Ist unser Leben außerirdisch?
Werbung
01|Überuns scinexx.de Wissensmagazin - Das scinexx® - sprich ['saineks], eine Kombination aus “science” und “next generation” - bietet als Onlinemagazin seit 1998 einen umfassenden Einblick in die Welt des Wissens und der Wissenschaft. Mit einem breiten Mix aus News, Trends, Ergebnissen und Entwicklungen präsentiert scinexx.de anschaulich Informationen aus Forschung und Wissenschaft. Die Schwerpunktthemen liegen in den Bereichen Geowissenschaften, Biologie und Biotechnologie, Medizin, Astronomie, Physik, Technik sowie Energie- und Umweltforschung. Das Internetmagazin spricht alle wissbegierigenUseran-obinBeruf,StudiumoderFreizeit. scinexxwurde1998alsGemeinschaftsprojektderMMCDNEWMEDIA GmbHinDüsseldorfunddesHeidelbergerSpringerVerlagsgegründet und ist heute Teil der Konradin Mediengruppe mit dem bekannten Magazin Bild der Wissenschaft sowie den Wissensangeboten: wissen.de, wissenschaft.de, scienceblogs.de, natur.deunddamals.de. 02|Inhalt 01 02 ÜBERUNS INHALT 03 ISTUNSERLEBENAUßERIRDISCH? Die Panspermie-Hypothese über denUrsprungirdischenLebens 04 IMPRESSUM 03|IstunserLebenaußerirdisch? DiePanspermieHypotheseüberden Ursprungirdischen Lebens VONANSGARKRETSCHMER SindwiralleinimAll?Umdaszuklären,suchenwirseitJahrzehnten nachaußerirdischemLeben.MancheWissenschaftlermeinenjedoch, dasswireslängstgefundenhaben–aufunseremeigenenPlaneten. DennderPanspermie-HypothesenachkamdasirdischeLebeneinst ausdemWeltall. SEGELNDEMIKROBENIMSONNENWIND S aat des Lebens im ganzen Universum? Brachten Kometen oder Asteroiden die ersten Lebensbausteine auf unseren Planeten? Nach der Panspermie-Theorie schon. Ihre Vertreter glauben, dass das Leben von außerhalb auf die Erde kam – aus dem Weltall. Der Begriff Panspermie hat griechische Wurzeln und lässt sich in etwa mit “Samen überall” oder “AllSaat”übersetzen. Dazu müssten Lebewesen erstens eine lange Reise durch den Weltraum überleben können, ihren Weg auf die Erde finden und diese Landung auch überleben. Das klingt zunächst abwegig – ist aber nicht völlig unmöglich. Die geeignetsten Kandidaten dafür sind Mikroorganismen. Wie überraschend widerstandsfähig einige dieser Lebensformensind,habenWissenschaftlererstinnerhalbderletzten50 Jahre herausgefunden, und noch immer liefern Mikroben Überraschungen. Überleben Weltraumbedingungen unter Auch unter den scheinbar lebensfeindlichsten Bedingungen überleben noch Bakterien, ob in größter Hitze, bitterer Kälte, gesättigter Salzlaugeoderkilometertiefim Boden. Einige der extremsten Orte der Erde liefern Bedingungen, die mit fremden Himmelskörpern vergleichbar sind. Den Boden auf dem Mars etwa vergleichen Forscher mit den eisigen Überlebenskünstler:DasBakterium Trockentälern der Antarktis – Deinococcusradiodurans©MichaelDaly, UniformedServicesUniversity/gemeinfrei und auch dort finden sich Mikroorganismen. Allerdings wären Mikroorganismen im All der harten UV-Strahlung ungeschützt ausgesetzt – ihr kann normalerweise kein Organismus lange standhalten. Eine Ausnahme bildet allerdings der Überlebenskünstler Deinococcus radiodurans: Dieses Bakterium überstehtselbstdietausendfacheDosisanionisierenderStrahlung,die füreinenMenschentödlichwäre.AucheingehülltineinenKometenkern unddamitsichervorStrahlungerhöhensichdieÜberlebenschancenund damitauchdieMöglichkeitzurPanspermiedeutlich. KometenalsTransporteure