18.06.2020

Ursuppe unter Druck

Laborversuche zu Vesikeln zeigen möglichen Weg zur Entstehung des ersten Lebens auf.

Am Anfang war das Vesikel: Ein von selbst entstandenes Bläschen ähnlich einer Seifen­blase, umgeben von einer Membran. Drum­herum eine Flüssigkeit nach dem Rezept der Ursuppe, dazu vierzig bis achtzig Grad Celsius und ein erhöhter Druck. Fertig sind die Bedingungen, wie sie vor rund 3,8 Milliarden Jahren geherrscht haben und es auch noch heute tun – weit unten in der Erdkruste. 
 

Abb.: In einer solchen Hochdruck­kammer mit rund sechs Zentimetern...
Abb.: In einer solchen Hochdruck­kammer mit rund sechs Zentimetern Durch­messer fanden die Experimente statt. (Bild: C. Mayer)

Mit diesem Versuchsaufbau haben der Chemiker Christian Mayer vom Center for Nanointegration (CENIDE) und Geologe Ulrich Schreiber, ebenfalls Professor an der Universität Duisburg-Essen, wasser­gefüllte Spalten im Erdinnern und geothermale Quellen simuliert. In ihrem Laborversuch ließen sie innerhalb von zwei Wochen insgesamt 1500 Vesikel-Generationen entstehen und wieder zerfallen.

Dabei konnten die Forscher feststellen, dass einige Vesikel den Generationen­wechsel überstanden, weil sie bestimmte Eiweiß­vorstufen aus der Ursuppe in ihre Membran eingelagert hatten. Dadurch wurden sie stabiler, kleiner und – der wichtigste Aspekt – ihre Membran wurde etwas durchlässiger. „Wir haben daraus geschlossen, dass die Vesikel so zerstörerischen Druck ausgleichen konnten“, erklärt Mayer. „Als Überlebens­strategie, wenn man so will.“ 

Wurde ein solches Vesikel doch vernichtet, so nahm die nachfolgende Generation die Eiweiß­struktur auf. So übernahm sie eine Funktion der Vorgänger – ähnlich zur klassischen Vererbung. Damit haben sie zumindest den Weg zu einer Vorstufe von Leben aufgezeigt, sind sich Mayer und Schreiber sicher. 

„Wie wir es im Zeitraffer simuliert haben, könnten vor Milliarden von Jahren solche Vesikel stabil genug geworden sein, um bei Geysir-Ausbrüchen an die Oberfläche zu kommen“, so Schreiber. Mit der Zeit könnten weitere Funktionen hinzugekommen sein, bis die erste Zelle entstand. „Wir vermuten“, fasst Mayer zusammen, „dass diese Art der molekularen Evolution in der Tiefe parallel zu anderen Mechanismen oder zeitlich versetzt zu ihnen stattgefunden hat.“

UDE / DE
 

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