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Biomoleküle im Ur-Ozean: Meteoriten als Startschuss des Lebens

Die ersten Bausteine des Lebens könnten sich bei Meteoriteneinschlägen in den Ur-Ozeanen der jungen Erde gebildet haben. Das berichten japanische Forscher. Ihnen ist es bei einer Simulation im Labor gelungen, eine Mischung organischer Verbindungen zu erzeugen.

Unter Laborbedingungen entstand auch eine einfache Aminosäure, wie sie von Lebewesen zum Aufbau von Proteinen verwendet wird. Meteoriteneinschläge boten also alles, was für den Aufbau von Biomolekülen nötig war, so das Fazit der Forscher: Wasser und einfachste Stickstoffverbindungen stammten aus Ozeanen und Atmosphäre, Metalle und Kohlenstoff sowie ausreichend hohe Temperaturen und Drücke kamen mit den Meteoriten. Ihre Arbeit stellen Yoshihiro Furukawa und seine Kollegen im Fachmagazin "Nature Geoscience" vor.

Es gab zwar einen Großteil der für die Biomoleküle nötigen Bausteine bereits sehr früh auf der Erde, es gibt jedoch verschiedene Theorien, wie sich daraus die komplexen organischen Moleküle bilden konnten, die dann die Grundlage des Lebens bildeten. Einige Forscher vermuten, heiße Quellen auf dem Meeresgrund hätten die optimalen Bedingungen geboten. Andere sehen die damals weit verbreiteten Vulkane als Geburtsstätten der Biomoleküle und wieder andere glauben, Aminosäuren und weitere Lebensbausteine seien mit Kometen und Meteoriten auf die Erde gekommen. Auch Furukawa und sein Team halten Meteoriten für den entscheidenden Faktor, allerdings nicht als Lieferanten der Biomoleküle, sondern als Quelle wichtiger Zutaten und als Katalysatoren.

Um diese These zu untermauern, mischten die Wissenschaftler Kohlenstoff, Eisen und Nickel - Bestandteile sogenannter Chondriten, der häufigsten Meteoritenvariante - mit Wasser, Stickstoff und Ammoniak, typischen Verbindungen der frühen Erde. Diese Mixtur beschossen sie anschließend mit einem Projektil, so dass der Einschlag den Aufprall eines Meteoriten mit einer Geschwindigkeit von zwei Kilometern pro Sekunde simulierte und Temperaturen zwischen 2700 und knapp 5000 Grad Celsius entstanden. Anschließend seien verschiedene Fettsäuren, stickstoffhaltige organische Moleküle und die Aminosäure Glycin nachweisbar gewesen, berichten die Wissenschaftler. Sie vermuten zudem die Anwesenheit weiterer Verbindungen wie ungesättigter Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde und einfacher Zucker - und selbst das sei wahrscheinlich nur ein Bruchteil der Molekülvielfalt, die sich unter den realen Bedingungen gebildet haben müsste.

Meteoriteneinschläge waren auch nach der Bildung der Ur-Ozeane vor etwa 3,8 Milliarden Jahren häufig, wie die Forscher erläutern. Die ersten einfachen organischen Verbindungen lagerten sich nach ihrer Entstehung vermutlich zusammen und reagierten bei jedem weiteren Einschlag miteinander, um schließlich komplexere Moleküle zu bilden. Dieses Szenario erscheine plausibler als andere, betonen die Forscher, da alle Zutaten und auch die entsprechenden Reaktionsbedingungen mit hoher Wahrscheinlichkeit damals tatsächlich gemeinsam vorhanden gewesen seien.

DDP / DDP
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