Leben, oder zumindest Überleben, wäre also für entsprechend angepasste Arten auch auf dem Mars oder eingefroren in Kometen denkbar. Doch wie sollte ein winziges Bakterium die Reise von einem Planeten zum nächsten oder gar zu einem anderen Sternensystem antreten? Ein mögliches Transportmittel wären Kometen: So wie sie vielleicht die Moleküle des Lebens lieferten, sollen sie auch lebende Mikroorganismenbefördernkönnen.DafürsprechendemAstrobiologen Chandra Wickramasinghe vom Buckingham Centre for Astrobiology zufolgeauchneuereBeobachtungenanKometen.Bereitsdieaufdem Halley'schen Kometen nachgewiesenen organischen Stoffe sollen demnach einen biologischen Ursprung haben. Auch die von der Raumsonde Rosetta beobachteten Aktivitäten des Kometen Churyumov-Gerasimenko könnten nach Angaben des Forschers auf Mikroorganismenzurückgehen.DerKometkönnebeiseinemAnflugauf dieSonnelebensfreundlicherseinalsdieAntarktis. UmstritteneSpureninMarsmeteoriten UndauchMeteoritenkönntenOrganismen transportieren–beispielsweisevoneinem Planeten zum anderen. Bei den sogenannten Marsmeteoriten sollte genau dies passiert sein. Ein solcher Meteorit sorgte 1996 für Aufregung: Spurenangeblicher Elektronenmikroskopische Aufnahmen Nanobakterienaufdem MarsmeteoritenALH84001© vom Marsmeteoriten ALH84001 zeigten NASA Strukturen, die wie versteinerte Bakterien aussahen. Zeichen von früherem Leben auf dem Mars? Die vermeintlichen Reste von Mikroorganismen entpuppten sich jedoch als viel zu winzig, verglichen mit allen uns bekannten Einzellern. Lediglich die bislang rein theoretischen Nanobakterien könnten solche Fossilien hinterlassen. Für deren tatsächliche Existenz gibt es aber bislang keinerlei Anhaltspunkte. Auch vermeintlich von Bakterien produzierte SpurenvonMagnetitimGesteindesMeteoritenkönnenohnedieArbeit von Mikroben entstanden sein. Allerdings geben auch andere Marsmeteoriten Rätsel auf: In einem solchen Gesteinsbrocken haben WissenschaftlereineVorstufevonErdölentdeckt.AufderErdeentsteht dieses sogenannte Kerogen aus Überresten von Algen oder Pflanzen und ist demnach ein Hinweis auf früheres Leben. Allerdings schließen dieForscherauchnichtaus,dassesaufdemMarsauchaufanderem Wege entstanden sein könnte. Leben jenseits der Erde, das auch als Ursprung des Lebens auf unserem Planeten in Frage kommt, ist auch mitdenMarsmeteoritennichtnachgewiesen. PANSPERMIEALSALTERNATIVEZUMURKNALL G ab es das Leben schon immer? Der schwedische Chemiker Svante Arrhenius gilt als einer der Gründer der Panspermie-Hypothese. Denn er vermutete bereits im Jahr1908,dasssowohlStaubkörnchenalsauchBakterien oder Viren mit Wind und Wetter bis in die obersten Schichten der Erdatmosphäregelangenkönnten.VondortreißtdannderSonnenwind diePartikelwegvonderErdeinsAll.SeineSchlussfolgerung:Genauso könnten auch Mikroben von anderen Planeten aus auf die Reise gegangen sein und nach langem Flug schließlich die Erde besiedelt haben. EwigesLebenimewigenUniversum Einer der heute prominentesten Vertreter der Panspermie-Hypothese war der britische Wissenschaftler Fred Hoyle. Der 2001 verstorbene Hoyle ist auch heute noch eine schillernde Figur in der Wissenschaft. Seine Arbeiten über die Neuentstehung von chemischen Elementen durch Kernfusion im Inneren der Sterne, die sogenannte stellare Nukleosynthese, waren