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01|Überuns
scinexx.de-DasWissensmagazin
scinexx®-sprich['saineks],eineKombinationaus“science”und“next
generation”-bietetalsOnlinemagazinseit1998einenumfassenden
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
undWissenschaft.
DieSchwerpunktthemenliegenindenBereichenGeowissenschaften,
Biologie und Biotechnologie, Medizin, Astronomie, Physik, Technik
sowie Energie- und Umweltforschung. Das Internetmagazin spricht
allewissbegierigenUseran-obinBeruf,StudiumoderFreizeit.
scinexx wurde 1998 als Gemeinschaftsprojekt der MMCD NEW
MEDIA GmbH in Düsseldorf und des Heidelberger Springer Verlags
gegründet 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
Erdekam–ausdemWeltall.DerBegriffPanspermiehatgriechische
Wurzeln und lässt sich in etwa mit “Samen überall” oder “AllSaat”übersetzen.DazumüsstenLebewesenerstenseinelangeReise
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 Lebensformen sind, haben
Wissenschaftlererstinnerhalbderletzten50Jahreherausgefunden,
undnochimmerliefernMikrobenÜberraschungen.
Überlebenskünstler:DasBakteriumDeinococcusradiodurans©MichaelDaly,UniformedServices
University/gemeinfrei
ÜberlebenunterWeltraumbedingungen
Auch unter den scheinbar lebensfeindlichsten Bedingungen
überleben noch Bakterien, ob in größter Hitze, bitterer Kälte,
gesättigter Salzlauge oder kilometertief im 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 Trockentälern der Antarktis –
und auch dort finden sich Mikroorganismen. Allerdings wären
Mikroorganismen im All der harten UV-Strahlung ungeschützt
ausgesetzt – ihr kann normalerweise kein Organismus lange
standhalten.EineAusnahmebildetallerdingsderÜberlebenskünstler
Deinococcus radiodurans: Dieses Bakterium übersteht selbst die
tausendfache Dosis an ionisierender Strahlung, die für einen
Menschen tödlich wäre. Auch eingehüllt in einen Kometenkern und
damitsichervorStrahlungerhöhensichdieÜberlebenschancenund
damitauchdieMöglichkeitzurPanspermiedeutlich.
KometenalsTransporteure
Leben, oder zumindest Überleben, wäre also für entsprechend
angepasste Arten auch auf dem Mars oder eingefroren in Kometen
denkbar.DochwiesollteeinwinzigesBakteriumdieReisevoneinem
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
Mikroorganismen befördern können. Dafür sprechen dem
AstrobiologenChandraWickramasinghevomBuckinghamCentrefor
Astrobiology zufolge auch neuere Beobachtungen an Kometen.
Bereits die auf dem 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 Mikroorganismen zurückgehen. Der
Komet könne bei seinem Anflug auf die Sonne lebensfreundlicher
seinalsdieAntarktis.
Umstrittene
Spuren
in
Marsmeteoriten
Und
auch
könnten
transportieren
Meteoriten
Organismen
–
beispielsweise von einem
Planeten zum anderen. Bei
den
sogenannten
Marsmeteoriten sollte genau
SpurenangeblicherNanobakterienauf
dies passiert sein. Ein solcher
demMarsmeteoritenALH84001©NASA
Meteorit sorgte 1996 für
Aufregung:
Elektronenmikroskopische
Aufnahmen
vom
MarsmeteoritenALH84001zeigtenStrukturen,diewieversteinerte
Bakterienaussahen.ZeichenvonfrüheremLebenaufdemMars?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 Spuren von Magnetit im Gestein des
Meteoriten können ohne die Arbeit von Mikroben entstanden sein.
Allerdings geben auch andere Marsmeteoriten Rätsel auf: In einem
solchen Gesteinsbrocken haben Wissenschaftler eine Vorstufe von
Erdöl entdeckt. Auf der Erde entsteht dieses sogenannte Kerogen
aus Überresten von Algen oder Pflanzen und ist demnach ein
Hinweis auf früheres Leben. Allerdings schließen die Forscher auch
nichtaus,dassesaufdemMarsauchaufanderemWegeentstanden
sein könnte. Leben jenseits der Erde, das auch als Ursprung des
Lebens auf unserem Planeten in Frage kommt, ist auch mit den
Marsmeteoritennichtnachgewiesen.
