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Biochemische Evolution: Impfte Asteroideneinschlag die Erde mit Leben?

Seit den 1950ern und Stanley Miller versuchen Biochemiker, die Entstehung der ersten Lebensmoleküle zu verstehen. Hatten alle übersehen, dass erst ein Asteroid einschlagen musste?
Impakt

Die ersten, für das Entstehen des irdischen Lebens entscheidenden biochemischen Moleküle könnten – so eine schon etwas ältere Vermutung – mit einem abstürzenden Asteroiden aus dem All gekommen sein. Vielleicht aber entstanden sie auch erst auf Erde, weil der gigantische Einschlag für ausreichend extreme Laborbedingungen gesorgt hat? Dies halten nun tschechische Biochemiker um Svatopluk Civis für gut möglich, nachdem sie – in einer Art brachialen modernen Variante des klassischen Miller-Experimentes – mit einem Hochleistungslaser die Folgen einer Asteroidenkollision auf der frühe Erde während der so genannten "Late-Heavy-Bombardment"-Epoche nachgestellt hatten.

Die Forscher haben dafür mit dem in Prag installierten Asterix Laser System Hochleistungspulse in eine simulierte irdische Ursuppe geschickt, die biochemische Vorläufermoleküle wie etwa Formamid enthielt. Daraus resultierten dielektrische Durchschläge mit extremen Bedingungen im Plasma: etwa ein Schockstoß mit schlagartiger Temperaturerhöhung auf 4500 Grad Celsius sowie der sekundären Aussendung starker UV- und Röntgenstrahlung. Ganz ähnliche Extrembedingungen könnten gut in der Nähe eines Impaktes auftreten.

Millers Original-Versuchsaufbau | Das Miller-Experiment ist ein in den 1950er Jahren erstmals durchgeführtes Experiment zur Simulation präbiotischer Synthesen in einer künstlichen Uratmosphäre. Dabei werden vermutete Komponenten der Uratmosphäre – Ammoniak, Wasserstoff, Methan und Wasser – elektrischen Funkenentladungen ausgesetzt, die Blitzschläge simulieren. Die in der Kälte kondensierten Gase werden dann in einer Wasserfalle (dem "Urozean") aufgefangen, durch Erhitzen wieder in die Uratmosphäre gebracht und erneut Funkenentladungen ausgesetzt. Wenn das System über eine Woche lang unter den künstlichen Bedingungen der Uratmosphäre gehalten wird, bildet sich in der wässrigen Phase ein komplexes Gemisch organischer Verbindungen, worunter sich auch eine Reihe von einfachen Fettsäuren, Zuckern und Aminosäuren befinden.

In der Folge des Laserbeschusses liefen nun ungewöhnliche chemische Reaktionen ab, die sich unter Normalbedingungen kaum je ereignen: So greifen etwa aus den Formamiden frei gesetzte CN- und NH-Radikale andere Formamide an, wobei über verschiedene Zwischenstufen schließlich allerlei biochemische Moleküle entstehen. Und darunter, so die Forscher begeistert, fanden sich eben auch sämtliche fünf Nukleotide, die die Grundsteine der genetischen Informationsträger RNA und DNA sind: Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin und Uracil. Tatsächlich könnte also gerade die Zeit des "Late Heavy Bombardments" die Laborbedingungen für die Entstehung der grundlegenden Biochemie gelegt haben: Erst sie machte aus einfachen Vorläufern wie Formamid die für komplexe Informationsspeichermoleküle notwendigen Bausteine.

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