Dienstag, 18. Juni 2013

Bor: Marsmeteorit beinhaltet Schlüsselchemikalie der RNA

Elektronenmikroskopaufnahme eines Schnittes eines 700 Millionen Jahre alten Marsmeteoriten. Deutlich werden die borhaltigen Adern aus Tonmineralien (s. Pfeil; 100 µm = der zehnte Teil eines Millimeters). | Copyright: Institute for Astronomy at the University of Hawaii at Manoa

Manoa (USA) - Astrobiologen haben im Innern eines Meteoriten vom Mars hohe Konzentrationen der Chemikalie Bor gefunden. In seiner oxidierten Form (Borate) hat Bor wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der irdischen RNA (Ribonukleinsäure = RNS) gespielt - die in der biologischen Zelle für die Umsetzung von genetischer Information in Proteine zuständig ist, die wiederum die Grundlage der biologischen Zellstruktur und für lebensnotwendige biochemische Reaktionen sind.

Wie die Forscher um James Stephenson und Lydia Hallis vom University of Hawaii at Manoa NASA Astrobiology Institute (UHNAI) aktuell im Fachjournal "PLoS One" (DOI: 10.1371/journal.pone.0064624) berichten, wurde der Meteorit während der Meteoritensuche 2009-2010 in der Antarktis entdeckt und konnte aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung eindeutig als vom Mars stammend bestimmt werden.


Mit Hilfe des W. M. Keck Cosmochemistry Laboratory waren die Forscher in einem nächsten Schritt anhand einer Kleinstprobe in der Lage, feinste Tonadern im Innern des Marsmeteoriten zu analysieren. Nachdem die Wissenschaftler eine Kontamination durch irdisches Material ausschließen konnten, entdeckten sie, dass die Anteil an Bor in diesen Tonmineralien mehr als das Zehnfache der Menge betrug, wie sie bislang in Meteoriten gefunden werden konnte.


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"Borate könnten eine wichtige Rolle für die Entstehung des Lebens auf der Erde gespielt haben, da sie Ribose stabilisieren, die sozusagen als Rückgrad der RNA fungiert", erläutert Stephenson. "Man geht davon aus, dass die RNA sozusagen der Vorläufer der DNA für das früheste Leben auf der Erde war."


Viele Wissenschaftler vermuten, dass die RNA das erste Molekül war, das Informationen speichern und an eine nächste Generation weiterreichen konnte - ein Schlüsselmechanismus der Evolution also.


In Abwesenheit dieser heute notwendigen Zuckerkomponente (Ribose) müssen die ersten RNA-Moleküle jedoch ohne deren Hilfe auf nonbiologischem Wege entstanden sein. Frühere Laborexperimente haben bislang gezeigt, dass ohne Borate die bereits auf der frühen Erde vorhandenen Chemikalien nicht in der Lage sind, Ribose entstehen zu lassen. Sind die Salze der Borsäure jedoch vorhanden, so wird Ribose geradezu spontan erzeugt und stabilisiert.


"Vor dem Hintergrund, dass Bor offenbar ein wichtiger Lebensbaustein ist, haben bereits zuvor Forscher vermutet, dass es auch in Meteoriten zu finden sein müsste", erläutert Stephenson. "Eine Überprüfung zeigte dann jedoch, dass dieser Frage bislang kaum Beachtung geschenkt wurde. Darüber war ich ebenso schockiert wie davon begeistert, da an unserer Universität die für eine solche Analyse notwendigen Instrumente vorhanden waren."


Während auf der Erde Borate in Sediment und Lehmablagerungen relativ häufig vorkommen, konnten derartige Ablagerungen bislang noch nie auf einem außerirdischen Körper entdeckt bzw. nachgewiesen werden. Die Entdeckung legt nun nahe, dass zu jener Zeit, als das Leben auf der Erde seinen Anfang nahm, Borate auch in Ablagerungen auf dem Mars konzentriert waren.



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Die Bedeutung dieses Nachweises gehe, so die Forscher, jedoch weit über das Interesse am Roten Planeten hinaus. "Erde und Mars waren sich einst sehr viel ähnlicher als sie es heute sind. Nach und nach verlor der Mars seine Atmosphäre und damit auch sein Oberflächenwasser", kommentiert Hallis. "Aber urzeitliche Meteoriten haben die feinen Tonerden aus den deutlich feuchteren Zeiten in der Mars-Historie bewahrt. Wir vermuten, dass die Tonerden in dem Marsmeteoriten etwa 700 Millionen Jahre alt sind. Das Recycling der Erdkruste durch die Plattentektonik hat keine Hinweise auf derartige alte Tonerden auf unserem Planeten hinterlassen. Folglich könnten also die Mars-Tonerden wichtige Informationen auch über die Umweltbedingungen auf der frühen Erde liefern."


Die Anwesenheit urzeitliche boratereicher Tonerden auf dem Mars legt nahe, dass diese Tonerden auch auf der frühen Erde vorhanden waren. Boratereiche Tonerden wie die, die jetzt im Innern des Marsmeteoriten gefunden wurden könnten also sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars ein idealer Entstehungsort für die Schlüsselmoleküle der Bausteine des Lebens gewesen sein.


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Quelle: ifa.hawaii.edu
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