Das eine Geheimnis des Lebens.
An einem dieser nachdenklichen Tagen 2015 kam es mir in den Sinn, dass - vielleicht - in diesem Jahr ein Baby geboren würde, das, wenn es erwachsen ist, der erste Mensch würde, der seinen / ihren Fußabdruck auf unserem Nachbarplaneten Mars hinterlassen würde, auf der Suche nach klaren Beweisen für Leben - in der Vergangenheit oder Gegenwart.
Und dann begann ich mich zu fragen, wie das Leben auf der Erde entstanden sein könnte...
Definition des Lebens.
Eine richtige Definition von Leben ist schwieriger als ich zuerst dachte. Eine Recherche von wissenschaftlichen Quellen gab mir eine große Menge von Definitionen, aber alle wurden von anderen Kollegen in Frage gestellt. Also, für diesen kleinen Beitrag, lassen Sie uns darauf nicht zu viel Zeit verschwenden und lassen Sie uns die folgende einfache Beschreibung von Leben zu Grunde legen:
"Das Leben ist ein dynamisches System, in einer geschlossenen Einheit (Zelle), die Energie und Materie über sich selbst erhaltende chemische und physikalische Prozesse umwandelt, um in der Lage zu sein, seine Biomasse zu steigern, sich ständig mit seiner Umgebung zu interagieren und sich selbstständig zu reproduzieren - das alles zusammen ist der Stoffwechsel".
Spekulationen über die ersten Formen des irdischen Lebens.
Alle Formen des Lebens auf der Erde - gestern und heute - wie wir sie heute kennen, haben die gleichen grundlegenden biochemischen Mechanismen. Sie alle nutzen die Nukleinsäure als Kopier-Konzept um sich zu vermehren, und nur die Familie der Viren braucht keinen Wirt dafür.
Es ist in der wissenschaftlichen Gemeinschaft weitgehendst akzeptiert, dass diese Ähnlichkeit im Konzept eine gemeinsame Abstammung nahelegt, und neuerdings tendiert man übereinstimmend zum Modell der gleichzeitigen Synthese der beiden wichtigsten Komponenten für das Leben, vor rund 3,7 - 4,4 Milliarden Jahren: Ketten aus Molekülen, die DNA / RNA zur genetischen Kodierung schaffen, und andere Ketten, die eine Zellmembran erzeugen.
Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass die geologischen Bedingungen auf der Erde zu dieser Zeit, verbunden mit organischen Molekülen, die kürzlich in Sedimenten gefunden wurden, und reaktive Komponente von Meteoriten bei dem „Grossen Beschuss", zu Biomolekülen geführt haben könnte, wie RNA, die Basis der genetische Codes.
Tatsache ist, dass die mikrobiellen Fossilien von vor 3,48 Milliarden Jahren, die in Australien gefunden wurden – und andere deutliche Anzeichen für Leben im westlichen Grönland von vor 3,7 Milliarden Jahren.
Eine Hypothese über die ersten Lebensformen ist, dass das Ganze begann als eine primitive Blaupause für Viren, wie wir sie heute kennen. Viren werden manchmal als "an der Grenze zum Leben" bezeichnet, weil sie Gene besitzen; sie entwickeln sich durch natürliche Auslese, können sich vermehren, aber sie brauchen dafür einen Wirt. Viren scheinen ein sehr alter Überrest der ersten Startversuche des Lebens zu sein. Parallel dazu muss es das Konzept des Stoffwechsels gegeben haben.
Evolution und umwälzende Bedingungen.
Sobald das Konzept des genetischen Materials in einer geschlossenen Einheit verkapselt - einer Proto-Zelle - und des Stoffwechsels, erzeugt wurden, hatte die Evolution freies Spiel. Millionen von Jahren war die anaerobe Zellpopulation die dominierende Spezies. Bis ...
