Robert Klatt
Phosphor ist ein essenzieller Bestandteil von organischen Molekülen. Das Mineral kommt in Natronseen in größeren Mengen vor. Diese könnten somit die Wiege des ersten Lebens auf der Erde sein.
Zürich (Schweiz). Die Erde hat sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus einer kosmischen Wolke aus Gas und Staub gebildet. Der letzte universelle gemeinsame Vorfahre (LUCA), also der Urahn allen Lebens auf der Erde, ist vor 3,8 Milliarden Jahren entstanden. Ein möglicher Entstehungsort des ersten Lebens sind hydrothermale Schlote am Meeresgrund. Ob das erste Leben auf der Erde sich tatsächlich dort gebildet hat oder ob es einen anderen Ursprungsort hat, konnte die Wissenschaft bis heute aber noch nicht beantworten.
Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben nun eine Studie publiziert, laut der das erste Leben in alkalischen Natronseen entstanden sein könnte. In diesen Natronseen war Phosphor, ein essenzieller Bestandteil von organischen Molekülen, in großen Mengen vorhanden, während das Mineral an anderen Orten kaum vorkam.
Wie die Forscher erklären, haben frühere Laborexperimente gezeigt, dass die präbiotische Chemie eine Phosphorkonzentration erfordert, die die natürliche Konzentration in Wasser um das etwa 10.000-fache übertrifft. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass das erste Leben dort entstanden ist, wo Phosphor in großer Menge vorhanden war, etwa in einem Natronsee.
Natronseen zeichnen sich durch extrem hohe pH-Werte und eine hohe Salzkonzentration aus. Sie entstehen in trockenen Regionen wie Tansania oder Kalifornien und besitzen keinen Abfluss. Ihr Wasser entweicht nur durch Verdunstung und die Mineralien wie Phosphor sammeln sich mit der Zeit im See an. Es entstehen dadurch optimale Bedingungen für die Entstehung von Leben.
Laut der Publikation im Fachmagazin Science Advances kommen als Wiege des Lebens aber nur größere Natronseen in Frage, weil kleinere Seen nicht ausreichend Phosphor beinhalten.
„Sobald sich Leben in ihnen entwickelt, würde ihr Phosphorvorrat schneller zur Neige gehen, als er wieder aufgefüllt wird. Dies würde sowohl die chemischen Reaktionen als auch das sich daraus entwickelnde Leben im Keim ersticken.“
Große Natronseen enthalten eine ausreichend hohe Phosphorkonzentrationen und Menge, um die chemischen Reaktionen, die für die Entstehung von Leben nötig sind, langfristig am Laufen zu halten. Ein Beispiel für einen solchen Natronsee ist der Mono Lake in Kalifornien, der etwa doppelt so groß wie der Chiemsee ist. Analysen zeigen, dass seine aktuelle Phosphorkonzentration konstant bei fast einem Millimol liegt. In den früheren Epochen der Erdgeschichte war die Phosphorkonzentration wahrscheinlich noch deutlich höher, sodass im Mono Lake Leben entstanden sein könnte.
„Wenn die Phosphor-Umsatzraten langsamer waren, was für präbiotische chemische Systeme im Vergleich zu biologischen Systemen plausibel erscheint, könnten die Phosphorkonzentrationen bis zu 100 Millimol betragen haben.“
Laut den Forschern untermauern die heutigen Natronseen somit ihre Theorie. Beweise für die Theorie wurden bisher aber noch nicht erbracht.
„Diese neue Theorie hilft dabei, ein weiteres Stück des Rätsels um den Ursprung des Lebens auf der Erde zu lösen.“
Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adq0027
