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Entstand das Leben in der Erdkruste?
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Duisburg-Essen
astronews.com
26. November 2014
Wo entstand das Leben auf der Erde? Diese fundamentale
Frage, die auch wichtige Hinweise für die Existenz von Leben auf anderen
Planeten liefern könnte, ist bis heute nicht beantwortet. Als Entstehungsort
werden die Tiefsee, flache Tümpel oder gar Kometen diskutiert. Alles falsch,
glauben zwei Wissenschaftler, und setzen auf eine bislang wenig beachtete
Region: die Erdkruste.
Unsere Erde: Noch immer rätseln
Wissenschaftler, wo einst das Leben entstand.
Bild: NASA/JPL |
Wo und wie entstand auf unserem blauen Planeten das Leben? Der Geologe Prof.
Dr. Ulrich Schreiber und der Physikochemiker Prof. Dr. Christian Mayer von der
Universität Duisburg-Essen sind überzeugt: nicht in einem Tümpel, nicht in der
Tiefsee und auch nicht im Weltall, sondern in der Erdkruste.
Für die aktuelle Forschung ist es nicht einfach, die Gegebenheiten zu
rekonstruieren, die vor vielen Milliarden Jahren auf der Erde herrschten, als
gerade die ersten lebenden Zellen entstanden. Oft beschränken sich
Wissenschaftler daher auf eng begrenzte Aussagen zu einzelnen Reaktionen, die
dabei eine Rolle gespielt haben könnten.
Als möglicher Ort für das Aufkommen erster organischer Materie wurden alle
möglichen Lokalitäten auf der Erdoberfläche diskutiert: von der Tiefsee bis hin
zu flachen Tümpeln. In letzter Zeit hielten manche sogar eine außerirdische
Herkunft des Lebens für denkbar. Vernachlässigt wurde dagegen der Bereich der
Erdkruste. Eigentlich unlogisch, finden Schreiber und Mayer, denn genau hier, in
den tiefreichenden tektonischen Störungszonen mit Kontakt zum Erdmantel, seien
die Verhältnisse eigentlich optimal.
Von dort steigen Wasser, Kohlendioxid und andere Gase auf, wie heute noch in
der Eifel. Diese enthalten alle erforderlichen Stoffe, die man für
organisch-biologische Moleküle benötigt. Und genau mit solchen Molekülen begann
das Leben. Das überzeugendste Argument, dass es in der Erdkruste losging, ist -
nach Ansicht der beiden Forscher - aber das Kohlendioxid. Denn ab einer Tiefe
von etwa 800 Metern kommt es gleichzeitig in flüssiger und gasförmiger Form vor,
es ist "überkritisch".
"Mit diesem besonderen Zustand können wir viele Reaktionen erklären, die im
Wasser nicht funktionieren", so Mayer. "Kohlendioxid wirkt dann nämlich wie ein
organisches Lösungsmittel und erweitert die Zahl der möglichen chemischen
Reaktionen erheblich." Darüber hinaus würde es mit Wasser Grenzflächen bilden,
die schrittweise zu einer Doppelschicht-Membran führen, das wichtigste
Strukturelement der lebenden Zelle.
Neu sei, so Mayer, dass das UDE-Modell den Entstehungsprozess umfassend
beschreibt und mehrere Probleme löst: die Molekülherkunft, die Aufkonzentrierung,
die Energieversorgung und die Membranbildung. Im Labor ließen sich bereits diese
grundlegenden Schritte auf dem Weg zu einer Zelle nachweisen: Seien es erste
zellähnliche Strukturen oder die Entstehung komplexer Moleküle wie Proteine und
Enzyme.
"Besonders attraktiv für das Erklärungsmodell ist zudem die Tatsache, dass
diese Entstehungsbedingungen schon in bestimmten Gesteinen aus der Frühzeit der
Erde nachgewiesen werden konnten", ergänzt Chemieprofessor Oliver Schmitz. In
winzigen Flüssigkeitseinschlüssen, wie sie in uralten australischen Gangquarzen
vorkommen, fanden die Wissenschaftler eine Vielzahl organischer Stoffe aus der
Frühzeit der Erde. Weil sie während der Kristallbildung eingeschlossen wurden,
haben sie sich bis heute erhalten. Sie könnten dabei helfen, die Ergebnisse der
Laborversuche mit der Wirklichkeit abzugleichen.
Über ihr aktuelles Modell berichten die Wissenschaftler in einem Beitrag der
Fachzeitschrift Origins of Life and Evolution of Biospheres.
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