Leben: Irdisches Leben begann in der Tiefsee

astronews.com Redaktion

Registriertes Mitglied
Wo entstand das Leben auf der Erde und wie lebte es? Durch die genetische Analyse unzähliger Einzeller glauben Wissenschaftler nun, darauf eine Antwort gefunden zu haben. Das Leben auf der Erde entstand in der Tiefsee ganz ohne Sonnenlicht. Der Fund könnte bedeuten, dass auch an anderen Stellen im Sonnensystem das Leben vielleicht bessere Chancen hatte, als bislang gedacht. (27. Juli 2016)

Weiterlesen...
 

MGZ

Registriertes Mitglied
Die Eigenschaften des LUCA (Last universal common ancestor) zu extrahieren ist ziemlich spektakulär, aber ich würde nicht soweit gehen zu sagen, dass er auch der Ursprung des Lebens ist. Es ist genauso gut möglich dass die Urzelle an einem völlig anderen Ort enstanden ist, zur Hydrothermalquelle migrierte und erst später alle anderen Linien der Evolution überlebte.
 

Mahananda

Registriertes Mitglied
Ich bin bei solchen weitreichenden Schlussfolgerungen ebenfalls sehr skeptisch. Das rekonstruierte Genom stellt ja ohnehin nur ein Konstrukt dar - eine Art Minimalkonsens - aber bildet keinesfalls die tatsächliche genetische Ausstattung von LUCA ab. Insofern lässt sich nicht ausschließen, dass im Laufe der Evolution die eine oder andere Ausstattung, die LUCA besessen hat, verlorengegangen ist und über konvergente Evolution erst später in den drei Domänen wieder aufgetaucht ist - nur dass dann diese Neuerwerbungen durch das analytische Raster fallen, weil sie als Urbestand nicht erkennbar sind.
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo MGZ, Mahananda,

MGZs Einwand wird auch von anderen geteilt, so schreibt beispielweise das Smithsonian:

But not everyone is convinced that the hydrogen gobbling vent-dweller Martin uncovered is really LUCA. John Sutherland of the University of Cambridge in England, whose research suggests the origins of life began on land and not deep in the ocean, tells Wade that life could have developed elsewhere and then been shoved down into places like hydrothermal vents during global disasters like the Late Heavy Bombardment, ...



Außerdem hat sich William F. Martin von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in dem Abstract von Nature Microbiology wesentlich vorsichtiger ausgedrückt:

The data support the theory of an autotrophic origin of life involving the Wood–Ljungdahl pathway in a hydrothermal setting.


Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

Gesperrt
...Insofern lässt sich nicht ausschließen, dass im Laufe der Evolution die eine oder andere Ausstattung, die LUCA besessen hat, verlorengegangen ist und über konvergente Evolution erst später in den drei Domänen wieder aufgetaucht ist - nur dass dann diese Neuerwerbungen durch das analytische Raster fallen, weil sie als Urbestand nicht erkennbar sind.

Hallo Mahananda,

dazu hatte ich etwas gelesen schon, nämlich dass dies Berücksichtigung fand - endlich wiedergefunden:
http://www.sciencemag.org/news/2016...ncestor-inhaled-hydrogen-underwater-volcanoes
(...) One major complication: Microbes not only pass genes to their progeny, but also swap them among their neighbors in a process called horizontal gene transfer. This makes it hard to tell whether genes shared by separate microbes reflect a shared lineage or whether some bugs were just better at spreading their genetic material far and wide. And that makes it harder to pin down LUCA’s lifestyle.

To get closer to doing just that, researchers led by William Martin, an evolutionary biologist at Heinrich Heine University in Dusseldorf, Germany, took a more stringent approach to identifying genes that were likely inherited. Rather than looking for genes shared by a single species bacteria and archaea, they searched for those shared by at least two species of bacteria and two archaea. (...)
Ich weiß jetzt nur nicht, ob Du den horizontalen Gentransfer überhaupt meintest.

