1. Theorie – Leben bzw. Vorstufen entstanden auf der Erde

Nach dem das Universum entstanden ist und voller chemischer Elemente war, dauerte es mehrere 100 Millionen Jahre bis auf der Erde erstmals Leben auftauchte.

Die Zelle ist die kleinste existerende Lebenseinheit eines Lebewesens. Dort finden sich Informationen für das Wachstum, die Bewegung und die Fortpflanzung. Diese Eigenschaften trennen belebte von unbelebter Natur. Viele Wissenschaftler gehen davon aus, dass zufällig eine Entwicklung in Gang gekommen ist, die durch biochemische Vorstufen Leben hervorbringen konnte.

Mathematiker können diesen Zufall durch Wahrscheinlichkeit berechnen. Es ist unter diesen Vorrausetzungen klar, dass eine Wahrscheinlichkeit vom Einzeller bis zum Menschen gleich Null ist. Dennoch bedeutet das nicht, dass so ein Ereignis nie eintreten kann. Es ist nämlich durch viele unterschiedliche Modelle möglich, eine spontane Entwicklung von chemischen Elementen bis hin zu den Bausteinen, aus denen eine Zelle besteht, aufzuzeichnen.

Damit sich erste Zellen entwickeln konnten, brauchte es mehrere Vorstufen.
Achtung stark vereinfachte Form!

Atome -> Moleküle -> Makromoleküle (Biomoleküle) -> Nukleotide -> Biomonomere ->Polymere -> Nukleinsäure -> DNS (= Desoxyribonukleinsäure, Erbsubstanz)

• vorhandene Atome müssen sich zu größeren Einheiten verbinden, was man Moleküle nennt
• Moleküle müssen sich zu vielschichtigen Makromolekülen (Biomoleküle) entwickeln
• nur Makromoleküle sind in der Lage komplizierte Strukturen aufzubauen wie z.B. eine Zellwand
• diese Makromoleküle können Informationen speichern und auf ein anderes Makromolekül vervielfältigen
• ein Makromolekül kann sich zu einem Nukleotid bilden

Nun ist es möglich mit Hilfe der Makromoleküle Informationen für ein ganzes Lebewesen zu speichern. Dazu sind chemische Elemente alleine nicht fähig, aber ein spontaner zufälliger Verbund von ihnen kann neue Entwicklungen durchaus anstoßen. Deswegen gilt die chemische und biochemische Evolution als Vorreiter zur belebten Natur.

Das alles Leben aus Kohlenstoff besteht, ist kein Zufall, denn nur die Kohlenstoffgruppe ist unter allen Elementen die einzige, die längerkettige Moleküle bilden kann. Deswegen wird die Chemie des Kohlenstoffs auch organische Chemie genannt.

Der Anfang war lebensfeindlich!

Aus den nun vorhandenen Biomolekülen konnten sich noch komplexere Substanzen entwickeln, die irgendwann die Grundbausteine der Lebewesen in sich trugen, den sogenannten Biomonomeren, wie z.B. einfacher Zucker oder Fettsäuren. All dies geschah allerdings unter lebensfeindlichen Bedingungen, die wohl nötig waren, damit sich Leben überhaupt erst entwickeln konnte.

Die immer stetig voranschreitende Abkühlung der Erde brachte den Wasserkreislauf in Gang, so wie er auch heute noch zu finden ist. Durch den Regen gelangten die Biomonomere, die sich zu Polymeren zusammenschlossen, in die sich entstehenden Urmeere. So konnten sich Nukleinsäuren bilden – eine elementare Rolle bei der Entstehung des Lebens. (DNS = Desoxyribonukleinsäure, Erbsubstanz)

Nun gab es erste Stoffwechselvorgänge, d.h. Stoffe können in der Umgebung aufgenommen und zu eigenen Stoffen umgewandelt werden, dabei werden nicht verwertbare Produkte wieder abgegeben. Von Leben kann man aber immer noch nicht sprechen, es handelt sich immer noch um die Vorstufe für Lebensformen.