in vieler Hinsicht wegbereitend. Andere seiner Ansichten sind umstrittener: So gehörte Hoyle etwa zu den Wissenschaftlern,diedieUrknalltheoriestriktablehnen.DerBegriff“Big Bang”fürdenUrknallgehtaufHoylezurück.Hoylewolltediesevonihm zurückgewiesene Theorie mit diesem prägnanten Begriff eigentlich lächerlich machen. Er glaubte nicht daran, dass das Universum oder auchdasLebendarinüberhauptirgendwannentstand.Stattdessenhabe dasUniversumschonimmerexistiert,postulierteer.Dasimgesamten UniversumverteilteLebenseieingenausoewigerBestandteildarin. WiderlegteHypothese Vom Urknall distanzierte Hoyle sich genauso wie vom Kreationismus: Die Urknall-Theorie ersetzte seiner Ansicht nach lediglich einen Schöpfergott gegen eine andere mysteriöse Kraft. Allerdings verwendete er ein Argument, dass heute gern von Kreationisten aufgegriffen wird: Eine spontane Entstehung des Lebens sei ebenso wahrscheinlich wie ein Tornado, der auf einem Schrottplatz eine Boing 747 zusammensetzt. Hoyles “Steady-state Hypothese” gilt mittlerweile als widerlegt: Spätestens seit Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung, gilt auch der Urknall als bewiesen. Auch die nachgewiesene Ausdehnung des Universums widerspricht einem ZustandinunveränderlichemGleichgewicht. FORTWÄHRENDESBOMBARDEMENTMITLEBEN? K osmische Abstammung und Evolution Wenn Meteoriten oder durch das All segelnde Mikroben die junge Erde gewissermaßenmitLebenbeimpfthaben,könntediesnicht wieder geschehen? Ja, könnte es, sagt Chandra Wickramasinghe, ein Kollege und ehemaliger Doktorand von Fred Hoyle. Von Hoyle und Wickramasinghe stammt die Behauptung, dass ein geradezu ständiger Strom von Bakterien und Viren auf die Erde regnet. GrippeundAIDSausdemWeltraum Bestätigt sehen sie diese Theorie in plötzlich auftretenden Krankheitsepidemien. So soll beispielsweise die verheerende Grippe von 1918 auf Viren aus dem Weltall zurückgehen. SonnenwindAktivitäten zu Zeiten der größten Grippe-Epidemien sowie die Bedingungen in der Erdatmosphäre sollen dies untermauern. Auch anders kaum nachvollziehbare Ausbreitungswege ansteckender KrankheitenlassensichangeblichdurchdiesenUrsprungerklären.Das AIDS-VirusHIVstammtHoylezufolgeebenfallsausdemAll.Mitdieser Theoriestehterallerdingsziemlichalleinda.DasaufdieseArtaufdie Erde gelangende Erbmaterial ist aber selbst nach Hoyles Vorstellung nicht zwangsläufig gefährlich – im Gegenteil: Nach der Theorie der “Cosmic Ancestry”, also der Kosmischen Abstammung, ist es entscheidend für die Evolution des Lebens auf der Erde. Nach dieser Theorie ist das Leben im Universum nicht entstanden,sondernhatschon immerexistiert. Evolution durch kosmischen Gentransfer Damit setzt sich die “Cosmic Ancestry” drastisch von der etablierten Evolutionstheorie, aber auch vom Kreationismus ab. Sie schließt jedoch die DasGrippevirusH1N1,verantwortlichfürdie SpanischeGrippevon1918©National InstituteofAllergyandInfectiousDiseases (NIAID)/gemeinfrei Evolution nicht völlig aus: Leben kann sich demnach durchaus weiterentwickeln und neue Lebensformen hervorbringen. Allerdings halten die Anhänger der “Cosmic Ancestry” dabei Mutationen und Vererbung für unbedeutend. Hier kommt stattdessen das Erbmaterial aus dem All ins Spiel: Durch einen planetenübergreifenden horizontalen Gentransfer können irdische Lebewesen demnach neue Erbinformationen