Wohl eher nicht :(

Gruß,
Dgoe
 
Zuletzt bearbeitet:

Mahananda

Registriertes Mitglied
Hallo Dgoe,

nein, den HGT meinte ich nicht. Über HGT wurden zwar Genomteile ausgetauscht, so dass sie heute in allen drei Domänen vorhanden sind, obwohl sie ursprünglich nur in einer Domäne auftauchten, aber meine Intention war eher die, dass im Zuge der Evolution die eine oder andere Genausstattung verloren gegangen ist, welche LUCA einst aufwies - und diese verlorenen Genomteile das geschlussfolgerte Ergebnis der Untersuchung hätten widerlegen oder zumindest relativieren können.

Immerhin wäre auch der HGT eine relevante Fehlerquelle, da hier Vermischungen aufgetreten sind, die auf eine Eigenschaft von LUCA schließen lassen, obwohl sie nur auf eine einzelne Domäne zutreffend gewesen wäre. Wir hätten dann z.B. die Eigenschaft der Thermophilie abgeleitet, obwohl vielleicht nur die Archaea ursprünglich thermophil gewesen sind und diverse Bacteria erst über HGT thermophil geworden sind. Man darf zudem nicht vergessen, dass mittlerweile über 3 Milliarden Jahre Evolution ins Land gegangen sind. Das Unterfangen, aus dem Genomabgleich von heute lebenden Mikroben auf den Genbestand von vor fast vier Milliarden Jahren zu schließen, halte ich für sehr gewagt.

Und es ist ja kein Geheimnis, dass William F. Martin gemeinsam mit Michael J. Russell seit Jahrzehnten eine bestimmte Version des Ursprungsortes der Lebensentstehung favorisiert ...

Viele Grüße!
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Mahananda,

hm,

also gut, so richtig verblüfft wäre ich dann weniger.
“I was flabbergasted at the result, I couldn’t believe it,” he said.
Andererseits, bei so einem Datamining kann ja alles mögliche zu Tage kommen. Da war die Freude sicher groß.

Ich glaube kaum, dass man das Ergebnis vorher wunschgemäß einstellen konnte, bei den Abermillionen von Datensätzen. Zumal bei einem 7-köpfigen Team (Madeline C. Weiss, Filipa L. Sousa, Natalia Mrnjavac, Sinje Neukirchen, Mayo Roettger, Shijulal Nelson-Sathi & William F. Martin).

Selbst in Anbetracht der von Dir erwähnten Unsicherheiten sind die Resultate doch schon erstaunlich konkret, wie auch immer man sie interpretiert. Top job!

Dem HGT-Effekten wurde ja Rechnung getragen mit dem Trick aus min. 2 Spezies von Bakterien und Archaea gemeinsame Gene zu suchen, was die Wahrscheinlichkeit einer vererbten Linie erhöht. So habe ich es zumindest verstanden.

Gruß,
Dgoe
 

Mahananda

Registriertes Mitglied
Hallo Dgoe,

Ich glaube kaum, dass man das Ergebnis vorher wunschgemäß einstellen konnte, bei den Abermillionen von Datensätzen.

Das geht schon, wenn man weiß, dass Archaeen fast durchweg extremophil - und insbesondere auch thermophil - sind und Bakterien teilweise auch. Da muss man sich dann nicht wundern, dass bei den 355 ausgesiebten Genen dann auch diejenigen dabei sind, die auf Thermophilie verweisen. Aufschlussreich auch die als Anhang zum Nature-Artikel beigefügte Auflistung der Gene. Von Protein 290 bis Protein 350 - also 61 Proteine oder etwa 17 Prozent! - sind die Funktionen überhaupt nicht bekannt, können also noch dies oder jenes relativieren. Und grundsätzlich können sich im Verlauf von über 3 Milliarden Jahren Proteinfunktionen ändern - also was heute Thermophilie ermöglicht, ermöglichte früher möglicherweise etwas anderes. Ich denke nicht, dass man da 1 zu 1 auf die vergangenen Verhältnisse rückschließen kann.