Cyanobakterien begannen sich vor etwa 3,5 Milliarden Jahren zu vermehren. Sie nutzen die Photosynthese, um ihre Nahrung zu erzeugen. Eine Folge dieses Stoffwechsels ist, dass Sauerstoff gebildet wird. Zu dieser Zeit war Sauerstoff ein hochgiftiges Gas. Die Sauerstoff-Atmosphäre, die wir heute haben, wurde von zahlreichen Cyanobakterien durch Photosynthese erzeugt, 3 bis 2,5 milliarden Jahre her. Vor dieser Zeit hatte die Atmosphäre eine ganz andere Chemie, für das Leben, wie wir sie heute kennen, ungeeignet. Cyanobakterien leben im Wasser, sind relativ klein und leben in grossen Kolonien, die mit dem bloßen Auge zu sehen sind. Eine alter Zeuge von dieser Kolonien sind die fossilen Stromatolithen, eine Struktur aus Kalziumkarbonat und Cyanobakterien. Auch heute können wir diese Strukturen entlang der Ufer mit hoch-salzhaltigem Wasser finden.
Cyanobakterien sind auch die Ursache für die großen Eisenerzgruben die wir heute haben. Da sie Sauerstoff als Nebenprodukt der Photosynthese erzeugten, begann das in den Ozeanen gelöste Eisen zu oxydieren, wodurch Eisen-Oxid (Rost) ausfällt. Die Weltmeere zu dieser Zeit waren braun und schlammig. (Eine Hypothese über den roten Schein vom Planeten Mars ist, dass dieser durch Eisen-Oxid hervorgerufen wurde, stammend von sauerstoffbildenden Organismen, wie auf unserer Erde).
Cyanobakterien sind wohl die erfolgreichste Gruppe von Mikroorganismen auf der Erde. Sie können sogar selbst in anderen Lebewesen leben; die Chloroplasten - die Organellen, die die Photosynthese durchführen - sind Cyanobakterien in Pflanzen, von einem grünen Algen-Vorfahren der Pflanzen irgendwann, einige Milliarden Jahre her, verschluckt. Auf diese Weise bereiteten Cyanobakterien die Nahrung für den Wirt im Gegenzug für ein Zuhause und trugen so zur Entwicklung der Pflanzen bei.
Mitochondrien - die Energie erzeugenden Komponenten in einer Zelle mit Kern - sind das Ergebnis der Einbindung eines kompletten Bakteriums.
Ein weiteres wichtiges Beispiel von "Evolution durch Übernahme" ist die Integration von viraler DNA / RNA in Zellen höherer Lebewesen. In der Tat sind diese höheren Lebensformen - Säugetiere -, teilweise durch das Konzept der "Gen-Übernahme" von einem Virus, erzeugt. Syncytin, ein Protein von einem Virus, hat nachweislich den Vorläufer für Plazentazellen erzeugt, die grundlegende Voraussetzung für Säugetiere.
Evolution hat nicht nur viele kleine Schritte gemacht, durch natürliche Selektion induziert, sondern kann auch Quantensprünge durch Zell- und Gen-Absorption vollführen. Für rund 3 Milliarden Jahre waren alle Organismen auf der Erde mikroskopisch, manchmal in einer Art Schleim zusammen verklumpt. Komplexe Organismen erschienen erst in den nächsten 600 Millionen Jahren.
Leben kann in einer Vielzahl von Bedingungen überleben und gedeihen. Auf der Erde hat sich Leben sehr gut geschlagen, dank der sehr vorteilhaften klimatischen Bedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Geologie und einem Minimum an chemischem und physikalischem Stress (Säure, Oxidation, hochenergetischen Strahlen, etc.). Wenn es das Konzept Leben auf anderen Planeten gibt oder gab, muss es nicht ähnlich wie bei uns sein und nicht so hochentwickelt, aber wenn wir herausfinden würden, dass es existiert oder existiert hatte, dann wäre dies viel bedeutungsvoller als alles, was wir bis dahin entdeckt haben.
Das „Geheimnis aller Geheimnisse".
Dieser kleine Artikel über Spekulationen zum Ursprung des Lebens kann Ihre Überzeugungen herausfordern, und für einige von euch könnte es vielleicht schockierend wirken. Auf keinen Fall ist dieser Artikel eine Diffamierung von gleich welchen Gedanken, Wahrnehmungen, Logik oder Glauben, die jemand haben könnte. Im Gegenteil, obwohl die Wissenschaft recht erfolgreich bei der Bereitstellung von Antworten auf die immer schwieriger werdende Fragen ist, wird sie an die Wand des "Geheimnisses aller Geheimnisse" stossen und abprallen; der Ursprung der Materie, Energie, Raum und Zeit selbst: "Wo kommt das alles her" oder "Was war vorher?" oder "Wer hat dies geschaffen?"
Michel
Quelle: Wikipedia, NASA