Alles Chemie - oder was?

aus HEUREKA 3/05 vom 29.06.2005

Die Schöpfer der Ursuppe. "Wenn Gott es nicht so gemacht hat, hat er sich ganz schön was entgehen lassen!" Harold Urey, einem der Mitbegründer der chemischen Evolutionsforschung, mangelte es gewiss nicht an Selbstbewusstsein. Auch wenn er zunächst selbst von den Ursuppenversuchen seines Doktoranden Stanley Lloyd Miller etwas irritiert war. 1953 hatte nämlich der damals erst 23-Jährige mit elektrischen Entladungen, Wasserdampf, Methan, Wasserstoff und Ammoniak nach nur ein paar Tagen Aminosäuren und andere organische Verbindungen hergestellt.

Bei seinem ersten Vortrag stieß Miller noch auf tiefe Skepsis bei der Scientific Community, kurze Zeit später folgte aber die große Anerkennung: Noch 1953 wurde das Urey-Miller-Experiment im Wissenschaftsmagazin "Science" publiziert. Wie sich erst Jahrzehnte später herausstellte, erwiesen sich die angenommenen Bedingungen für die Atmosphäre der Urerde als falsch. Das bunte Forschungsfeld der präbiotischen Chemie haben die beiden dennoch begründet.

Doch nicht alle Wissenschaftler sind überzeugt, dass am Anfang allen Lebens auf der Erde - vor rund vier Milliarden Jahren - die Chemie stand. Wie schwer sich die Forscher damit getan haben, das Geheimnis vom Ursprung des Lebens zu lüften, zeigt der Fall von Francis Crick, einem der Entschlüssler der DNA. In seinem 1981 erschienenen Buch "Life itself" verstieg sich der Nobelpreisträger zu der Annahme, dass Außerirdische die ersten Keime des Lebens auf unserem Planeten ausgesät hätten. Für ihn gilt Ähnliches wie für die Kreationisten, die von einer göttlichen Intervention ausgehen. Bloß: Mit solchen Hypothesen lässt sich kein konstruktives Forschungsprogramm aufstellen.

Der Astronom Sir Fred Hoyle, der Namensgeber des "Big Bang" und zugleich heftigster Gegner der Theorie des Urknalls, war ebenfalls der Meinung, dass die Entstehung von Leben - zumal in so kurzer Zeit - ein extrem unwahrscheinlicher Prozess wäre. Hoyle verglich ihn mit einem Sturm, der über einen Schrottplatz hinwegfegt und spontan eine Boeing 747 hinterlassen würde. Zusammen mit seinem Kollegen Chandra Wickramasinghe stellte er deshalb die These auf, dass das Leben in Form von organischem Material aus dem Weltall gekommen sei. Tatsächlich fand der indische Astronom organische Moleküle in interstellarem Staub. Akzeptiert man ihre sogenannte Panspermie-Theorie, mag dies zwar erklären, warum es Leben auf der Erde gibt. Das Problem, wie es aber überhaupt entstehen konnte, löst es nicht.

Das Leben - aus Ton geformt? Die meisten Forscher bleiben deshalb auf dem Boden der wissenschaftlichen Tatsachen bzw. buchstäblich bei der Erde. Wie zum Beispiel der britische Chemiker Graham Cairns-Smith, der Mitte der 1980er-Jahre erstmals behauptete, dass das Leben sich in oder an Tonmineralien gebildet haben könnte: Organische Moleküle hätten sich an die Tonkristalle, die über erstaunliche Eigenschaften verfügen, angelagert: Sie können Peptide, also kürzere Ketten von Aminosäuren, vor dem Zerfall schützen und auch die Verlängerung von Peptidketten begünstigen.

Der Münchner Chemiker und Patentanwalt Günter Wächtershäuser wiederum schwört auf Eisensulfid. Seiner Theorie nach können Aminosäuren aus Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid mithilfe von Eisensulfid als Katalysator entstanden sein. Für die Herstellung werden allerdings Druckverhältnisse benötigt, die bis zu tausend Mal höher sind als der Luftdruck der Erde - sowie Temperaturen von 100 °C bzw. 250 °C. Doch wo lassen sich solche extremen Bedingungen auf der Urerde finden? Seine Antwort lautet: In vulkanischen hydrothermalen Schloten, den sogenannten Black-Smoker-Kaminen, die auf dem Meeresgrund immer noch zu finden sind.

Noch tiefer setzt der US-amerikanische Astronom Thomas Gold die Entstehung des Lebens an und hat damit die jüngste wichtige Theorie zur möglichen Entstehung des Lebens geliefert. In seinem Aufsatz "The Deep, Hot Biosphere" aus dem Jahr 1992 versuchte er zu begründen, dass das Leben in mehreren Kilometern Tiefe entstanden sei. Als Indiz für die Richtigkeit seiner recht ungewöhnlichen, wenn auch nicht völlig unplausiblen Theorie führt er die sogenannten Archaebakterien an. Diese gelten als die einfachsten und ältesten Lebensformen überhaupt. Eine große Gruppe von Archaebakterien fühlt sich nämlich bei besonders hohen Temperaturen besonders wohl. Und diese Hitze gibt es etliche Kilometer unter der Erdoberfläche. T. M.

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