Biologen sind sich nicht ganz einig, wo genau das erste Leben auf der Erde entstanden ist. Es könnte sich auf dem Grund des Ozeans, in flachen Gesteinspools oder aus Bausteinen entwickelt haben, die von Asteroideneinschlägen geliefert wurden — oder vielleicht auch aus allen oben genannten Bereichen. Wir wissen, dass alles Leben auf der Erde Wasser zum Überleben braucht, also hat sich das Leben wahrscheinlich zuerst dort entwickelt. Aber Wasser allein reicht nicht aus, um Leben zu entfachen; es braucht auch Energie.
Heute beziehen die meisten Lebewesen ihre Energie aus der Verstoffwechselung von Zuckern, aber diese Moleküle gab es vor 3,7 Milliarden Jahren, als sich das Leben entwickelte, noch nicht.
Welche Energiequellen standen also zur Verfügung, um die ersten Bewohner der Erde hervorzubringen?
Während des Erdzeitalters (vor etwa 4,6 Milliarden bis 4 Milliarden Jahren) war die Erde größtenteils eine Ozeanwelt, aus der gelegentlich eine Vulkaninsel aus dem Wasser ragte. Eine Theorie über den Ursprung des Lebens besagt, dass die ultraviolette (UV) Strahlung der Sonne dazu beigetragen hat, komplexe Moleküle in flachen Gesteinspools auf Vulkaninseln zu bilden, so Eloi Camprubi-Casas (öffnet in neuem Tab) , ein Biologe, der den Ursprung des Lebens an der University of Texas Rio Grande Valley untersucht.
"UV-Strahlung ist großartig, weil sie so energiereich ist, dass sie ionisierte Moleküle erzeugt, die dadurch reaktiver werden" und sich eher zu größeren, komplexeren Molekülen zusammenschließen, die für die Bildung der Bausteine des Lebens benötigt werden, so Camprubi-Casas gegenüber Live Science. UV-Strahlung führt jedoch auch zu dem Problem, dass sie im Grunde alles, was man hat, zersetzt", so Camprubi-Casas. Selbst wenn sich also komplexe Moleküle gebildet hätten, wären sie durch die Sonneneinstrahlung abgebaut worden.
Deshalb vermuten Camprubi-Casas und seine Kollegen, dass der Ursprung des Lebens irgendwo weit weg von diesen warmen Tümpeln stattfand — auf dem Grund des Meeres, wo sich heißes, alkalisches Wasser mit kühlem, saurem Wasser vermischte und eine Suppe chemischer Energie erzeugte, die die Initialzündung für die Evolution des Lebens gewesen sein könnte.
Tief unter der Meeresoberfläche bilden sich an Plattengrenzen geothermisch aktive Gebiete, wenn Magma aus dem Erdmantel aufsteigt. Kaltes Meerwasser sickert in Risse in diesen heißen Gebieten und löst Mineralien aus dem Gestein. Wenn das heiße Wasser aus den Rissen aufsteigt und in den kalten Ozean fließt, fallen die Mineralien aus und bilden "Schornsteine" aus organischem Material", erklärt Camprubi-Casas. Diese Flüssigkeit ist stark alkalisch und enthält viel Wasserstoffgas, und während des Erdzeitalters war die Erdatmosphäre voller Kohlendioxid, von dem sich ein großer Teil im Ozean auflöste, wodurch der Ozean leicht sauer wurde.
Wenn sich das Wasser aus den hydrothermalen Schloten mit im Wasser gelöstem Kohlendioxid verbindet, werden die entstehenden Moleküle "chemisch viel aktiver, und man kann Stickstoff hinzufügen, um Aminosäuren zu bilden, oder Stickstoff und Sauerstoff hinzufügen, um die Bausteine der DNA zu bilden", so Camprubi-Casas.
Die Bausteine des Lebens aus dem Weltraum liefern
Eine Theorie über den Ursprung des Lebens auf der Erde besagt, dass die Bausteine des Lebens durch Asteroideneinschläge geliefert wurden, die im Erdzeitalter häufiger vorkamen als heute. Auf einem Asteroiden hätte eine Eisschicht einfache Zucker und kleine Aminosäuren — die für die präbiotische Chemie benötigten Grundstoffe — vor einem Großteil der harten Sonnenstrahlung geschützt, sagte Partha Bera (öffnet in neuem Tab) , ein Forscher am Bay Area Environmental Research Institute der NASA.
"Diese Körper werden über Millionen von Jahren dem Sonnenlicht ausgesetzt und produzieren Radikale — Wirkstoffe — die selbst bei niedrigen Temperaturen miteinander reagieren können", so Bera gegenüber Live Science. Radikale sind Atome, Moleküle oder Ionen mit einem zusätzlichen Elektron, wodurch sie mit allem reagieren können;
Dieser Hypothese zufolge hätten sich beim Einschlag dieser Asteroiden auf der Erde die hochreaktiven Moleküle mit anderen einfachen Molekülen im Ozean vermischt, um die komplexe Chemie zu schaffen, die für den Start des Lebens erforderlich ist. In diesem Fall wäre die Energiequelle auch die geothermische Wärme gewesen, so Bera.
Da es nur sehr wenige (und kleine) Gesteinsproben aus dieser Periode der Erdgeschichte gibt, ist es unmöglich, genau zu wissen, welche Energiequelle - die Sonne, die geothermische Chemie oder die geothermische Wärme - die Entwicklung des Lebens ausgelöst hat. Aber die Forschung in den Labors und viele lebhafte Debatten werden uns helfen, unsere möglichen Ursprünge zu klären.
