Neue Forschungsergebnisse bestätigen, dass sich die Vorläufer von Proteinen spontan im interstellaren Raum bilden können, was Theorien über den Ursprung des Lebens untermauert und die Suche nach außerirdischem Leben leitet.
Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler darüber, wie die ersten komplexen organischen Moleküle auf der Erde entstanden. Eine führende Hypothese besagt, dass wichtige Bestandteile des Lebens möglicherweise aus dem Weltraum stammen und über Meteoriten eingeschleppt wurden. Eine kürzlich in Nature Astronomy veröffentlichte Studie liefert starke Beweise, die diese Idee stützen: Aminosäuren, die Grundeinheiten von Proteinen, können sich unter den rauen Bedingungen im Weltraum zu Peptidbindungen verbinden. Dies ist der erste Schritt zur Schaffung komplexerer Moleküle wie Enzyme und zelluläre Proteine.
Der chemische Cocktail des frühen Lebens
Das frühe Leben beruhte auf einer komplexen Mischung von Molekülen, darunter Aminosäuren, Zucker und RNA. Die Frage, wie diese einfachen Verbindungen überhaupt entstanden sind, bleibt ein zentrales Rätsel der Astrobiologie. Die Entdeckung von Glycin, der einfachsten Aminosäure, in Kometen und Meteoriten (einschließlich Proben von der OSIRIS-REx-Mission der NASA zum Asteroiden Bennu) deutet seit langem auf eine außerirdische Quelle hin. Komplexere Moleküle wie Dipeptide – zwei miteinander verbundene Aminosäuren – müssen in diesen Himmelskörpern jedoch noch gefunden werden.
Hier kommt der neuen Forschung Bedeutung zu: Der interstellare Raum mit seinen hohen Strahlungswerten treibt eine ungewöhnliche Chemie voran, die theoretisch die Bildung größerer, komplexerer Moleküle begünstigen könnte. Wie Alfred Hopkinson, Hauptautor der Studie, erklärt: * „Wenn Aminosäuren sich im Weltraum verbinden und die nächste Ebene der Komplexität erreichen könnten … wenn sie auf eine Planetenoberfläche gebracht werden, gibt es einen noch positiveren Ausgangspunkt für die Entstehung von Leben.“*
Raum im Labor neu schaffen
Um dies zu testen, arbeiteten Forscher der Universität Aarhus in Dänemark mit der Zyklotronanlage HUN-REN Atomki in Ungarn zusammen. Sie simulierten Weltraumbedingungen, indem sie mit Glycin beschichtete Eiskristalle bei extrem niedrigen Temperaturen (-423,67 °F) mit hochenergetischen Protonen bombardierten. Mithilfe fortschrittlicher spektroskopischer und massenspektrometrischer Techniken analysierten sie die resultierenden Produkte.
Das Experiment bestätigte, dass Glycinmoleküle unter Bildung eines Dipeptids namens Glycylglycin reagierten, was bewies, dass sich Peptidbindungen spontan im Weltraum bilden können. Das Team verwendete Deuteriummarkierungen, um genau zu verfolgen, wie diese Moleküle interagierten.
Jenseits von Dipeptiden: Unerwartete Komplexität
Die Studie ergab mehr als nur Dipeptide. Die Forscher identifizierten außerdem vorläufig N-Formylglycinamid, eine Untereinheit, die bei der Herstellung von DNA-Bausteinen verwendet wird, was darauf hindeutet, dass sich im Weltraum ein noch breiteres Spektrum organischer Moleküle bilden kann.
Dieser Befund ist von entscheidender Bedeutung, da er das Spektrum möglicher Wege für die Entstehung des Lebens erweitert. * „Wenn man so viele verschiedene Arten organischer Moleküle herstellt, könnte das den Ursprung des Lebens auf eine Weise beeinflussen, an die wir nicht gedacht hätten“, bemerkt Hopkinson. Die Auswirkungen könnten unser Verständnis der frühen Erdbedingungen verändern.
Das Team untersucht nun, ob andere Aminosäuren demselben Muster folgen und möglicherweise zur Bildung verschiedener Peptide mit einzigartigen chemischen Eigenschaften führen.
Diese Forschung liefert überzeugende Beweise dafür, dass sich die Bausteine des Lebens unter realistischen Weltraumbedingungen bilden können, wodurch die Möglichkeiten für die Entstehung von Leben sowohl auf der Erde als auch darüber hinaus erweitert werden.
