaktionen ausgelöst haben",

sagt Judit Sponer vom Institut für Biophysik an der Tschechischen Akademie der Wissenschaften in Brünn. Es ist wie beim Kochen: Um gewisse Prozesse in Gang zu bringen, braucht es nicht nur die nötigen Zutaten, sondern auch Energie in Form von Hitze. Nur dann können sich die Zutaten zu einem neuen Gericht zusammentun beziehungsweise zu einer neuen chemischen Verbindung. Vielleicht waren es die Asteroideneinschläge in der Frühzeit der Erde, deren Energie die Ursuppe des Lebens zum Brodeln brachte. Das jedenfalls dachten sich Sponer und ihre Kollegen. Und um die Hypothese zu überprüfen, entschlossen sie sich, die brachialen Prozesse im Labor zu simulieren - und zwar so:

"Wir haben Proben mit ultrastarken Laserblitzen beschossen. Die Proben, kaum größer als Zuckerwürfel, enthielten Formamid. Das ist eine Ameisensäure-Verbindung, die es auf der jungen Erde schon gegeben haben dürfte. Dann analysierten wir, welche chemischen Verbindungen bei den Laser-Einschlägen entstanden waren."

Zentrale Bausteine des genetischen Codes

Der Laser, mit dem die Tschechen arbeiten, füllt eine ganze Halle. Seine Blitze erhitzen die Proben innerhalb von Sekundenbruchteilen auf 4500 Grad Celsius.

"Dabei brachen viele der Formamid-Moleküle auseinander. Es entstanden Blausäure, Ammoniak und Wasserstoff - alles in hochreaktiver Form. Diese Moleküle reagierten dann mit dem intakt gebliebenen Formamid. Über einige Zwischenschritte entstanden schließlich sogenannte Nukleinbasen, und zwar in signifikanten Mengen."

Nukleinbasen sind zentrale Bausteine jenes genetischen Codes, der den Bauplan aller Lebewesen enthält, sei es Mensch oder Mikrobe. Judit Sponer und ihre Leute haben diese Nukleinbasen erzeugt, indem sie Laserblitze in eine chemische Ursuppe schossen und dadurch einen Asteroideneinschlag simulierten. Demnach hätten ausgerechnet Katastrophen aus dem All den entscheidenden Zündfunken für die Entstehung des Lebens geliefert. Aber natürlich gibt es auch andere Theorien. So hatte man Nukleinbasen auch schon im Inneren eines Meteoriten gefunden - was die These stützt, die Bausteine des Lebens seien einst aus dem All auf die Erde gekommen.

"Aber da hat man nur winzigste Spuren gefunden. Und unser Ergebnis legt nun eine andere Deutung nahe: Vielleicht enthielt der Meteorit ursprünglich gar keine Nukleinbasen. Sondern sie haben sich erst durch den Einschlag gebildet."

Keine Gewissheit möglich

Doch da wäre noch eine Hypothese: Vielleicht nämlich hat ja bereits die damals beträchtliche UV-Strahlung ausgereicht, um die Chemie des Lebens in Gang zu bringen. Durchaus denkbar, sagt Judit Sponer - und plant deshalb, um ihre These zu prüfen, neue Experimente. Diese könnten zeigen, dass sich bei einem Asteroidenaufprall auch andere lebenswichtige Moleküle hatten bilden können, bestimmte Zuckerverbindungen zum Beispiel. Ein Problem aber bleibt:

"Man kann auf diesem Feld viele Hypothesen aufstellen. Aber wie es wirklich war, wird man wohl nie herausfinden. Denn allein, welche chemischen Zutaten auf der jungen Erde vorhanden waren, wird man wohl nie mit Gewissheit sagen können."

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