Lehm, Ursprung des Lebens?

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<span style="color:red"> Lehm: Der Ursprung des Lebens?


Über den Ursprung des Lebens lässt sich trefflich streiten, sowohl metaphysisch als auch naturwissenschaftlich. Dass sich Bibel und Biologie diesbezüglich aber gut vertragen, beweist nun eine Studie amerikanischer Forscher. Sie geben den Worten von "Adam, der von Gott aus Lehm geformt wurde", einen ganz neuen Sinn - und könnten in Tonmineralen den Ursprung des Lebens ausgemacht haben.
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Eine Forschergruppe des Howard Hughes Medical Institute (HHMI) rund um Jack Szostak legte ihre Untersuchungen zu primitiven Zellstrukturen in der jüngsten Ausgabe von "Science" vor.


Von Luther bis Miller



"Und Gott der Herr machte den Menschen aus einem Erdenkloß, und er blies ihm ein den lebendigen Odem in seine Nase. Und also ward der Mensch eine lebendige Seele", heißt es in einer klassischen Formulierung der Luther-Bibel von 1545.

Eine andere, in der Biologie nicht weniger klassische Formulierung für den Beginn des Lebens lieferte der US-Wissenschaftler Stanley Miller 400 Jahre später. Millers "Ursuppen-Theorie", der zu Folge sich aus einem Gemisch von Methan, Ammoniak, Wasser und Wasserstoff in Reaktion mit elektrischen Funken organische Stoffe in den irdischen Ur-Ozeanen entwickelt hätten, ist ein Klassiker der Biologie - wiewohl gerade in dieser Disziplin nicht unumstritten.

Die Stelle in der Luther-Bibel von 1545
http://bible.gospelcom.net/bible?pa...wxref=on&language=german&version=LUTH&x=8&y=7

Mehr dazu: 50 Jahre danach - Stanley Millers Ursuppe
http://science.orf.at/science/news/75365

Tonminerale regen Bläschenbildung an



Szostak und sein Team geben nun in gewisser Weise der Theorie von "Adam" recht - zumindest wenn man seine Bedeutung aus dem Hebräischen betrachtet: "adamah" ist da eine Bezeichnung für die rötlich-braune Erdschicht, ein besonderer Ausdruck für Ackererde oder Humus.

Die Forscher haben herausgefunden, dass gewisse Tonminerale die Katalysatoren für jenen Vorgang waren, der die spontane Anordnung von Fettsäuren zu kleinen Bläschen angeregt hat - aus diesen wiederum könnten sich die ersten lebenden Zellen entwickelt haben.

Diese Bläschen - die so genannten Vesikeln - konnten im Labor auch dazu gebracht werden sich zu teilen - eine weitere Grundvoraussetzung für die Entstehung von Leben.

Vesikel (Roche Lexikon Medizin)
http://www.gesundheit.de/roche/ro40000/r40959.html

RNA - die Urmoleküle des Lebens?



Szostak und Kollegen gingen von der These aus, dass Tonminerale jene chemischen Reaktionen katalysieren können, die zur Bildung von RNA aus Nukleotiden führen. RNA (Ribonukleinsäure) gilt zur Zeit als wahrscheinlichster "Kandidat" für das Urmolekül des Lebens und vermittelt in heutigen Zellen zwischen DNA und Proteinen.

Sollten die Ton-Teilchen die Bildung der Vesikel-Bläschen fördern, so die Überlegung, dann wäre es auch denkbar, dass jene Teilchen mit RNA auf ihrer Oberfläche auch einmal in den Vesikeln landen würden. Entsprechende Resultate können Bedingungen bieten, die für die Evolution lebender, sich selbst-reproduzierender Zellen empfänglich sind.

Renee Schroeder: Die RNA-Welt
http://science.orf.at/science/schroeder/5101

Montmorillonit beschleunigt Vesikel-Bildung



Von anderen Studien war bekannt, dass Fettsäure-Micellen (Molekülaggregate), die unter basischen Bedingungen stabil bleiben, sich bei sauren pH-Werten spontan zu Vesikeln anordnen. Diese Reaktion verläuft aber relativ langsam, weshalb die Forscher zu den Tonmineralen griffen.

Szostak und seine Kollegen fanden heraus, dass sich die Fettsäuremicellen durch Zugabe kleiner Mengen des Tonminerals Montmorillonit deutlich schneller in Vesikel verwandelten.

Montmorillonit
http://www.a-m.de/deutsch/lexikon/montmorillonit.htm

RNA verpackt in den Bläschen



Zu dem Gemisch aus Fettsäuremicellen und Tonmineralen fügten die Forscher dann mit RNA "beladene" Montmorillonit- Teilchen hinzu, die sie zuvor mit fluoreszierendem Farbstoff markiert hatten. Mit einem verblüffenden Resultat: Die RNA konnte tatsächlich in den Vesikeln festgestellt werden, die Nukleinsäure war in den Bläschen verpackt.

"So konnten wir zeigen, dass Tonminerale und andere Mineraloberflächen nicht nur die Bildung der Vesikel beschleunigen können, sondern auch einen Weg bieten, wie RNA in die Vesikel gelangen kann", so Szostak in einer Aussendung des NHMI.

Demonstriert: Wachstum und Teilung

http://static.orf.at/science/storyimg/storypart_135765.jpg

Tonminerale haben es bewirkt: die rot markierte RNA wird in Fettsäure-Vesikel verpackt.

Im nächsten Schritt ging es darum zu zeigen, ob und wie diese "Urzellen" in der Lage sind zu wachsen und sich zu teilen. Aus diesem Grund fügten die Forscher den Micellen weitere Vesikel zu und veränderten den ph-Wert erneut. In einer säurehältigeren Umgebung, so die Biologen, wurden die Micellen tendenziell instabil und gelangten in wachsende Vesikel - die Bläschen wurden also größer und behielten die eingeschlossene RNA.

Wie die Forscher eingestehen, entsprach die Simulation der Teilung vermutlich nicht den natürlichen Vorgängen: sie zwängten die Vesikel durch winzige Poren. Dabei teilten sie sich in noch kleinere Bläschen, die nach wie vor RNA beinhalteten.

Wie dieser Vorgang genau funktioniert, ist nach Angaben der Wissenschaftler nicht ganz klar, "das wichtige ist aber, dass es funktioniert". Und das heißt: Wachstum und Teilung analog zur biologischen Zellteilung.

Prinzip geklärt, Frage nach Ursprung weiter offen


Der Beweis, dass Wachstum und Replikation in einem rein physikalisch-chemischen System möglich ist, sei der erste Schritt. Nun gehe es darum zu zeigen, wie das auf eine "natürlichere Weise" vor sich gehen kann, so Szostak.

"Wir behaupten nicht, dass das Leben auf diese Weise angefangen hat. Wir haben aber Wachstum und Teilung ohne biochemische Maschinerie gezeigt." Sollten natürlichere Wege dafür gefunden werden, könne dies tatsächlich Hinweise geben, wie das Leben auf der noch jungen Erde begonnen hat.

Lukas Wieselberg, quelle: science.ORF.at
 
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