aufnehmen und ihr genetisches Programm erweitern. So erklären die Vertreter dieser Theorie die ansonsten angeblich zu unwahrscheinlichen Entwicklungsschritte der irdischen Evolution. Neueren Erkenntnissen zufolge ist der horizontale Gentransfer tatsächlich wichtiger für die Evolution als lange gedacht. Auch in menschliche Zellen können BakterienaufdiesemWegegenetischeInformationeneinschleusen.Für Erbmaterial, das vom Himmel fällt, fehlt allerdings bislang jeglicher wissenschaftlicher Nachweis. Die Fachwelt ist daher von der “Cosmic Ancestry”,gelindegesagt,wenigüberzeugt. DIEZUTATENSINDÜBERALL G rundbausteine des Lebens im Weltall Für echte Panspermie und damit einen außerirdischen Ursprung irdischenLebensgibtesbislangkeineHinweise.Dochdie sogenannte Pseudo-Panspermie erscheint nach Erkennntnissen der letzten Jahrzehnte durchaus möglich: Demnach stammt zwar nicht das Leben aus dem All, aber möglicherweise zumindestdasRohmaterialdafür.DenndiechemischenGrundbausteine desLebensfliegeningroßerMengedurchdenWeltraum:Kometensind reich an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff – den chemischen Elementen des Lebens. Dies ist bereits seit den UntersuchungendesHalley'schenKometenimJahr1986bekannt.Der von der Stardust-Mission gesammelte Kometenstaub bestätigte dies: Darin fanden Wissenschaftler sogar die Aminosäure Glycin, ein einfacherBausteinfürProteine.UndzuletztwiesauchdieLandeeinheit Philae zwischen Eis, Staub und Geröll des Kometen Churyumov- GerasimenkoorganischesMaterialnach. TiefgefroreneVorstufen Dass Kometen Moleküle enthalten, die gewissermaßen die Vorstufen zu den Bausteinen des Lebens darstellen, ist nachvollziehbar: Sie gelten als tiefgefrorene Überbleibsel aus den Anfangstagen des Sonnensystems. Und KometenwieHalleyenthalten auch in dieser Zeit gab es wahrscheinlich chemischeElemente,diefürdas Lebenentscheidendsind.© schonorganischeMoleküle,diekomplexer NASA/W.Liller aufgebaut sind als die einfachen Gase interstellarer Wolken. In diesen Wolken kommen komplexe Kohlenwasserstoffe vor, die auch Sauerstoff oder Stickstoff enthalten. Auch in jungen Sternensystemen weit von der Erde entfernt haben Astronomen mittlerweile komplexe organische Moleküle gefunden, darunter ausreichend Methylcyanid, um auf einem eventuellen Planten einen ganzen Ozean zu füllen. Sogar Traubenzucker und der ErbgutBausteinRibosekönnenoffenbarbereitsimAllentstehen.DieZutaten fürLebenscheinenwirklichüberallzusein. LebensbausteinefallenvomHimmel Spannend daran ist, dass diese Grundbausteine des Lebens und ihre VorläufervorgutvierMilliardenJahrenimwahrstenSinnevomHimmel herab auf die Erde gefallen sein könnten. Die noch junge Erde war zu dieserZeiteinemwahrenDauerfeuerausdemAllausgesetzt,alsnoch Massen von Gestein und Eis auf instabilen Bahnen durch das frühe Sonnensystem flogen. Diese Brocken schlugen während des sogenanntenGroßenBombardementsmassenweisealsMeteoritenauf der Erde ein. In verschiedenen Proben von Meteoriten ließen sich AminosäurenundauchdieNukleinbasennachweisen,ausdenenunsere DNA besteht. Während wir mit abstürzenden Asteroiden und MeteoriteneinschlägenheuteeherMassenaussterbenwiedasEndeder Dinosaurierverbinden,könntensieinderAnfangszeitderErdedagegen denGrundsteinfürLebengelegthaben. ABKÜRZUNGINDERURSUPPE L ebensspendende Meteoriteneinschläge Nach gängiger