Die Suche nach Leben außerhalb der Erde konzentriert sich oft auf „habitable Zonen“ – Regionen um Sterne, in denen flüssiges Wasser existieren kann. Bahnbrechende neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die grundlegende Chemie des Lebens möglicherweise überhaupt keine warme, feuchte Umgebung erfordert, sondern ihren Ursprung in der eiskalten Dunkelheit zwischen den Sternen hat. Dadurch verschiebt sich die Zeitlinie für die Entstehung des Lebens, was bedeutet, dass sich die Bausteine von Proteinen bilden könnten, bevor Planeten überhaupt existieren, und später von Kometen und Asteroiden geliefert werden.
Wie der Weltraum die Chemie des Lebens zusammensetzt
Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass Aminosäuren – die Grundbausteine von Proteinen – in Meteoriten und Kometen vorkommen. Das fehlende Glied bestand darin, zu zeigen, dass diese Aminosäuren unter realistischen Bedingungen im Weltraum tatsächlich zu Peptiden (kurzen Aminosäureketten) zusammengefügt werden können. Bisherige Annahmen konzentrierten sich größtenteils auf die Notwendigkeit von flüssigem Wasser, um diesen Prozess voranzutreiben.
Die neue Studie ändert dies, indem sie interstellare Bedingungen in einer Vakuumkammer simuliert. Forscher haben Glycin, die einfachste Aminosäure, auf einer kalten Oberfläche eingefroren und sie dann mit geladenen Teilchen bombardiert, die kosmische Strahlung nachahmen. Dieses Bombardement zerstörte das Glycin nicht; Stattdessen löste es neben anderen komplexen organischen Molekülen die Bildung von Glycylglycin aus, einem aus zwei Einheiten bestehenden Peptid. Dies zeigt, dass Strahlung – die oft als zerstörerisch angesehen wird – tatsächlich den Aufbau dieser Ketten unter kalten, trockenen Bedingungen erleichtern kann.
Implikationen für den Ursprung des Lebens
Die traditionelle Sicht auf den Ursprung des Lebens betont erdähnliche Umgebungen wie Vulkanbecken oder hydrothermale Quellen als Wiegen des Lebens. Diese Standorte liefern flüssiges Wasser und Erdwärme, von denen angenommen wurde, dass sie für frühe biochemische Reaktionen unerlässlich sind. Diese neuen Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass wichtige Schritte in Richtung Leben möglicherweise viel früher stattfinden, innerhalb der riesigen Gas- und Staubwolken, die kollabieren und Sterne und Planeten bilden.
Wenn sich Peptide routinemäßig auf eisigen Staubkörnern in diesen Wolken bilden, könnten sie dann in Kometen und Asteroiden eingebaut und schließlich an entstehende Planeten abgegeben werden, wodurch diese mit einem bereits vorhandenen chemischen „Starterkit“ ausgestattet würden. Das bedeutet, dass Planeten ihre Existenz möglicherweise mit einem größeren Bestand an proteinähnlichen Molekülen beginnen als bisher angenommen.
Das Universum könnte reif für das Leben sein
Wenn sich Peptide in Gegenwart von kaltem Eis, Staub und Strahlung bilden können, ist die Chemie des Lebens möglicherweise nicht selten oder fragil. Stattdessen könnte es eine natürliche Folge des Verhaltens der Materie in vielen Sternentstehungsregionen in der Milchstraße und darüber hinaus sein. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass viele Gesteinsplaneten ihre Geschichte bereits mit komplexen organischen Molekülen beginnen, dramatisch, was den Weg zur Entwicklung lebender Systeme beschleunigt.
Zukünftige Weltraummissionen zur Probenahme von Kometen, Asteroiden oder interstellarem Staub könnten diese Hypothese direkt überprüfen. Wenn in diesen Proben kurze Peptide nachgewiesen werden, würde dies die Vorstellung weiter stärken, dass das Leben auf der Erde – und möglicherweise auch anderswo – überraschenderweise der Chemie zu verdanken ist, die in den kältesten und dunkelsten Ecken des Weltraums abläuft.
Im Wesentlichen legt diese Forschung nahe, dass das Universum die Entstehung von Leben weitaus begünstigender sein könnte als bisher angenommen, und dass die Keime des Lebens im gesamten Kosmos verstreut sein könnten, lange bevor sich überhaupt Planeten gebildet haben.
