Um bei der Beantwortung einer der großen grundlegenden Fragen zu helfen – der Frage, wie das Leben begann – kombiniert eine neue Studie biologische und kosmologische Modelle. Professor Tomonori Totani vom Department of Astronomy untersuchte, wie die Bausteine des Lebens im Universum spontan entstehen könnten – ein Prozess, der als Abiogenese bezeichnet wird.
Wenn es eine sichere Sache im Universum gibt, dann ist es die Tatsache, dass es Leben gibt. Es muss irgendwann irgendwo begonnen haben. Aber trotz allem, was wir aus der Biologie und Physik wissen, sind die genauen Einzelheiten darüber, wie das Leben begann und ob es auch anderswo begann, weitgehend spekulativ. Diese verlockende Lücke in unserem Wissen hat viele neugierige Wissenschaftler dazu gebracht, neue Einzelheiten zu entdecken, die Licht auf die Existenz selbst werfen könnten.
Weil das einzige uns bekannte Leben auf der Erde ist, sind Untersuchungen der Ursprünge des Lebens auf die besonderen Bedingungen begrenzt, die wir hier vorfinden. Deshalb betrachten die meisten Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet die grundlegendsten Komponenten, die alle lebenden Dingen gemeinsam haben: Ribonukleinsäure oder RNA. Das ist ein deutlich einfacheres Molekül als die berühmtere Desoxyribonukleinsäure (DNA), welche definiert, wie wir zusammengebaut sind. Aber die RNA ist noch um viele Größenordnungen komplexer als die Substanzen, die man im Weltraum oder auf der Oberfläche eines unbelebten Planeten findet.
Die RNA ist ein Polymer, was bedeutet, dass sie aus Molekülketten besteht, in diesem Fall sogenannten Nukleotiden. Forscher auf diesem Gebiet haben Grund zur Annahme, dass eine RNA mit nicht weniger als 40-100 Nukleotiden notwendig für das Selbstreplizierungsverhalten lebender Dinge ist. Mit ausreichend Zeit können sich Nukleotide unter den richtigen Bedingungen spontan verbinden, um RNA zu bilden. Aber aktuelle Schätzungen besagen, dass die magische Zahl von 40-100 Nukleotiden in dem Raumvolumen, das wir als beobachtbares Universum bezeichnen, nicht möglich gewesen sein sollte.
„Es gibt jedoch mehr im Universum als nur das Beobachtbare“, sagte Totani. „Die aktuelle Kosmologie stimmt darin überein, dass das Universum eine Periode rascher Expansion (Inflation) erfuhr, in der ein großer Raum jenseits des von uns direkt beobachtbaren Raums entstand. Die Einbeziehung dieses größeren Volumens in Abiogenese-Modelle steigert die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Leben signifikant.“
In der Tat enthält das beobachtbare Universum etwa zehn Trilliarden (1022) Sterne. Statistisch betrachtet sollte die Materie in solch einem Volumen nur RNA mit rund 20 Nukleotiden hervorbringen. Aber dank der raschen Inflation könnte das Universum mehr als ein Gogol (10100) Sterne enthalten. Wenn das der Fall ist, dann sind komplexere, lebenserhaltende RNA-Strukturen mehr als nur wahrscheinlich. Sie sind praktisch unvermeidlich.
„Wie Viele auf diesem Gebiet bin ich von der Neugier und von großen Fragen getrieben“, sagte Totani. „Die Kombination meiner jüngsten Untersuchung der RNA-Chemie mit meiner langen Arbeit bezüglich der Kosmologie führt mich zu der Erkenntnis, dass es einen plausiblen Weg gibt, den das Universum von einem leblosen, abiotischen Zustand in einen biotischen Zustand genommen hat. Ich hoffe, die Forschung kann darauf aufbauen, um die Ursprünge des Lebens zu entschlüsseln.“
(THK)
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