Theorie entstanden die für das Leben nötigen komplexen MoleküleaufderErde.DasberühmteExperimentvonStanley Miller in den 1950er Jahren zeigte, dass dies in einer AtmosphäreausMethan,AmmoniakundWasserstoffmitBlitzschlägen als Energiequelle tatsächlich möglich ist. In Millers simulierten Bedingungen einer jungen Erde entstanden einfache Aminosäuren und ähnliche organische Moleküle – das erste Rezept der “Ursuppe” war nachgekocht. Über die tatsächlichen Bedingungen auf der Erde vor vier Milliarden Jahren sind Wissenschaftler sich nicht völlig einig. Daher haben viele Forscher Millers Experiment mit verschiedenen Ausgangsstoffen und Energiequellen wiederholt. So konnten sie mittlerweile fast alle für das ersteLebenwichtigenMoleküleaufdieseArtherstellen. VerkettungbeimEinschlag Doch auch hier könnten Meteoriteneinschläge und die von ihnen mitgeliefertenBausteineeinewichtigeRollegespielthaben:Japanische Wissenschaftler um Yoshihiro Furukawa von der Tohoku University haben solche Ereignisse nachgestellt, indem sie Klumpen aus Eis und Gestein mit einer Art Kanone aufeinZielschossen.Indiese nachgemachten Meteoriten mischten sie auch einige einfache organische Ausgangsstoffe. StanleyMillerinseinemLabor1970© ScrippsInstitutionofOceanographyArchives BausteinederDNAkönnenbei Meteoriteneinschlägen entstehen.©Yoshihiro Furukawa Nach dem Aufprall fanden sie jedoch weitauskomplexereMolekülevor,darunter die Aminosäure Glycin und die Basen der DNA. Andere Forscher mischten Glycin als Ausgangsstoff in solche künstlichen Meteoriten. Dies führte zu noch komplexeren Resultaten: Anstatt beim Einschlag zu zerfallen, verbanden sich jeweils bis zu drei Glycin-MolekülezueinerkurzenKette,sowiesichauchAminosäurenzu denlangkettigenProteinenverbinden. Geradebewohnbar,schonbewohnt Ob mitgeliefert oder erst beim Aufprall entstanden – die Meteoriteneinschläge könnten die Produktion der ersten Lebensbausteinedirektoderindirektangekurbelthaben.Wennnichtdas gesamteMaterialerstaufderErdezusammengebrautwerdenmusste, hätte die Entwicklung des Lebens in der Ursuppe gewissermaßen eine Abkürzunggenommen.DieswürdeeinProblemindergängigenTheorie lösen: den straffen Zeitplan. Das Große Bombardement endete wahrscheinlich vor rund 3,8 Milliarden Jahren. Nur rund 200 Millionen Jahre später hatten sich bereits komplexe Biomoleküle zu lebenden Einzellern zusammengefunden. Das Leben entwickelte sich damit nach geologischenMaßstäbenbemerkenswertschnell:SobalddiejungeErde einigermaßenbewohnbarwurde,warsieoffenbarauchschonbewohnt. Die bisherigen Experimente und Beobachtungen beweisen allerdings weder,dassdasersteMaterialfürLebenvorMilliardenJahrenaufder jungen Erde entstanden sein muss, noch dass es garantiert aus dem Weltall stammt. Beide Wege sind möglich, vielleicht haben sie sich sogar gegenseitig ergänzt. Ein außerirdischer Ursprung der Lebensbausteineistaberauchnichtausgeschlossen. ERDE:URSPRUNGDESLEBENS G erichtete Panspermie als Ausweg für die Menschheit?LautPanspermie-Hypotheseverteiltsichdas Leben mehr oder weniger zufällig, aber gleichmäßig im Universum. Es gibt jedoch auch Anhänger der sogenannten gerichteten Panspermie: Sie vermuten eine gezielte Absicht hinter der Lebenssaat auf der Erde. Demnach sind die ersten Lebensformen nicht zufällig auf die Erde gedriftet oder gestürzt. Stattdessen sollen sie