Viele Grüße!
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Mahananda,

nun 1:1 wurde ja auch nicht gefolgert und dass der Astronews-Artikel etwas verstiegenere Rückschlüsse formuliert hat, hatten wir oben schon angesprochen.

Wenn Luca als Wurzel von Archaeen und Bakterien gilt und extremophile Eigenschaften bei beiden bekannt sind, dann hätte ich auch als Laie gleich prognostizieren können, dass wenn man nach gemeinsamen Schnittmengen fahndet, diese dann auch findet!

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

Gesperrt
Wenn nach Sutherland das Heavy Bombardement schon bestehendes Leben umgewälzt haben mag, hinein in die Tiefsee, sich dort anpassend, dann warum nicht auch andersherum ebenso möglich, halt umgekehrt: von unten nach oben!? Unten entstanden.

Kennzeichnend ist doch schon 'mal, dass jedes bekannte Leben von irgend einer stetig bzw. längerfristig vorhandenen natürlichen Energiequelle profitiert und dass diese sehr unterschiedlicher Art sein können.

Am Abwegigsten ist wohl, dass das Leben - woher auch immer kommend, wie auch immer entstanden - gleich mit einem Set für alle möglich denkbaren Energiequellen dahergekommen ist, jene Teile verwerfend, die unnötig, oder so. Bestenfalls mit eine Art Detektor, wo kommt Energie her, wie anzapfen...

Aber wie auch immer, nicht minder interessant, wie das Leben - sagen wir an genau einer Energiequelle entstanden - es in einem anderen Milieu, mit einer anderen Energiequelle, geschafft hat sich umzustellen, ohne auf diesem Wege zu versiegen, auf nimmer Wiedersehen wieder zu verschwinden, sprich genug Zeit hatte.
Müssten doch äußerst langsame Übergänge sein, genug von der alten Energiequelle, während an der neuen Erschließung gebastelt wird.

Oder, noch eine Möglichkeit: Leben entsteht unter bestimmten günstigen Voraussetzungen an jeder natürlichen Energiequelle über kurz oder lang. Vielleicht anfangs sehr divers, bis sich gleich einer Blaupause der Natur eine Art Grundform durchsetzt, die wenn sie später auf Artverwandte stößt, mit dieser interagieren kann.

Gruß,
Dgoe
 

Mahananda

Registriertes Mitglied
Hallo Dgoe,

Wenn nach Sutherland das Heavy Bombardement schon bestehendes Leben umgewälzt haben mag, hinein in die Tiefsee, sich dort anpassend, dann ...

... besteht die Möglichkeit, dass LUCA die einzige Stammlinie ist, die überlebt hat, weil sie an entsprechend hohe Temperaturen und Drücke angepasst war, während andere Stammlinien, die sich in anderen Nischen etabliert hatten, durch das LHB ausgerottet wurden. Das würde dann zu den Schlussfolgerungen passen, die Martin u.a. gezogen haben. Doch dann markiert LUCA nicht den Beginn des Lebens und verrät uns nichts über die Entstehungsbedingungen des ersten Lebens, sondern lediglich etwas über die bereits damals vorhandene Anpassungsfähigkeit des bereits sich entwickelt habenden Lebens. Wie gesagt, die Schlussfolgerungen aus den untersuchten Datensätzen gehen mir zu weit.

Viele Grüße!
 

