Die Entstehung des Lebens

[Atahualpa]

Es gibt da etwas was mich interessieren würde.
Das Leben auf der Erde wurde ja mehrfach von großen Massenaussterben heimgesucht.
Es ist viel vernichtet worden an Leben aber wiederum andere konnten die Nieschen füllen, also war das sozusagen eine Art Neustart für das Leben.
Angenommen die Erde wäre von den größten Massenaussterben (z.B vor 250 Mill., 65 Mill.) verschont worden, was hätte das für Auswirkungen gehabt? Ich meine Menschen würde es nicht geben, Dinosaurier hätten sich wohl auch nicht entwickelt wenn vor 250 Millionen Jahren nix passiert wäre.
Wäre interessant zu wissen welchen Weg das Leben genommen hätte.

Die Flora und Fauna wäre heute wohl so anders wie man sich vielleicht einen Außerirdischen Planeten vorstellen würde.

[Dannyboy]

Vergiss das Uracil nicht, das in der RNA das Thymin ersetzt. Das mag so ein Hinweis sein, dass es vielleicht wenigstens zwei Ursprünge gibt, aber wie ich auch selbst schon geschrieben habe, gehe ich nicht davon aus, dass sich das für unseren Planeten je beweisen lässt.

Nein, Uracil ist sehr wahrscheinlich ursprünglich, wurde aber im Laufe der Evolution durch Thymin ersetzt. Thymin ist ja nichts anderes als 5-Methyluracil.
Der Grund ist einfach, Thymin ist chemisch stabiler und wandelt sich nicht so einfach in Cytosin um, wie Uracil.
Nach der RNA-Welt-Hypothese ist DNA als genetischer Code eben erst später entstanden.

[Spocky]

*) Das der universelle genetische Code eben auf genau vier Nukleinbasen (sowie deren nachträgliche chemische Modifikationen zur Regulation) beruht, obwohl es sehr viel mehr Nukleinbasen gibt, ist so ein Beispiel.

Vergiss das Uracil nicht, das in der RNA das Thymin ersetzt. Das mag so ein Hinweis sein, dass es vielleicht wenigstens zwei Ursprünge gibt, aber wie ich auch selbst schon geschrieben habe, gehe ich nicht davon aus, dass sich das für unseren Planeten je beweisen lässt.

[Dannyboy]

Ja, aber diese Austauschbarkeit ist ja nur durch die biochemische Ähnlichkeit erklärbar, die eben Zeichen eines gemeinsamen Ursprungs ist.
Die Teile sind kompatibel, weil sie einen gemeinsamen Kern haben.


Also muss es entweder unbekannte Constraints geben, die eine Konvergenz der biochemischen Maschinerie* erzwungen haben, oder eben einen gemeinsamen Ursprung.

Für ersteres gibt es eben noch keine guten Argumente.

Vielleicht werden sie gefunden oder wir entdecken Reste einer unabhängigen Schattenbiosphäre. Dann sieht die Sache anders aus. Das ist aber schwierig und bisher auch nicht erfolgreich.

Alles Leben auf der Erde hat einen gemeinsamen Ursprung. Ob es Konkurrenz gab, die schnell ausstarb, wissen wir nicht.

*) Das der universelle genetische Code eben auf genau vier Nukleinbasen (sowie deren nachträgliche chemische Modifikationen zur Regulation) beruht, obwohl es sehr viel mehr Nukleinbasen gibt, ist so ein Beispiel.

[Spocky]

Nun, die Lebewesen die wir kennen, gehen alle auf einen Urspung zurück. Es gab bisher keine belastbaren Hinweise auf eine zweite unabhängige Biogenese.

Dir ist aber hoffentlich auch klar, wie Bakterien ihr Gene austauschen? Bei Konjugation können Bakterien selbst von toten Zellen noch Erbgut aufnehmen und das muss nicht mal die gleiche Art sein, nein, es muss nicht mal ein Bakterium und noch nicht mal ein Prokaryont sein. Es gab schon Genaustausch zwischen Hefe und Bakterien.