von hochentwickelten Außerirdischen gezielt abgesetzt worden sein. Zu den prominentesten Vertretern dieser wagemutigen Theorie gehört Francis Crick, einer der Entdecker der DNA-Doppelhelix. SinndesMenschen:Lebenverbreiten Zu welchem Zweck diese verantwortlichen Außerirdischen die Erde belebten,istdabeiallerdingsselbstinnerhalbderAnhängerdieserIdee umstritten:SolltedieErdekolonisiertoderbewohnbargemachtwerden, handelt es sich um eine Art Experiment, oder ist die Verbreitung von LebenSelbstzweck?LetzteresbeschreibtdieMeinungder“Societyfor Life in Space” (SOLIS), deren Standpunkt lautet: “Der Sinn des Menschen: Leben verbreiten.” Dadurch ließe sich nämlich auch der Fortbestand irdischen Lebens sicherstellen. Denn eines steht fest: In geschätzten fünf Milliarden Jahren wird die Sonne ihren Brennstoff verbrauchthaben,sichzueinemRotenRiesenaufblähenunddieErde erstverbrennenunddannverschlingen. Mikroben-ArchenalsBewahrer irdischenLebens Spätestens dann kommt das Ende allen Lebens auf der Erde.SolltedieMenschheitbis dahin noch existieren, braucht sie nicht nur einen neuen Heimatplaneten, sondern auch ein neues Sternensystem. Nach heutigem Stand der Technik ist die Kolonisierung andererHimmelskörperjedoch DiejapanischeIKAROS-Missionhatgezeigt, dassRaumsondenmitdemSonnenwind segelnkönnen.©AndrzejMirecki/(CCBYSA3.0) Zukunftsmusik. Interstellare Reisen sind praktisch ausgeschlossen, der nächste Stern ist vier Lichtjahreentfernt.Solltesichdasnichtändern,sindwirMenschendem sicherenUnterganggeweiht.Dochzumindestdasunsbekannteirdische Leben könnte sich retten lassen: Astronomen entdecken immer mehr PlaneteninfernenSternensystemen,darunterauchviele,diebewohnbar erscheinen. SOLIS-Gründer Michael Maudner meint, kleine Päckchen mitBakteriensporenließensichmitrelativgeringemAufwandzusolchen Planetensystemenverschicken.AlstreibendeKraftsollderSonnenwind dienen,umdiemitSonnensegelnversehenenMikroben-Archenaufden Wegzubringen.SowielautPanspermiedasLebeneinstseinenWeg auf die Erde gefunden hat, käme es dann in ferner Zukunft auch auf anderen weit entfernten Planeten an. Es würde dann von irdischem wiederzuaußerirdischemLeben. KeineKontaminationfremderHimmelskörper Großen Anklang haben diese Ideen bislang nicht gefunden – im Gegenteil:WeltraumbehördenwieNASAundESAlegengrößteSorgfalt an den Tag, damit das Leben auf der Erde bleibt. Ein internationales Abkommen über die Nutzung der Himmelskörper schreibt vor, diese auchvorKontaminationenvonderErdezuschützen.Raumsonden,die zu anderen Planeten aufbrechen, werden darum aufwändig dekontaminiert. Das hat einerseits zum Zweck, dass auf anderen Planeten keine Mikroorganismen von außerhalb eingeschleppt werden. Außerdem könnten mitgebrachte Mikroben Forschungsergebnisse verfälschen–besondersbeiderSuchenachtatsächlichaußerirdischem Leben. 04|Impressum scinexx.de-DasWissensmagazin MMCDNEWMEDIAGmbH Elisabethstraße42 40217Düsseldorf Tel.0211-94217222 Fax03212-1262505 www.mmcd.de [email protected] Geschäftsführer:HaraldFrater,[email protected] Chefredakteurin:NadjaPodbregar,[email protected] Handelsregister: Düsseldorf,HRB56568;USt.-ID.:DE254927844; FinanzamtDüsseldorf-Mitte Konzeption/Programmierung YOUPUBLISHGmbH Werastrasse84 70190Stuttgart M:info(at)you-publish.com Geschäftsführer:AndreasDollmayer ©2016byKonradinMedienGmbH,Leinfelden-Echterdingen
