Der Ursprung des Lebens kann durch kürzlich entdeckte chemische Reaktionen erklärt werden
Die Entstehung von Leben aus unbelebten Molekülen ist eines der größten Rätsel der Wissenschaft. Jetzt haben Wissenschaftler von Scripps Research eine neue Reihe chemischer Reaktionen entdeckt, mit denen die Grundbausteine des Lebens aus Materialien hergestellt werden können, von denen man bisher annahm, dass sie im Urmeer vorkommen.
Man nimmt an, dass die ersten Organismen auf der Erde vor Milliarden von Jahren aus einer nährstoffreichen Brühe, der so genannten Primärbrühe, entstanden sind. Im Wesentlichen begannen die Moleküle in der Mischung miteinander zu reagieren, bis sie grundlegende organische Chemikalien wie Aminosäuren bildeten, die sich dann zu Peptiden und Proteinen und schließlich zu lebenden Zellen verbinden konnten.
Dies ist natürlich eine grobe Vereinfachung, und die genauen chemischen Reaktionen, die bei diesem Prozess abliefen, sind noch unbekannt. Die Wissenschaftler haben versucht, ihre eigenen Versionen der Urbrühe auf der Grundlage dessen, was man damals für reichlich vorhanden hielt, zusammenzubrauen und sie verschiedenen Bedingungen auszusetzen, um zu sehen, was passiert und wie leicht sich die Vorläufer des Lebens bilden.
In einer neuen Studie arbeiteten die Scripps-Forscher an ihrem eigenen ursprünglichen Suppenrezept und entdeckten eine bestimmte Reihe chemischer Reaktionen unter Verwendung von Grundzutaten, die mit ziemlicher Sicherheit auf der frühen Erde üblich waren. Alles, was man braucht, sind Zyanid, Ammoniak, Kohlendioxid und Alpha-Ketosäuren, um eine Suppe herzustellen.
Die Abfolge der Ereignisse folgt einer bestimmten Reihenfolge. Die vier Komponenten haben einen bestimmten Zweck. Lebende Zellen verwenden heute Alpha-Ketosäuren als Vorstufen zur Bildung von Aminosäuren. Ammoniak wird für den Umwandlungsprozess benötigt und dient als Stickstoffquelle. Cyanid wandelt Ammoniak in Stickstoff um, und Kohlendioxid trägt zur Beschleunigung des Prozesses bei.
"Wir hatten erwartet, dass es ziemlich schwierig sein würde, das herauszufinden, aber es stellte sich heraus, dass es sogar einfacher war, als wir es uns vorgestellt hatten", sagte Ramanarayan Krishnamurthy, Hauptautor der Studie. "Wenn man nur Ketosäure, Zyanid und Ammoniak mischt, bleibt es einfach da. Sobald man Kohlendioxid hinzufügt, auch nur in Spuren, wird die Reaktion beschleunigt.
Die Methode entspricht angeblich der Erzeugung von Aminosäuren in lebenden Zellen, wobei jedoch Zyanid anstelle von Enzymen verwendet wird. Diese Einfachheit und die Ähnlichkeit mit den heutigen biologischen Prozessen legen nahe, dass dies ein wahrscheinlicherer Ursprung des frühen Lebens ist als andere Ideen, die eine radikal andere Chemie erfordern.
Das chemische Gemisch bildet auch Orotat als Nebenprodukt. Orotat ist ein Vorläufer von DNA- und RNA-Nukleotiden, was darauf hindeutet, dass die Grundbausteine des Lebens auf diese Weise entstanden sein könnten.
"Als Nächstes wollen wir weiter untersuchen, welche Chemie aus dieser Mischung entstehen könnte", sagte Krishnamurthy. "Könnten Aminosäuren beginnen, kleine Proteine zu bilden? Könnte eines dieser Proteine zurückkommen und als Enzym fungieren, um mehr von diesen Aminosäuren zu produzieren?"
Quelle: newatlas.com
