Zink, Kalium und Mangan sind wichtige Spurenelemente, die Menschen und alle anderen Lebewesen zum Überleben brauchen. Also müssen die ersten Zellen in einer Umgebung entstanden sein, in der diese Elemente häufig vorkamen, folgert ein Team um den Physiker Armen Mulkidjanian von der Universität Osnabrück. Das sei in kleinen Tümpeln in der Nähe hydrothermaler Quellen der Fall gewesen, so die Idee der Forscher.
Mulkidjanian und seine Kollegen gehen von der Überlegung aus, dass heutige Zellen noch einen chemischen Fingerabdruck der Umwelt in sich tragen, in der das allererste Leben entstand. Da alle Zellen mehr Zink, Mangan, Kalium und auch Phosphat enthalten, als vermutlich im Urozean vorhanden war, müsse die Brutstätte des Lebens an Land gelegen haben, schreiben sie. In der Nähe von hydrothermalen Quellen herrschten ihrer Meinung nach besonders günstige Bedingungen. Der Dampf aus heißen Quellen, der in kleinen Tümpeln kondensierte, habe die fraglichen Elemente in hoher Konzentration enthalten, schreiben sie.
Schon Darwin vermutete, das Leben sei in einem kleinen, warmen Teich (?warm little pond?) entstanden. Derzeit favorisieren allerdings die meisten Biologen den Meeresboden als Brutstätte des Lebens, da die Umwelt dort geschützter war als an der Oberfläche. Vor vier Milliarden Jahren gab es noch keine Ozonschicht, daher wurde die Erdoberfläche ständig mit hartem UV-Licht bestrahlt. Zudem schlugen vermutlich häufig Meteoriten ein, und richtige Kontinente gab es auch noch nicht ? höchstens einige Vulkaninseln. Die Forscher um Mulkidjanian argumentieren nun, dass Metallverbindungen wie Zinksulfid die zerstörerische UV-Strahlung wirkungsvoll abschirmen konnten. Die Vorläufer der ersten Zellen konnten sich ihrer Theorie zufolge in den Poren von Schwefel- oder Silikatmineralien im Boden der Tümpel bilden. Die Nahrungsquelle der Ur-Wesen waren demnach organische Substanzen, die in den heißen Quellen oder durch das Sonnenlicht erzeugt wurden.
Die Forscher sehen ihre Überlegungen als Erweiterung einer derzeit populären Theorie, derzufolge das Leben an mäßig warmen heißen Quellen am Meeresboden entstand. ?Unser Szenario schließt alle Eigenschaften der heißen Quellen ein, die die Entstehung und frühe Evolution des Lebens begünstigten, und sie fügt weitere hinzu?, schreiben die Forscher. Im Meer könne sich das Leben vor allem deswegen nicht gebildet haben, weil das Element Kalium dort zu selten sei.
Auf die komplizierten biochemischen Reaktionspfade, die wahrscheinlich am Anfang der Evolution standen, gehen die Forscher allerdings nicht weiter ein. Ebensowenig erklären sie, wie sich die Moleküle des Lebens in einem offenen Teich so stark konzentrieren konnten, dass einfache organische Moleküle zu komplizierten Polymeren heranwachsen konnten ? ein Grundproblem aller Theorien zur Entstehung des Lebens.
Armen Mulkidjanian (Universität Osnabrück) et al.: PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, doi: 10.1073/pnas.1117774109 © wissenschaft.de – Ute Kehse