Dgoe

Gesperrt
... besteht die Möglichkeit, dass LUCA die einzige Stammlinie ist, die überlebt hat, weil sie an entsprechend hohe Temperaturen und Drücke angepasst war, während andere Stammlinien, die sich in anderen Nischen etabliert hatten, durch das LHB ausgerottet wurden.
Hallo Mahananda,

wie jetzt? zuletzt noch gab es nach Sutherland erst und nur die welchen, die Sonnenlicht verwerten, oder? Dann, durch das Last Heavy Bombardement (LHB) wird das Leben verstreut bis in die Tiefsee und - just magic - erschließt neue Energiequellen, völlig umgekrempelt, knapp bevor es einfach stirbt, ausstirbt, einmal in der Dunkelheit angekommen.

Dein Text legt ein Szenario nahe, dass wo auch immer Leben entstanden ist, es sich weit verbreitet hatte, alle möglichen Energiequellen nutzend. Das LHB mehr oder weniger nur die Tiefsee-Form verschonte.

Doch dann markiert LUCA nicht den Beginn des Lebens und verrät uns nichts über die Entstehungsbedingungen des ersten Lebens, sondern lediglich etwas über die bereits damals vorhandene Anpassungsfähigkeit des bereits sich entwickelt habenden Lebens.
Klar!? Das sagt doch schon die Abkürzung, last universal common ancestor, was nicht FUCA, first universal common ancestor bedeutet. Das kann zusammenfallen, muss es aber nicht.

Wie gesagt, die Schlussfolgerungen aus den untersuchten Datensätzen gehen mir zu weit.
Bitte Dich das genauer zu benennen, meinst Du den Astronews-Artikel oder den Nature-Microbiology-Artikel?



Es kann ja alles mögliche vor Luca gewesen sein, aaaber so wahnsinnig viel Zeit hatte es rein rechnerisch ja nicht.
Diese Studie weist schon auf etwas so oder so.

Gruß,
Dgoe
 
Zuletzt bearbeitet:

Dgoe

Gesperrt
Es gibt noch einen Punkt, den ich schon lange ansprechen wollte.
Bei den hydrothermalen Tiefseequellen treffen basische und alkalische Milieus aufeinander, verquirlen und sind mit absoluter Sicherheit ein Garant für vielfältige chemische Reaktionen unter den Anwesenden.

Das ist für mich als Laie einfach schon sonnenklar.
 

Mahananda

Registriertes Mitglied
Hallo Dgoe,

Dein Text legt ein Szenario nahe, dass wo auch immer Leben entstanden ist, es sich weit verbreitet hatte, alle möglichen Energiequellen nutzend. Das LHB mehr oder weniger nur die Tiefsee-Form verschonte.

Das ist eine Möglichkeit, die man in Betracht ziehen sollte. Mehr nicht.

Das kann zusammenfallen, muss es aber nicht.

Ja genau. Es kann auch anders gewesen sein. Schwierig ist nur, die verschiedenen Möglichkeiten anhand der verfügbaren Daten voneinander abzugrenzen bzw. einige zugunsten anderer Möglichkeiten auszuschließen.

meinst Du den Astronews-Artikel oder den Nature-Microbiology-Artikel?

Da ich den Nature-Artikel in Gänze nicht lesen kann, beziehe ich mich auf die Pressemitteilung, auf der der Astronews-Artikel beruht. Die dem Nature-Artikel beigefügten Supplements eröffnen jedoch Möglichkeiten, die Schlussfolgerungen aus der Pressemitteilung zumindest zu relativieren. Darauf hatte ich ja schon angespielt.

Es kann ja alles mögliche vor Luca gewesen sein, aaaber so wahnsinnig viel Zeit hatte es rein rechnerisch ja nicht.

Das LHB hatte sich vor etwa 3,9 Milliarden Jahren ereignet. Aus westaustralischen Zirkonen weiß man, dass vor 4,4 Milliarden Jahren bereits flüssiges Wasser auf der Erdoberfläche gewesen ist. Das eröffnet ein Zeitfenster von bis zu 500 Millionen Jahren, in denen Leben hätte entstehen und sich ausbreiten können. Dass man den Zeitraum nicht kalkulieren kann, innerhalb dessen Leben notwendig entsteht, hatten wir ja schon diskutiert, aber wenn ca. 100 Millionen Jahre gereicht hatten, dann wäre immer noch genügend Zeit gewesen, um verschiedene Nischen als Lebensraum zu erschließen.

