Montag, 12. März 2012

Meteoriten offenbaren alternativen Weg der Entstehung der Bausteine des Lebens

Asteroidengürtel in einem frühen Planetensystem (Illu.). | Copyright: NASA/JPL-Caltech

Greenbelt/ USA - Eine neuen NASA-Studie offenbart, dass einige der Grundbausteine des Lebens im All auf gleich zwei und damit nicht nur wie bislang bekannt, auf eine Art entstehen können. Der Nachweis dafür, dass es mehr als eine Art und Weise gibt, wie die wichtigsten Bausteine des Lebens im Al entstehen können, erhöht zugleich nicht nur die Wahrscheinlichkeit, dass Leben auch an anderen Orten im Universum entstanden ist sondern auch, dass das irdische Leben selbst möglicherweise durch Meteoriten und Kometeneinschläge auf die Erde gelangte - ursprünglich also außerirdischen Ursprungs ist.

In ihrer aktuell im Fachmagazin "Meteoritics and Planetary Science" veröffentlichten Studie haben die Wissenschaftler um Dr. Aaron Burton vom Astrobiology Analytical Laboratory am Goddard Space Flight Center der NASA Proben von 14 kohlenstoffreichen Meteoriten (sog. kohligen Chondriten) untersucht, deren Mineralbestandteile darauf hindeuteten, dass sie hohen Temperaturen von teils über 1.000 Grad Celsius ausgesetzt gewesen sein müssen. In diesen Proben fanden die Forscher Aminosäuren und damit die Bausteine von Proteinen, wie sie chemische Reaktionen beschleunigen und selbst die Grundlage für Gewebestrukturen wie Haare, Haut und Nägel darstellen.

Zuvor hatten das Goddard-Team und andere Forscher allerdings Aminosäuren auch in kohlenstoffreichen Meteoriten nachgewiesen, deren Mineralogie darauf hindeutet, dass sie durch Prozesse (die sog. Strecker-Cyanhydrin-Synthese) entstanden sein mussten, die vergleichsweise niedrige Temperaturen benötigen und an denen Wasser, Aldehyd und Keton-Bestandteile, Ammoniak und Zyanid beteiligt sind.

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"Obwohl wir schon zuvor Aminosäuren in kohligen Meteoriten entdeckt hatten, hatten wir nicht erwartet, diese in dieser speziellen Gruppe von Meteoriten zu finden, da sie offenbar Temperaturen ausgesetzt waren, die Aminosäuren eigentlich zerstören", so Burton. "Dennoch deuten die hier entdeckten Aminosäuren daraufhin, dass sie durch gänzlich andere Hochtemperatur-Prozesse im Innern der Mutterkörper ihrer Meteoriten entstanden sind, als diese Asteroiden sich nach und nach abkühlten.

Die Forscher vermuten nun, dass die Aminosäuren durch Prozesse entstanden sind, während derer Gase wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Stickstoff beteiligt sind - sogenannte Fischer-Tropsch-Reaktionen. Diese Reaktionen entstehen bei Temperaturen zwischen 90 und 540 Grad Celsius und unter Anwesenheit von Mineralien, die diese Reaktionen ermöglichen.

Die Asteroiden, also die Mutterkörper der nun untersuchten Meteoriten, wurden - so glauben die Forscher - wahrscheinlich von Kollisionen oder durch den Zerfall radioaktiver Elemente auf die hohen Temperaturen erhitzt. Während sich die Asteroiden dann abkühlten, könnten die Fischer-Tropsch-Reaktionen auf der Grundlage von Mineraloberflächen durch die Nutzung von Gasen stattgefunden haben, die aus kleinen Poren aus dem Innern des Asteroiden austraten.

Diese Reaktionen könnten demnach Aminosäuren auch auf Staubkörnern im solaren Nebel erzeugt haben – jener Wolke aus Gas und Staub, die unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabierte und so den Grundstein für die Entstehung des Sonnensystems bildete. "Wasser, das aus zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom besteht, gilt in seiner flüssigen Form als notwendigste Zutat des (irdischen) Lebens. Für die Fischer-Tropsch-Reaktionen sind jedoch lediglich Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Stickstoff als Gase notwendig - und diese Gase kommen zudem im All sehr häufig vor", erläutert Burton.

Einer der 14 aktuell untersuchten Meteoriten an seinem Fundort in der Antarktis. | Copyright: Case Western Reserve University

Auf der Grundlage dieser Reaktionen ist es demnach also möglich, dass prä-biotische Komponenten des Lebens schon sehr früh entstehen - lange vor der Entstehung von Asteroiden und Planeten mit Anteilen an flüssigem Wasser selbst.

Auch im Labor ließen zuvor die beschriebene Reaktionen Aminosäuren entstehen. Zudem wiesen diese eine Tendenz hin zur Bildung geradkettiger Moleküle auf. "In fast allen der 14 untersuchten Meteoriten haben wir genau solche Moleküle gefunden. Dies ist für uns ein weiterer Hinweis darauf, dass sie durch Fischer-Tropsch-artige Reaktionen entstanden sind", so Burton.

Für die Forscher ist dies ein deutlicher Hinweise darauf, dass sowohl die Strecker-Cyanhydrin-Synthese bei niedrigen Temperaturen, als auch durch Fischer-Tropsch-Reaktionen und damit unter hohen Temperaturen Aminosäuren im All und in Asteroiden bzw. Meteoriten zur Entstehung bzw. Einlagerung bereits entstandener Aminosäuren führen können. Allerdings gibt es laut den Wissenschaftlern aber auch Hinweise darauf, dass Fischer-Tropsch-Reaktionen deutlich seltener Aminosäuren entstehen lassen, als die Stecker-Synthese. Sollte also ein Asteroid, in dem bereits erste Aminosäuren durch Fischer-Tropsch-Reaktionen entstanden sind, von Wasser und somit durch Stecker-Sythesen verändert werden, so würden letztere wahrscheinlich den kleineren Anteil an durch Fischer-Tropsch-Reaktionen entstandenen Aminosäuren sozusagen überschreiben.

Die Forscher sind sich zudem sicher, dass die Mehrheit der in den 14 Meteoriten gefundenen Aminosäuren tatsächlich schon im All entstanden sind und es sich damit nicht um das Ergebnis von Kontamination irdischen Lebens handelt.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov

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