Modellierung verortet günstige Bedingungen für RNA vor rund 4,33 Milliarden Jahren
Eine Modellierung der frühen Erde verortet das Auftreten günstiger Bedingungen für eine RNA-bezogene Chemie in hydrothermalen Systemen vor rund 4,33 Milliarden Jahren. Diese Schätzung datiert nicht die Entstehung des Lebens: Sie gibt vielmehr an, ab wann bestimmte Umgebungen für präbiotische Moleküle geeignet gewesen sein könnten.
Eine noch von Einschlägen geprägte Erde
Die unter der gemeinsamen Leitung von Oleg Abramov, Forscher am Planetary Science Institute, durchgeführte und in Nature Communications veröffentlichte Studie befasst sich mit dem Hadaikum, dem ersten großen Abschnitt der Erdgeschichte, der sich von etwa 4,5 bis 4 Milliarden Jahren vor unserer Zeit erstreckt.
Während dieser Zeit trafen Asteroiden und Kometen häufig auf den jungen Planeten. Ihre Einschläge erhitzten die Erdkruste und konnten Phasen weltweiter Sterilisierung auslösen. Sie könnten aber auch das Gestein aufgebrochen und so die Wasserzirkulation sowie die Bildung hydrothermaler Quellen in den entstehenden Ozeanen begünstigt haben.
Diese Umgebungen werden als mögliche Orte für die Entstehung des Lebens untersucht. Auf der Erde gedeihen heute komplexe Lebensgemeinschaften rund um hydrothermale Quellen, ohne Sonnenlicht und unter besonderen Bedingungen. Das beweist nicht, dass das Leben dort entstanden ist, macht diese Umgebungen aber für die Untersuchung von Szenarien seines Ursprungs interessant.
Die Hypothese einer RNA-Welt
Um die Auswirkungen des Bombardements auf die Erdkruste zu rekonstruieren, erstellte das Team ein Computermodell für den Zeitraum zwischen 4,5 und 3,5 Milliarden Jahren vor heute. Den berichteten Ergebnissen zufolge könnten die Bedingungen bis vor etwa 4,4 Milliarden Jahren zu instabil gewesen sein, um den Fortbestand primitiver Lebensformen zu ermöglichen. Danach könnten sich stabilere Umgebungen entwickelt haben.
Die Forschenden schätzten insbesondere die Temperaturentwicklung in hydrothermalen Systemen ab. Vor rund 4,33 Milliarden Jahren könnten diese Temperaturen den Fortbestand von RNA und anderen präbiotischen Molekülen ermöglicht und günstiges Potenzial für eine dauerhafte RNA-bezogene Chemie geboten haben.
Die sogenannte „RNA-Welt“-Hypothese geht davon aus, dass dieses Molekül in den ersten Phasen der Evolution des Lebens der DNA und den Proteinen vorausging. RNA spielt eine Rolle bei der Nutzung genetischer Informationen, und bestimmte RNA-Moleküle können auch chemische Reaktionen begünstigen. Nach dieser Hypothese könnte sie somit vor der Entstehung der heutigen biologischen Systeme sowohl an der Speicherung von Informationen als auch an chemischen Funktionen beteiligt gewesen sein.
Ein Zeitfenster der Möglichkeiten, kein Geburtsdatum
Die Zeitangabe von 4,33 Milliarden Jahren ist mit Vorsicht zu interpretieren. Sie entspricht einem Zeitraum, in dem die Bedingungen laut der Modellierung günstiges Potenzial für eine RNA-bezogene Chemie geboten haben könnten. Sie bedeutet weder, dass das Leben genau zu diesem Zeitpunkt entstand, noch, dass die Forschenden die ersten Lebensformen identifiziert haben.
Eine spätere Entstehung bleibt möglich. Das Leben könnte insbesondere während des Archaikums entstanden sein, des Zeitabschnitts, der auf das Hadaikum folgt und vor etwa 4 Milliarden Jahren beginnt. Die geologischen Zeugnisse erlauben noch keine abschließende Beurteilung: Bei bestimmten Gesteinen wird darüber debattiert, ob sie möglicherweise Spuren sehr frühen Lebens enthalten.
Die Frage beschränkt sich auch nicht auf den Ursprung der RNA. Damit ein lebendes System funktioniert, muss auch die Entstehung des Stoffwechsels und von Kompartimenten wie Zellmembranen erklärt werden, die chemische Reaktionen räumlich einschließen können. In welcher Reihenfolge diese Elemente entstanden und wie sie sich gemeinsam entwickelten, ist weiterhin unbekannt.
Die Studie liefert somit einen zeitlichen Anhaltspunkt dafür, wann die frühe Erde günstige Bedingungen für bestimmte chemische Schritte geboten haben könnte. Sie stellt nicht fest, wann das Leben begann, beleuchtet aber eines der möglichen Zeitfenster seiner Entstehung.
Quelle: Die neuesten Nachrichten von Futura-Espace (www.futura-sciences.com)
Originalartikel: Originalquelle aufrufen
Autor: Laurent Sacco, Wissenschaftsjournalist
