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Leben besteht aus universellen Bausteinen  
  Außerirdische könnten uns ähnlicher sein als gedacht - zumindest in biochemischer Hinsicht. Forscher vermuten, dass fremdartige Lebensformen im Universum aus sehr ähnlichen Bausteinen bestehen wie die Organismen auf der Erde.  
Neue Perspektive
Theorien zur Lebensentsehung gibt es viele, die kanadischen Physiker Paul Higgs und Ralph Pudritz beschreiten mit einer Arbeit zu diesem Thema einen völlig neuen Weg. In der auf dem Preprintserver "arXiv" (Abstract) veröffentlichten Studie konzentrieren sie sich nun auf die Wärmelehre - die thermodynamischen Rahmenbedingungen für die Entstehung organischer Moleküle.
Vom Urey-Miller-Experiment ...
Der genetische Code, die Grundlage allen Lebens, beruht auf der Kombination von nur 20 Aminosäuren. Die organischen Verbindungen bauen Proteine auf, welche wiederum die Grundbausteine aller Zellen sind.

Die Suche nach den allerersten genetischen Kodierungen, und wie diese zustande gekommen sein könnten, beschäftigen Forscher seit den 1950er Jahren. Damals simulierten die Wissenschafter Stanley Miller und Harold Urey im Labor eine frühe Erdatmosphäre, und setzten diese Mischung aus Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid elektrischen Ladungen aus.

Dabei entstanden zehn der Aminosäuren, dieauch in modernen Proteinen vorkommen. Hypothesen, wo diese Aminosäuren noch entstanden sein könnten bzw. wie die späteren zehn organischen Aminosäuren geformt wurden, folgten in den Jahren nach dem Urey-Miller-Experiment.
... bis in die Gegenwart
Die aktuelle Theorie von Higgs und Pudritz setzt an den thermodynamischen Gegebenheiten all jener Orte an, wo sich organische Moleküle vermutlich geformt haben - entweder unter astrophysikalischen Bedingungen, zum Beispiel in interstellaren Nebeln, oder auf der Erde, etwa in hydrothermalen Quellen.

Demnach können sich etwa in Materieansammlungen rund um Protosterne organische Moleküle bilden; entweder durch Einwirkung ultravioletter Strahlung oder auch durch den Zusammenbruch der Schwerkraft im entstehenden Stern selbst. Diese Moleküle finden sich dann auf Meteoriten und Kometen wieder. Vor etwa vier Milliarden Jahren schlugen solche kosmische Boten auf der Erde ein, und trugen aller Wahrscheinlichkeit nach zur Entstehung des Lebens bei.

Auf der Erde selbst sind Aminosäuren in der Atmosphäre entstanden, wie schon das Urey-Miller-Experiment nahe legte. Sie könnten sich aber auch in hydrothermalen Quellen gebildet haben. Allerdings besteht noch kein Konsens in der Wissenschaftsgemeinschaft, ob letzteres überhaupt möglich ist.
Leben im Korsett der Thermodynamik
Ausgehend von dieser - eben kurz skizzierten - Forschungslage erstellten Paul Higgs und Ralph Pudritz ein Ranking, welche der irdischen Aminosäuren unter welchen thermodynamischen Voraussetzungen sich am leichtesten bilden und so am häufigsten vorkommen.

Die Gegensätze früherer Theorien darüber, nach welchen Mechanismen und an welchen Orten die organischen Moleküle entstanden sind, könnten, so behaupten die Physiker, durch die Perspektive der Thermodynamik obsolet werden.

Sie behaupten, dass auf anderen erdähnlichen Planeten im Universum ähnliche Typen von organischen Molekülen zu erwarten sind. Es könnten die gleichen Aminosäuren sein, und auch ähnliche einfache Zucker, Lipide und Basen.

Jedenfalls sei der erste irdische genetische Code eine einfachere Variante des heutigen Codes gewesen. Theoretisch hätte sich der Code von diesem Ursprung in unzähligen Varianten weiterentwickeln können, das geregelte Zusammenspiel von Thermodynamik und natürlicher Selektion lasse jedoch vermuten, dass der irdische Code mit potentiellen anderen Codes im Universum einiges gemeinsam haben könnte.

[science.ORF.at, 21.4.09]
->   Paul Higgs
->   Ralph E. Pudritz
->   Miller-Urey-Experiment
Mehr zu diesem Thema in science.ORF.at:
->   Ursprung des Lebens: Belege für Theorie der Tiefseequellen
->   Stammt die Form der Biomoleküle aus dem Kosmos?
 
 
 
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01.01.2010