Natürlich lässt sich über Genetik so nur eine Spur zurückverfolgen, aber ein Beweis ist das nicht. Ich will damit nicht sagen, dass es so war, wie ich es beschrieben hab, aber man kann das auch nicht widerlegen.

[Dannyboy]

Warum sollten wir davon ausgehen, dass die Entstehung ein singulärer Akt war? Bei der Vielzahl an Möglichkeiten, wie organische Stoffe entstehen können würde es mich doch schwer wundern, wenn Leben - selbst auf der Erde - nur einmal entstanden wäre. Black Smoker sind ja weit verbreitet und wenn der Prozess so automatisch verläuft, wie das bei chemischen Prozessen zu erwarten ist, dann gabs bestimmt auch mehrere Entstehungsorte.

Nun, die Lebewesen die wir kennen, gehen alle auf einen Urspung zurück. Es gab bisher keine belastbaren Hinweise auf eine zweite unabhängige Biogenese.

[Spocky]

Der Bimsstein steht doch in Kontakt mit Wasser. Eine Adsorption an der großen Oberfläche ist doch problemlos möglich.

Ich wage es aber zu bezweifeln, dass dort genügend notwendige chemische Verbindungen vorhanden sein werden. Das bisschen Wasser, das da ranschwappt. Die Poren bringen ja auch erst dann etwas, wenn sie gefüllt sind und wenn sie gefüllt sind, dann schwimmt der Bims nicht mehr und wenn der Bims nicht mehr schwimmt, fällt mindestens die Sonne als Energiequelle weg.

Er könnte auch irgendwo angespült werden. In Gezeitenzonen, wo er regelmäßig benetzt wird.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Sonne damals ohne schützende Ozonschicht mehr Nutzen als Schaden gebracht hat.

Das ist schon klar. Da wir ja bisher davon ausgehen, dass die Entstehung von Leben ein singulärer Akt war dürften die Bedingungen auch recht außergewöhnlich sein. Bräuchte es nur ein wenig Bimsstein und ein paar organische Verbindungen, wäre die Biogenese wohl sehr viel häufiger erfolgt.

Warum sollten wir davon ausgehen, dass die Entstehung ein singulärer Akt war? Bei der Vielzahl an Möglichkeiten, wie organische Stoffe entstehen können würde es mich doch schwer wundern, wenn Leben - selbst auf der Erde - nur einmal entstanden wäre. Black Smoker sind ja weit verbreitet und wenn der Prozess so automatisch verläuft, wie das bei chemischen Prozessen zu erwarten ist, dann gabs bestimmt auch mehrere Entstehungsorte.

Im Endeffekt hat sich natürlich nur eine Linie durchgesetzt. Wobei selbst das nicht mal sicher ist, denn wenn die chemische Entwicklung innerhalb des Ursprungmediums (z.B. BS oder meinetwegen auch Bims) durch die Reaktionen "automatisiert" ist, dann entstehen auch gleiche oder zumindest sehr analoge Ursprungszellen.

[Normandy]

Für alle, die Interesse am Thema haben und keine Angst vor englischer Sprache haben, kann ich diese BBC-Doku empfehlen
The Cell (BBC) The Spark of Life. Part Three (1 of 6) - YouTube

Vielen Dank
Vieles kannte ich zwar schon aber es war durchgehen sehr interessant. Eine wirklich gute Dokumentation. vor allem habe ich gar nicht gewusst, dass man daran arbeiten so eine Art von "Zellbaukasten" zu entwickeln.
Wirklich interessant,

[Dannyboy]

Für alle, die Interesse am Thema haben und keine Angst vor englischer Sprache haben, kann ich diese BBC-Doku empfehlen
The Cell (BBC) The Spark of Life. Part Three (1 of 6) - YouTube

[Dannyboy]

Die Frage ist nur, wie der Bimsstein Moleküle adsorbieren soll, so lange er noch an der Oberfläche schwimmt.

Der Bimsstein steht doch in Kontakt mit Wasser. Eine Adsorption an der großen Oberfläche ist doch problemlos möglich.

Letztenendes geht der Bimsstein auch wieder unter, wenn er sich voll mit Wasser gesogen hat und das irgendwo willkürlich. Sonnenlicht als Energiequelle scheidet dann aus und ich bezweifle, dass die Zeit davor gereicht hat, dass sich da was entwickelt.

