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Chemische Evolution: Wie entstand das Leben?

Bislang vermuteten Forscher den Ursprung des Lebens in der Tiefsee. Neue Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass die ersten Einzeller in heißen Quellen ­vulkanisch aktiver Landschaften entstanden.
Das Leben könnte an Orten wie der Grand Prismatic- Thermalquelle im Yellowstone-Nationalpark begonnen haben.

Die Nacht ist rabenschwarz. Zwei von uns (Djocik und Van Kranendonk) kämpfen sich in der Pilbara, einer entlegenen Region Nordwestaustraliens, durch das Unterholz zurück zu unserem Wagen, den wir auf einer kleinen Hochebene geparkt haben. Der Grund für diese unplanmäßige Nachtwanderung im Juni 2014: Djocik hat hier tagsüber in 3,48 Milliarden Jahre altem Sediment­gestein – bekannt als Dresser-Formation – eine Entdeckung gemacht, die uns die Zeit vergessen ließ. Die Felsen der Formation bestehen zum Teil aus orangefarbenen und weißen Schichten, so genanntem Geyserit. Diese Schichten entstanden durch vulkanische Geysire an der Erd­oberfläche und enthalten Hohlräume. Wahrscheinlich wurde hier einst Gas in einem klebrigen Film eingeschlossen, den bakterienähnliche Mikroorganismen gebildet hatten. Das Gestein und die darin eingeschlossenen Hinweise auf frühe biologische Aktivität stützen eine neue Theorie zu einem der größten Rätsel der Wissenschaft: dem Ursprung des Lebens. Unsere Ergebnisse und weitere Studien deuten darauf hin, dass sich die ersten Zellen vor etwa vier Milliarden Jahren auf dem Festland bildeten, in vulkanischen heißen Quellen und Tümpeln.

Die Theorie steht in deutlichem Widerspruch zu einer verbreiteten Vorstellung von der Entstehung des Lebens, die Wissenschaftler seit 1977 entwickelt haben. In jenem Jahr entdeckte eine Expedition mit dem Forschungs-­ U-Boot "Alvin" Hydrothermalquellen am Grund des Pazifiks. Diese Geysire der Tiefsee (bekannt als Schwarze oder Weiße Raucher) stoßen Eisen- und Schwefelminerale aus, zudem Gase wie Methan oder Schwefelwasserstoff. Ferner sind sie dicht besiedelt von einzelligen Bakterien und Archaeen sowie von großen Würmern – ein blühendes Ökosystem fernab des Sonnenlichts. Seither mutmaßen Biologen, dass sich das Leben vor zirka vier Milliarden Jahren an solchen Hydrothermalquellen entwickelt hat, weil diese Energie und Nährstoffe liefern und geschützt sind vor Naturkatastrophen an der Oberfläche des Planeten. Aber die Tiefsee-Hypothese hat ihre Schwächen. Die größte: Der Ozean enthält Unmengen Wasser. Moleküle, die miteinander reagieren müssen, um Zellmembranen und einen primitiven Stoffwechsel zu bilden, würden darin möglicherweise zu stark verdünnt ...

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