Bei den hydrothermalen Tiefseequellen treffen basische und alkalische Milieus aufeinander, ...

Du meintest wahrscheinlich saure und basische Milieus, denn basisch und alkalisch ist dasselbe. Ja, vielfältige chemische Reaktionen gab es dort bestimmt, zumal auch noch andere Gradienten vorhanden waren (Temperatur, Ionenkonzentration, katalytische Oberflächen usw.). Man kann also davon ausgehen, dass dort vielfältige chemische Synthesen abgelaufen sind, bei denen dann vielfältige Reaktionsprodukte entstanden sind, die dann für eine spätere Biochemie verwertbar wurden. Problem bei untermeerischen hydrothermalen Quellen ist aber die dauernde Präsenz von Wasser, so dass dort keine Polymere entstehen konnten. Ein plausiblerer Ansatz ist für mich daher dieser hier, der mit hydrothermalen Quellen an Land arbeitet.

Viele Grüße!
 

Dgoe

Gesperrt
Das eröffnet ein Zeitfenster von bis zu 500 Millionen Jahren, in denen Leben hätte entstehen und sich ausbreiten können.
Hallo Mahananda,

stimmt, kommen dann schon ein paar Jährchen zusammen. Tja.

Du meintest wahrscheinlich saure und basische Milieus, denn basisch und alkalisch ist dasselbe.
Ja, *hust*, kommt hin. Danke! :)

Problem bei untermeerischen hydrothermalen Quellen ist aber die dauernde Präsenz von Wasser, so dass dort keine Polymere entstehen konnten. Ein plausiblerer Ansatz ist für mich daher dieser hier, der mit hydrothermalen Quellen an Land arbeitet.
Ach so ja, das mit der Reduktion...
Geht das nicht vielleicht auch dort in ruhigen Nischen, womöglich gab es auch hängengebliebene kleine Gasbläschen am schroffen Fels (wenn's hilft)?

Gruß,
Dgoe
 

Dgoe

Gesperrt
Hallo Mahananda,

wir hatten aber doch auch schon einmal darüber gesprochen, dass die digitalen Möglichkeiten mit den riesigen und anwachsenden Datenbeständen nochmal etwas hervorzaubern könnten, was weitere Hinweise liefern könnte, oder? Oder war das nur ein Monolog von mir.

Vor gefühlt nur wenigen Monaten jedenfalls und Plopp! Da isses in real Live in allen Medien. Ein Schritt in diese Richtung, das Ganze mal vernünftig zu verwalten und durchzurechnen. Wenigstens mit einem Aspekt, gibt sicher zig mehr. Dafür ein gaaanz interessanter, der natürlich etliche andere Aspekte betrifft, sich überlappend usw.

Als Ortsansässiger bin ich auch umso mehr überrascht, *huch*, 'meine' Uni kann echt 'was (selber nur Gast gewesen). Direkt zum Thema, direkt vor meiner Haustüre... Phänomenal.

Und noch einmal: Es ist nie gesagt worden, dass dort in der Tiefsee das Leben entstanden ist! Eine große Rüge an Herr Dr. Deiters, redaktionell verantwortlich für Astronews.



Wie in der Astronomie oder allgemein, vieles kann sein, aber das, was man beobachtet, legt die Grundlagen, die Fakten offen. Beobachtung ist Beobachtung, nur was ist diese genau? Teleskope, Mikroskope und absolut alle Messgeräte sind Fehlertoleranzen unterworfen.