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 Jahr 1908, dass sowohl Staubkörnchen als auch
Bakterien oder Viren mit Wind und Wetter bis in die obersten
SchichtenderErdatmosphäregelangenkönnten.Vondortreißtdann
der Sonnenwind die Partikel weg von der Erde ins All. Seine
Schlussfolgerung: Genauso könnten auch Mikroben von anderen
Planeten aus auf die Reise gegangen sein und nach langem Flug
schließlichdieErdebesiedelthaben.
EwigesLebenimewigenUniversum
Einer der heute prominentesten Vertreter der PanspermieHypothese 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
chemischenElementendurchKernfusionimInnerenderSterne,die
sogenannte stellare Nukleosynthese, waren in vieler Hinsicht
wegbereitend.AndereseinerAnsichtensindumstrittener:Sogehörte
Hoyle etwa zu den Wissenschaftlern, die die Urknalltheorie strikt
ablehnen. Der Begriff “Big Bang” für den Urknall geht auf Hoyle
zurück. Hoyle wollte diese von ihm zurückgewiesene Theorie mit
diesem prägnanten Begriff eigentlich lächerlich machen. Er glaubte
nicht daran, dass das Universum oder auch das Leben darin
überhaupt irgendwann entstand. Stattdessen habe das Universum
schon immer existiert, postulierte er. Das im gesamten Universum
verteilteLebenseieingenausoewigerBestandteildarin.
WiderlegteHypothese
VomUrknalldistanzierteHoylesichgenausowievomKreationismus:
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
widersprichteinemZustandinunveränderlichemGleichgewicht.
FORTWÄHRENDESBOMBARDEMENTMITLEBEN?
K
osmische Abstammung und Evolution: Wenn Meteoriten
oder durch das All segelnde Mikroben die junge Erde
gewissermaßen mit Leben beimpft haben, könnte dies
nicht wieder geschehen? Ja, könnte es, sagt Chandra
Wickramasinghe, ein Kollege und ehemaliger Doktorand von Fred
Hoyle.VonHoyleundWickramasinghestammtdieBehauptung,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
Krankheiten lassen sich angeblich durch diesen Ursprung erklären.
Das AIDS-Virus HIV stammt Hoyle zufolge ebenfalls aus dem All. Mit
dieserTheoriestehterallerdingsziemlichalleinda.DasaufdieseArt
auf die 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, sondern hat schon
immerexistiert.
EvolutiondurchkosmischenGentransfer
DasGrippevirusH1N1,
verantwortlichfürdie
SpanischeGrippevon1918©
NationalInstituteofAllergyand
InfectiousDiseases(NIAID)/
gemeinfrei
Damit setzt sich die “Cosmic Ancestry”
drastisch
von
der
etablierten
Evolutionstheorie, aber auch vom
Kreationismusab.Sieschließtjedochdie
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
zufolgeistderhorizontaleGentransfertatsächlichwichtigerfürdie
Evolution als lange gedacht. Auch in menschliche Zellen können
Bakterien auf diesem Wege genetische Informationen einschleusen.
Für Erbmaterial, das vom Himmel fällt, fehlt allerdings bislang
jeglicherwissenschaftlicherNachweis.DieFachweltistdahervonder
“CosmicAncestry”,gelindegesagt,wenigüberzeugt.
DIEZUTATENSINDÜBERALL
G
rundbausteine des Lebens im Weltall: Für echte
Panspermie und damit einen außerirdischen Ursprung
irdischen Lebens gibt es bislang keine Hinweise. Doch
die sogenannte Pseudo-Panspermie erscheint nach
Erkennntnissen der letzten Jahrzehnte durchaus möglich: Demnach
stammt zwar nicht das Leben aus dem All, aber möglicherweise
zumindest das Rohmaterial dafür. Denn die chemischen
Grundbausteine des Lebens fliegen in großer Menge durch den
Weltraum: Kometen sind reich an Kohlenstoff, Wasserstoff,
Sauerstoff und Stickstoff – den chemischen Elementen des Lebens.