2. Theorie – Leben stammt aus dem All

Es ist ebenso möglich, dass sich die Moleküle außerhalb der Erde gebildet haben, die dann ein Meteorit, Komet oder kosmischer Staub auf die Erde gebracht hat.

Bereits im Jahre 1906 wurde vom schwedischen Chemie-Nobelpreisträger Svante Arrhenius die Panspermie- Theorie entwickelt. Sie besagt, dass das fertige Leben von irgendwoher aus dem All stammt. Diese sogenannten Lebenssamen haben so den Planeten Erde „befruchtet“.

Damit diese Organismen die Reise zur Erde überstehen, waren sie nur 0,00016 mm groß. So konnten sie dem Strahlungsdruck der Sonnen entgehen.

Wie aber entstand nun das Leben im Universum?

Die Bedingungen im All sind äußerst lebensfeindlich (Vakuum, extreme Temperaturen, starke Strahlungsfelder), dennoch fanden in den 1970iger Jahren die Astronomen Fred Hoyle und Chandra Wickramsinghe im interstellaren Staub Hinweise auf Lebensspuren. Man vermutet das Kometen bakterielles Leben mit Hilfe ihres Wassereies sicher durchs All transportieren können.

1996 fand man auf dem bereits 1984 entdeckten Marsmeteoriten ALH 84001 fosile Spuren von primitiven Leben. Es ist davon auszugehen, dass der Meteorit 13.000 Jahre im antarktischen Eis konserviert war, sodass die Lebensspuren darauf wohl mehrere Milliarden Jahre alt sein müssen.

Für möglich wird auch ein Transport vom Mars zur Erde gehalten, denn der Mars war nicht immer so lebensfeindlich wie jetzt. Es gibt Hinweise auf ein großes Wasservorkommen, das sich unter der Oberfläche befindet. Es kann durchaus möglich sein, dass der Mars einmal erdähnliche Bedingungen gehabt hat.

Die Organismen sind in der Lage eine lange Reise im All zur Erde zu überstehen. Auch der Aufbrall und die damit enorme Hitze können diese Lebewesen überstehen und machen somit einen Lebensursprung wahrscheinlich. Untermauert wird dies auch mit der Tatsache, dass sich urtümliche Lebensformen auf der Erde (Archaea) in kochenden Wasser genauso pudelwohl fühlen, wie auch unter kilometerdicken Eisschichten.

Natürlich macht ihnen auch die für Menschen tödliche Gammastrahlung überhaupt nichts aus. Sie können sogar selbst im Vakuum überleben. Wenn es doch einmal ungünstige Bedingugen für diese Lebenform gibt, fallen sie einfach in eine Art Winterschlaf, der viele Jahrtausende dauern kann.

Kometen können höchstwahrscheinlich eine Art Geburtshelfer für das irdische Leben gewesen sein. Auf ihnen sind Aminosäuren (organische Molekühle) in der Lage den Aufbrall auf die Erde zu überstehen. Bei einem Versuch eines Hochgeschwindigkeitsaufpralls haben mehrere Aminosäuren sogar bereits Proteinvorstufen gebildet, indem sie sich verbunden haben.

Wissenschaftler der Universität Bremen haben die Entstehunsbedingungen von Kometen rekonstruiert und dabei die Anwesenheit von Aminosäuren festgestellt. Jener Moleküle, die ein Grundbaustein jeder Zelle sind. Andere Wissenschaftler konnten unter den simulierten harten Bedingungen im Weltraum membranartige Strukturen erzeugen, die eine Art „Proto-Zellen“ darstellen.

Diese Experimente zeigen eines deutlich – das Leben braucht für die Entstehung keinen fertigen lebensfähigen Planeten, es kann lange vor einer Planetenentstehung im All umherreisen. Somit kann es durchaus möglich sein, dass die Grundbausteine überall im Universum existieren, die nur darauf warten auf einen lebensfähigen Planeten zu stoßen.

Bildquelle: Atommodell – Steffen Luik / pixelio.de