Das große Rätsel: Wie entstand das Leben auf der Erde
- Veröffentlicht: 26.08.2023
- 08:45 Uhr
- Peter Schneider
Stammen wir und alle Tiere aus Tiefsee oder vom Mars? Ideen gibt es viele, wie das erste Leben auf der Erde entstand - beweisen kann es keiner. Das Problem: Es gibt keine Spuren von den ersten Organismen.
Das Wichtigste zum Thema "Erstes Leben"
❓ Es ist das vielleicht größte Rätsel der Menschheitsgeschichte: Wie ist das Leben - wie sind WIR entstanden?
☄️ Bis vor 3,8 Milliarden Jahre schlugen ständig Kometen und Asteroiden auf der Erde ein. Das "Großes Bombardement" ließ die Erdkruste aufkochen. Bis dahin war Leben ohnehin unmöglich.
🦠 Fest steht: Vor 3,5 Milliarden Jahren lebten bereits Bakterien auf der Erde. Irgendwas muss in den Millionen Jahren dazwischen passiert sein.
🧬 Leider gibt es keine Spuren von den allerersten Organismen. Kein:e Forscher:in kann sagen, wie sich tote Moleküle in der Ursuppe zu einem lebendigen Ding zusammengefügt haben.
🔬 Die ersten Lebensformen waren aber sehr wahrscheinlich mikroskopisch klein und tummelten sich im Wasser. Nur dort fließt ein beständiger Strom an Nährstoffen. Außerdem sind im Meer die Temperaturen fast immer gleich.
🦖 Immerhin: Ab dem Zeitpunkt, an dem Fossilien in Gesteinen auftauchen, können Wissenschaftler:innen die Entwicklung vom Einzeller zum Menschen gut nachzeichnen.
Auf der jungen Erde: zu heiß für Leben
Erstes Leben auf der Erde: So könnte es sich entwickelt haben
⚗️ Aus den von Kometen gelieferten und von Vulkanen ausgestoßenen Chemikalien lassen sich wichtige Bausteine des Lebens formen: Aminosäuren.
🌱 Aber wie wurde unbelebte zu lebendiger Materie? Manche Wissenschaftler:innen spekulieren, dass die richtige Mischung aus Umweltbedingungen und Chemikalien ausreichte, um zufällig Leben zu erzeugen (siehe Stanley Miller-Experiment).
🍽️ "Stoffwechsel-zuerst-Hypothese": Andere glauben, "lebendige" Systeme könnten an Orten entstanden sein, an denen es reichlich Energie in Form von Hitze und Chemikalien gab (siehe Black Smoker). Dort seien chemische Reaktionen erfolgt - noch ohne Vermehrung, dafür regelmäßig und geordnet.
❤️ "Vermehrung-zuerst-Hypothese": Eine andere Denkschule nach dem russischen Chemiker Oparin sagt, dass sich simple chemische Moleküle reproduzierten, wobei kleinste Veränderungen immer erfolgreichere Moleküle hervorbrachten.
💧 Außerdem haben die ersten Lebewesen wahrscheinlich schon eine Hülle besessen - damit ihre Innereien nicht einfach weggespült wurden. Das könnten zu Beginn beispielsweise eine Art Öltropfen gewesen sein.
🤰 Manche Forschenden glauben, dass manche Einzeller andere Einzeller quasi verschluckt haben, ohne sie dabei komplett zu verdauen. Stattdessen nutzten sie deren fortschrittlichere Bestandteile einfach für sich selbst und gaben sie anschließend bei der Fortpflanzung an ihre Nachkommen weiter. Der Rest ist Geschichte.
Die ersten Lebensspuren
Fotosynthese: Die Sonne als Energiequelle
Was ist überhaupt Leben?
Wichtig zu wissen: Leben vermehrt sich selbst, wie hier im Video die sich teilenden Bakterien. Dafür müssen sie Energie gewinnen (Stichwort Stoffwechsel). Um diese Vorgänge regelmäßig abzuwickeln, braucht es eine Art Informationsspeicher plus Gebrauchsanweisung - auch als Gene bekannt.
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Widerspenstige Natur: Unaufhaltsam trotz Massensterben
Das Miller-Urey-Experiment: Leben einfach selber machen
1952 dachte sich der Wissenschaftler Stanley Miller, dass sich die Bedingungen für Leben auf einer frühen Erde vielleicht simulieren ließen - zumindest stark vereinfacht. Er nahm einen Glaskolben mit Gasen wie Wasserstoff, Methan und Ammoniak und ließ Blitze in die künstliche Ursuppe einschlagen. Anschließend fand er unter anderem Aminosäuren, aus denen sich Eiweiße zusammensetzen, die Bausteine des irdischen Lebens. Später stellte sich raus, dass sich seine künstliche Atmosphäre nicht besonders gut auf die damalige Erde übertragen ließ. Millers Experiment gilt trotzdem als Meilenstein.
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Panspermie: Leben aus dem All?
Heiße Quellen in der Tiefsee Ursprung des Lebens?
Viele Forschende mutmaßen, dass sich erste Organismen an heißen Quellen am Tiefseeboden gebildet haben könnten. An den großen Unterwassergebirgen, den mittelozeanischen Rücken, finden sich wichtige chemische Substanzen und reichlich Energie, die Organismen gut gebrauchen können.
Das Prinzip: Wo die Erdplatten in den Ozeanen auseinanderdriften, fließen riesige Mengen Lava hervor und bilden neue Erdkruste. Durch die Hitze schießen heiße Mineralwässer an vielen Stellen aus dem Tiefseeboden. Die gelösten Salze werden schlagartig fest und bilden meterhohe Türme.
Erstaunlicherweise tobt um die Black Smoker in der dunklen Tiefe von einigen Tausend Metern das pralle Leben - Bakterien, Fische und Garnelen.
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Außerirdischen-Suche mit Scheuklappen
Häufige Fragen zur Entstehung des Lebens
Wann genau das Leben auf der Erde entstand, ist unbekannt. Die frühsten Lebewesen hatten noch keine Knochen oder Schalen, die bis heute hätten überdauern können.
Die frühsten Organismen, die je gefunden worden sind, stammen von vor etwa 3,5 bis 3,6 Milliarden Jahren. Es sind Bakterien, die in großen Kolonien lebten - sogenannte Stromatolithen.
Wissenschaftler wie Dirk Schulze-Makuch gehen davon aus, dass die jüngsten Lebensformen aber schon vor mindestens 3,8 Milliarden Jahren auf der Erde auftauchten. Vor 3,5 Milliarden Jahren wimmelte die Erde schon vor Leben, glaubt der Astrobiologie von der Technischen Universität Berlin. Manche Forscher:innen glauben sogar, dass es schon vor 4,1 Milliarden Jahren Organismen auf der Erde gegeben haben könnte - das ist aber noch umstritten.
Vor 4,5 Milliarden Jahren hat ein großer Himmelskörper die Erde getroffen. Bei dem katastrophalen Einschlag entstand nicht nur der Mond, sondern ist auch die gesamte Erde aufgeschmolzen - absolut tödlich für jede Lebensform. Vorher konnte also kein Leben entstehen.