Er könnte auch irgendwo angespült werden. In Gezeitenzonen, wo er regelmäßig benetzt wird.

Luft ist im übrigen auch kein ideales Reaktionsmedium für derlei Reaktionen. Wenn die Steine untergegangen sind, liegen die mit größter Wahrscheinlichkeit auch nicht irgendwo rum, wo die weiterhin Energie kriegen.

Das ist schon klar. Da wir ja bisher davon ausgehen, dass die Entstehung von Leben ein singulärer Akt war dürften die Bedingungen auch recht außergewöhnlich sein. Bräuchte es nur ein wenig Bimsstein und ein paar organische Verbindungen, wäre die Biogenese wohl sehr viel häufiger erfolgt.

[Spocky]

Eine weitere Hypothese zur Entstehung des Lebens präsentiert die Zeitschrift Astrobiology. Als Faktor wird dort Bimsstein angeführt. Bimsstein weißt aufgrund seiner Poren eine sehr große Oberfläche auf, an der adsorbierte Moleküle komplexen chemischen Prozessen unterliegen. Desweiteren enthält Bimsstein katalytisch aktive Elemente. Außerdem kann Bimsstein auf dem Wasser schwimmen und ist so dem Sonnenlicht als Energiequelle ausgesetzt.

Die Frage ist nur, wie der Bimsstein Moleküle adsorbieren soll, so lange er noch an der Oberfläche schwimmt. Letztenendes geht der Bimsstein auch wieder unter, wenn er sich voll mit Wasser gesogen hat und das irgendwo willkürlich. Sonnenlicht als Energiequelle scheidet dann aus und ich bezweifle, dass die Zeit davor gereicht hat, dass sich da was entwickelt. Luft ist im übrigen auch kein ideales Reaktionsmedium für derlei Reaktionen. Wenn die Steine untergegangen sind, liegen die mit größter Wahrscheinlichkeit auch nicht irgendwo rum, wo die weiterhin Energie kriegen.

Ich denke mal, dass BS weiterhin die beste Erklärung für die Entstehung von Leben auf der Erde geben.

[Thomas W. Riker]

Das ist ein interessanter Ansatz.
Zur Überprüfung braucht man dann ja nur fossilen Bimsstein auf (pro-)biotische Moleküle zu untersuchen. Neben den 'black smokers' wäre dann wieder die Aktivität der Erde ein möglicher Anstoß zur Entstehung von Vorstufen des Lebens.

[Dannyboy]

Eine weitere Hypothese zur Entstehung des Lebens präsentiert die Zeitschrift Astrobiology. Als Faktor wird dort Bimsstein angeführt. Bimsstein weißt aufgrund seiner Poren eine sehr große Oberfläche auf, an der adsorbierte Moleküle komplexen chemischen Prozessen unterliegen. Desweiteren enthält Bimsstein katalytisch aktive Elemente. Außerdem kann Bimsstein auf dem Wasser schwimmen und ist so dem Sonnenlicht als Energiequelle ausgesetzt.

[Dannyboy]

In der aktuellen "Nature chemistry" vom 7.8.11 wird eine interessante Entdeckung vorgestellt. Hein, Tse und Blackmond zeigen, wie schon ein kleiner Enantiomerenüberschuss von 1% einfacher Aminosäuren wie Prolin durch chemische und physikalische Amplifizierung zur Bildung von enantiomerenreiner Mono-RNA unter simplen Bedingungen beiträgt.

Die Bildung von enantiomerenreiner RNA unter präbiotischen Bedingungen war immer ein großes Problem. Falsche Enantiomere würden aber RNA-Polymerisierungen stören.

[Dannyboy]

Hat auch keiner behauptet. Sobald jedoch einmal autotrophe Lebewesen da sind, werden sich auch heterotrophe lebensformen entwickeln können und dies höchstwahrscheinlich auch tun, da es sich um eine freie Nische handelt

Nun, bei Noir klang seine Frage so, ob ihm dieser Fakt nicht bekannt war. Daher habe ich ihn noch einmal klar gestellt.