Dies ist bereits seit den Untersuchungen des Halley'schen Kometen
im Jahr 1986 bekannt. Der von der Stardust-Mission gesammelte
Kometenstaub bestätigte dies: Darin fanden Wissenschaftler sogar
die Aminosäure Glycin, ein einfacher Baustein für Proteine. Und
zuletzt wies auch die Landeeinheit Philae zwischen Eis, Staub und
GerölldesKometenChuryumov-GerasimenkoorganischesMaterial
nach.
KometenwieHalleyenthaltenchemischeElemente,diefürdasLebenentscheidendsind.©NASA/W.
Liller
TiefgefroreneVorstufen
DassKometenMoleküleenthalten,diegewissermaßendieVorstufen
zu den Bausteinen des Lebens darstellen, ist nachvollziehbar: Sie
gelten als tiefgefrorene Überbleibsel aus den Anfangstagen des
Sonnensystems.UndauchindieserZeitgabeswahrscheinlichschon
organischeMoleküle,diekomplexeraufgebautsindalsdieeinfachen
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 Erbgut-Baustein Ribose können offenbar
bereits im All entstehen. Die Zutaten für Leben scheinen wirklich
überallzusein.
LebensbausteinefallenvomHimmel
Spannenddaranist,dassdieseGrundbausteinedesLebensundihre
Vorläufer vor gut vier Milliarden Jahren im wahrsten Sinne vom
Himmel herab auf die Erde gefallen sein könnten. Die noch junge
Erde war zu dieser Zeit einem wahren Dauerfeuer aus dem All
ausgesetzt, als noch Massen von Gestein und Eis auf instabilen
Bahnen durch das frühe Sonnensystem flogen. Diese Brocken
schlugen während des sogenannten Großen Bombardements
massenweise als Meteoriten auf der Erde ein. In verschiedenen
Proben von Meteoriten ließen sich Aminosäuren und auch die
Nukleinbasen nachweisen, aus denen unsere DNA besteht.
Während
wir
mit
abstürzenden
Asteroiden
und
Meteoriteneinschlägen heute eher Massenaussterben wie das Ende
der Dinosaurier verbinden, könnten sie in der Anfangszeit der Erde
dagegendenGrundsteinfürLebengelegthaben.
ABKÜRZUNGINDERURSUPPE
L
ebensspendende Meteoriteneinschläge: Nach gängiger
Theorie entstanden die für das Leben nötigen komplexen
Moleküle auf der Erde. Das berühmte Experiment von
StanleyMillerinden1950erJahrenzeigte,dassdiesineiner
Atmosphäre aus Methan, Ammoniak und Wasserstoff mit
Blitzschlägen als Energiequelle tatsächlich möglich ist. In Millers
simulierten Bedingungen einer jungen Erde entstanden einfache
Aminosäuren und ähnliche organische Moleküle – das erste Rezept
der“Ursuppe”warnachgekocht.
ÜberdietatsächlichenBedingungenaufderErdevorvierMilliarden
JahrensindWissenschaftlersichnichtvölligeinig.Daherhabenviele
ForscherMillersExperimentmitverschiedenenAusgangsstoffenund
Energiequellen wiederholt. So konnten sie mittlerweile fast alle für
dasersteLebenwichtigenMoleküleaufdieseArtherstellen.
VerkettungbeimEinschlag
Doch auch hier könnten Meteoriteneinschläge und die von ihnen
mitgelieferten Bausteine eine wichtige Rolle gespielt haben:
Japanische Wissenschaftler um Yoshihiro Furukawa von der Tohoku
University haben solche Ereignisse nachgestellt, indem sie Klumpen
ausEisundGesteinmiteiner
Art Kanone auf ein Ziel
schossen.
In
diese
nachgemachten Meteoriten
mischten sie auch einige
einfache
organische
Ausgangsstoffe.
StanleyMillerinseinemLabor1970©
ScrippsInstitutionofOceanography
Archives
BausteinederDNAkönnenbei
Meteoriteneinschlägen
entstehen.©Yoshihiro
Furukawa
Nach dem Aufprall fanden sie jedoch
weitaus komplexere Moleküle vor,
darunter die Aminosäure Glycin und die
Basen der DNA. Andere Forscher
mischten Glycin als Ausgangsstoff in solche künstlichen Meteoriten.
