Die Entstehung des Lebens und frühe Erdgeschichte

Ursprung des Lebens: Frühe Bedingungen

In welchem Stadium entstand das Leben? Vermutlich in einem sehr heißen Inneren der Erde: Das Land hatte tiefe unterseeische Vulkane, die meisten Kontinente gab es noch nicht. Primitive Organismen, wie Bakterien, leben tatsächlich in Umgebungen, die denen der Meerfumarolen ähneln.

Leben in Unterwasser-Fumarolen

Im Inneren der Kruste einer Fumarole finden sich Quellen von Schwefelwasserstoff und Eisen. Unter Einwirkung von Bakterien bilden sich in Pyrit Reaktionen, die Energie abgeben. Diese Energie wird von denselben Bakterien für die vollständige Chemosynthese genutzt.

Nachweis von Sauerstoff in der Erdgeschichte

Wir wissen dies durch das Studium alter Sedimentgesteine und ihrer Mineralien. In Ermangelung von Sauerstoff (O2) verbindet sich Eisen (Fe) mit Schwefelwasserstoff (H2S) zu Pyrit. Dieses Mineral oxidiert in Gegenwart von O2 und bildet oxidiertes Eisen (Fe). Da die Gesteine datiert werden können, lässt sich so feststellen, wann Sauerstoff auf der Erde erschien.

Theorien zur Entstehung des Lebens

1. 1. Abiotische Synthese

   Leben auf der Erde entstand aus biologischen Molekülen, die aus anorganischem Material gebildet wurden. Das Experiment von Stanley Miller simulierte primitive Bedingungen: In einer Atmosphäre aus Methan und Ammoniak wurden Aminosäuren synthetisiert. Dies war ein erster Schritt bei der Entstehung von Leben.

   Heute wissen wir, dass es nie viel Methan in der frühen Atmosphäre gab. Dies erklärt jedoch nicht den Ursprung des Lebens, auch wenn es möglich war, organische Stoffe aus anorganischen Materialien außerhalb eines lebenden Wesens zu synthetisieren.

2. 2. Panspermie-Hypothese

   Das Leben soll in Form von Sporen von einem Planeten zum anderen reisen.

   Hinweise: Entdeckung von Molekülen in Nebeln, die Bestandteile von Lebewesen sind, sowie Einschläge anderer Himmelskörper auf die Erde.

   Kontra: Es gibt keinen Beweis dafür, dass Leben außerhalb der Erde entstanden ist oder sich so bewegt. Dies verschiebt die Frage nach dem Ursprung des Lebens nur, anstatt sie zu beantworten.

3. 3. Koazervate und metabolische Systeme

   Kleine metabolische Moleküle wurden aus Koazervaten gebildet. Dies startete einen Prozess zunehmender chemischer Komplexität, der zur Isolation führte, bis sich eine funktionierende Einheit entwickelte.

4. 4. Die RNA-Welt-Hypothese

   RNA (Ribonukleinsäure) wird als Vorläufer der heutigen DNA angesehen, da sie Informationen speichern und als Enzym fungieren konnte.