Möglichen Beginn des Lebens im Labor simuliert: Evolution unter Tage

Am Anfang war das Vesikel: Ein von selbst entstandenes Bläschen ähnlich einer Seifenblase, umgeben von einer Membran. Drumherum eine Flüssigkeit nach dem Rezept der Ursuppe, dazu 40 bis 80°C und ein erhöhter Druck.

Fertig sind die Bedingungen, wie sie vor rund 3,8 Milliarden Jahren geherrscht haben und es auch noch heute tun – weit unten in der Erdkruste.

Mit diesem Versuchsaufbau haben der Chemiker Christian Mayer vom Center for Nanointegration (CENIDE) und Geologe Ulrich Schreiber, ebenfalls Professor an der UDE, wassergefüllte Spalten im Erdinnern und geothermale Quellen simuliert.

In ihrem Laborversuch ließen sie innerhalb von zwei Wochen insgesamt 1.500 Vesikel-Generationen entstehen und wieder zerfallen.

Dabei konnten die Forscher feststellen, dass einige Vesikel den Generationenwechsel überstanden, weil sie bestimmte Eiweißvorstufen aus der Ursuppe in ihre Membran eingelagert hatten.

Dadurch wurden sie stabiler, kleiner und – der wichtigste Aspekt – ihre Membran wurde etwas durchlässiger.

Weitergabe von Funktionen an folgende Generationen

„Wir haben daraus geschlossen, dass die Vesikel so zerstörerischen Druck ausgleichen konnten“, erklärt Mayer. „Als Überlebensstrategie, wenn man so will.“ Wurde ein solches Vesikel doch vernichtet, so nahm die nachfolgende Generation die Eiweißstruktur auf. So übernahm sie eine Funktion der Vorgänger – ähnlich zur klassischen Vererbung.

Damit haben sie zumindest den Weg zu einer Vorstufe von Leben aufgezeigt, sind sich Mayer und Schreiber sicher.

„Wie wir es im Zeitraffer simuliert haben, könnten vor Milliarden von Jahren solche Vesikel stabil genug geworden sein, um bei Geysir-Ausbrüchen an die Oberfläche zu kommen“, so Schreiber. Mit der Zeit könnten weitere Funktionen hinzugekommen sein, bis die erste Zelle entstand.

„Wir vermuten“, fasst Mayer zusammen, „dass diese Art der molekularen Evolution in der Tiefe parallel zu anderen Mechanismen oder zeitlich versetzt zu ihnen stattgefunden hat.“

Redaktion: Birte Vierjahn, Tel. 0203/37 9-8176, birte.vierjahn@uni-due.de

Prof. Christian Mayer, Physikalische Chemie, Tel. 0201/18 3-2570, christian.mayer@uni-due.de

https://udue.de/erstesleben (zur ausführlicheren Meldung des Center for Nanointegration)