DiesführtezunochkomplexerenResultaten:AnstattbeimEinschlag
zu zerfallen, verbanden sich jeweils bis zu drei Glycin-Moleküle zu
einer kurzen Kette, so wie sich auch Aminosäuren zu den
langkettigenProteinenverbinden.
Geradebewohnbar,schonbewohnt
Ob mitgeliefert oder erst beim Aufprall entstanden – die
Meteoriteneinschläge könnten die Produktion der ersten
Lebensbausteinedirektoderindirektangekurbelthaben.Wennnicht
das gesamte Material erst auf der Erde zusammengebraut werden
musste, hätte die Entwicklung des Lebens in der Ursuppe
gewissermaßeneineAbkürzunggenommen.DieswürdeeinProblem
in der gängigen Theorie 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 geologischen Maßstäben
bemerkenswert schnell: Sobald die junge Erde einigermaßen
bewohnbar wurde, war sie offenbar auch schon bewohnt. Die
bisherigen Experimente und Beobachtungen beweisen allerdings
weder, dass das erste Material für Leben vor Milliarden Jahren auf
der 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?: Laut Panspermie-Hypothese verteilt sich
dasLebenmehroderwenigerzufällig,abergleichmäßig
im Universum. Es gibt jedoch auch Anhänger der
sogenannten gerichteten Panspermie: Sie vermuten eine gezielte
AbsichthinterderLebenssaataufderErde.Demnachsinddieersten
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, ist dabei allerdings selbst innerhalb der Anhänger dieser
Ideeumstritten:SolltedieErdekolonisiertoderbewohnbargemacht
werden, handelt es sich um eine Art Experiment, oder ist die
Verbreitung von Leben Selbstzweck? Letzteres beschreibt die
Meinung der “Society for Life in Space” (SOLIS), deren Standpunkt
lautet: “Der Sinn des Menschen: Leben verbreiten.” Dadurch ließe
sich nämlich auch der Fortbestand irdischen Lebens sicherstellen.
Denneinesstehtfest:IngeschätztenfünfMilliardenJahrenwirddie
Sonne ihren Brennstoff verbraucht haben, sich zu einem Roten
Riesen aufblähen und die Erde erst verbrennen und dann
verschlingen.
DiejapanischeIKAROS-Missionhatgezeigt,dassRaumsondenmitdemSonnenwindsegelnkönnen.
©AndrzejMirecki/(CCBY-SA3.0)
Mikroben-ArchenalsBewahrerirdischenLebens
Spätestens dann kommt das Ende allen Lebens auf der Erde. Sollte
dieMenschheitbisdahinnochexistieren,brauchtsienichtnureinen
neuen Heimatplaneten, sondern auch ein neues Sternensystem.
Nach heutigem Stand der Technik ist die Kolonisierung anderer
Himmelskörper jedoch Zukunftsmusik. Interstellare Reisen sind
praktisch ausgeschlossen, der nächste Stern ist vier Lichtjahre
entfernt. Sollte sich das nicht ändern, sind wir Menschen dem
sicheren Untergang geweiht. Doch zumindest das uns bekannte
irdische Leben könnte sich retten lassen: Astronomen entdecken
immer mehr Planeten in fernen Sternensystemen, darunter auch
viele, die bewohnbar erscheinen. SOLIS-Gründer Michael Maudner
meint, kleine Päckchen mit Bakteriensporen ließen sich mit relativ
geringem Aufwand zu solchen Planetensystemen verschicken. Als
treibende Kraft soll der Sonnenwind dienen, um die mit
Sonnensegeln versehenen Mikroben-Archen auf den Weg zu
bringen.SowielautPanspermiedasLebeneinstseinenWegaufdie
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: Weltraumbehörden wie NASA und ESA legen größte
Sorgfalt an den Tag, damit das Leben auf der Erde bleibt. Ein
internationales Abkommen über die Nutzung der Himmelskörper
schreibt vor, diese auch vor Kontaminationen von der Erde zu
schützen. Raumsonden, die zu anderen Planeten aufbrechen,
werdendarumaufwändig dekontaminiert. Das hat einerseits zum
Zweck, dass auf anderen Planeten keine Mikroorganismen von
außerhalb eingeschleppt werden. Außerdem könnten mitgebrachte
Mikroben Forschungsergebnisse verfälschen – besonders bei der
SuchenachtatsächlichaußerirdischemLeben.
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