Öffnen Sie Ihre Augen überall auf der Erde und es gibt Leben:ob es eine Taube im Park ist oder die unsichtbaren Mikroorganismen, die jede Oberfläche bedecken. Aber als der Planet vor 4,5 Milliarden Jahren geboren wurde, war er steril. Wie ist das erste Leben entstanden?
Die kurze Antwort ist, wir wissen es nicht. Wenn wir es täten, könnten wir es reproduzieren. Wissenschaftler konnten die richtigen Chemikalien unter den richtigen Bedingungen in einen versiegelten Behälter geben, und wenn sie ihn öffneten, fanden sie lebende Organismen. Das hat noch nie jemand getan.
Aber obwohl wir nicht genau wissen, wie das Leben begann, haben wir viele Hinweise.
Beginnen wir mit den einfachsten Teilen:Woraus besteht das Leben und woher kommen diese Komponenten? Lebende Organismen enthalten Tausende von Chemikalien:wie Proteine und Nukleinsäuren, die unsere genetischen Informationen tragen. Diese Chemikalien sind komplex, aber wir wissen jetzt, dass sich ihre Bestandteile recht leicht bilden.
Der erste Beweis dafür wurde 1953 von einem jungen Chemiker namens Stanley Miller veröffentlicht. Er gab Wasser und drei Gase in einen Glasapparat, der das Meer und die Luft der jungen Erde nachahmte. Miller erhitzte das Wasser und versetzte der Luft elektrische Schocks, um einen Blitz zu simulieren. Innerhalb weniger Tage produzierte dieser Aufbau eine Aminosäure:ein Proteinfragment.
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Seitdem haben Wissenschaftler viele ähnliche Studien durchgeführt. In einer im September 2020 veröffentlichten Studie haben Forscher unter der Leitung von Sara Szymkuć (jetzt Präsidentin des Start-up-Unternehmens Allchemy Inc) Dutzende von Experimenten zusammengestellt. Sie erstellten eine „Karte“, die zeigt, wie Chemikalien ineinander umgewandelt werden können. Ausgehend von nur sechs alltäglichen Chemikalien wie Wasser und Methan könnten sie Zehntausende von Substanzen herstellen, die in lebenden Organismen vorkommen.
Die Implikation ist, dass die junge Erde eine Fabrik biologischer Chemikalien war. Aber viele dieser Chemikalien zu haben, bringt nicht unbedingt Leben, genauso wenig wie ein Haufen Ziegel automatisch ein Haus wird.
Hier wird es schwierig, denn wir müssen darüber nachdenken, was etwas lebendig macht. Es läuft auf drei Dinge hinaus. Erstens muss sich der Organismus zusammenhalten, oft mit einer äußeren Schicht, deren Entfernung sofort problematisch ist. Zweitens muss es sich selbst ernähren. Dabei handelt es sich um komplexe chemische Reaktionen. Und drittens muss sich das Leben selbst reproduzieren, das heißt, es muss Gene haben, die es weitergeben kann.
Die letzten 50 Jahre der Ursprungsforschung des Lebens waren geprägt von Versuchen, eines dieser Systeme selbst herzustellen:etwa ein genetisches Molekül, das sich reproduziert, indem es sich selbst kopiert. Es wurde angenommen, dass die anderen Bits später kommen.
Ich persönlich bezweifle diesen Ansatz. Keines der drei Systeme lebt für sich allein:Sie brauchen einander. Wenn die Erde bei der Herstellung aller Chemikalien des Lebens so gute Arbeit geleistet hat, kann es außerdem sein, dass sich alle drei Systeme gleichzeitig am selben Ort gebildet haben. Dies wäre in einem begrenzten Raum, wie z. B. einer Hydrothermalquelle in der Tiefsee oder einem Pool an Land, leichter passiert.
Wie genau das Leben entstanden ist, ist immer noch unklar, aber was einst völlig mysteriös war, scheint jetzt viel weniger unerklärlich.