Außer digitalen Daten? Nein, solange ebenso aus Messungen, Beobachtungen gewonnen. Deswegen sind natürlich auch Erhebungen daraus per se fragwürdig. Jedoch denke ich mal, dass die Qualität hoch ist von den Abermillionen genetischen Daten, die weltweit bisher gesammelt wurden. Dementsprechend auch Erhebungen es sein sollten.

Schaut man Daten einzelnd an.

Das ist dann also analog zu einem Teleskop, einem einzigen. (In Beispielanologie zu einem Teleskopverbund) Schaltet man mehrere zusammen, geht's schon los. Wie genau macht man diese Schaltung? Und später, wie genau filtert man, was einen interessiert?


Analog hat man hier eine Datenlandschaft, Input reichlich.
Verfährt eben entsprechend, wonach man sucht.

Nochmal: Dateninput durch Teleskope (heute digital)
=~
Dateninput durch Random-Gen-Scanns (ja nicht der Fachbegriff) Masse an Daten, analoge werden digitalisiert und sind danach digital halt.

Kein prinzipieller Unterschied.

Und eben genau wie in der Astronomie kann man jetzt filtern und erheben, was einen interessiert.
Das hat man in Sachen LUCA gemacht, gibt 101 prozentig sicher noch mehr.



Und darauf wollte ich hinaus: Diese Erhebungen sind letztendlich nur gute Beobachtungen mit einem eigenen Filter - sind und bleiben dennoch: Naturbeobachtungen!

Verstehst Du Mahananda?
Das sind Naturbeobachtungen durch ein spezielles Objektiv, aber verdrehen kann es nichts.


Und damit hätten wir erstmalig ein Gesicht von unser aller letzten bekannten Vorfahren!


Das lass Dir mal auf der Zunge zergehen und durch den Kopf gehen.




Gruß,
Dgoe
 
Zuletzt bearbeitet:

Dgoe

Gesperrt
Jeglicher Einwand mag seine eigene Logik haben, beruht aber nicht auf Beobachtungen. Hier wurde eine echte wissenschaftliche Beobachtung päsentiert, kein könnte so und so sein. Fakten.

Sicher, streitbar wie besprochen, wie davor gewesen oder sonst wie - aber: hier wurden ziemlich unumstößliche Fakten in den Raum gestellt!
 

Mahananda

Registriertes Mitglied
Hallo Herr Senf,

Leben auf der Erde könnte auch mehrmals entstanden sein und ohne Spuren wieder ausgelöscht, wir sehen nur das noch "zugängliche".

Das ist möglich. Ich hatte das in #12 auch so kommuniziert:

Mahananda schrieb:
... besteht die Möglichkeit, dass LUCA die einzige Stammlinie ist, die überlebt hat, weil sie an entsprechend hohe Temperaturen und Drücke angepasst war, während andere Stammlinien, die sich in anderen Nischen etabliert hatten, durch das LHB ausgerottet wurden.

Auch Sauerstoff in einer Planetenatmosphäre soll kein sicheres Indiz dafür sein, daß es dort auch Leben gibt.

Sauerstoff für sich genommen ist noch kein Biomarker. Erst das gemeinsame Vorkommen von Sauerstoff bzw. Ozon und Methan gilt als Indiz für das Vorhandensein einer Biosphäre, weil sich beide Gase üblicherweise zu CO2 und H2O umsetzen. Umgekehrt ist jedoch das Fehlen dieser Biomarker kein Ausschlusskriterium für Leben, da auch die Erde erst über eine Milliarde Jahre nach dem Aufkeimen einer Biosphäre Ozon und Methan im Doppelpack hervorgebracht hatte.


Na ja, das betrifft nur die Vermutung, dass sich das "große Sauerstoff-Event" nicht auf die Tiefseeregionen ausgewirkt hat. Interessant schon, aber auf einen anderen Kontext bezogen als auf den, den wir hier debattiert hatten. Trotzdem Danke für den Link! :)

Viele Grüße!
 
Oben