Katzen und chemische Evolution

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Darf ich vorstellen, ihr seht die 2 Katzen, die wir am Wochenende bei uns aufgenommen haben. Und damit hat dieses Blog auch endlich einmal die Ehre nicht nur Hunde-Content abzubekommen, sondern auch den langerwarteten Katzen-Content. Aber das ist nicht der eigentliche Grund, wieso das Posting angebracht ist, sondern die beiden können auch ein bisschen aus der Wissenschaftsgeschichte plaudern. Denn die beiden hören auf die Namen Miller (links) & Urey (rechts). Falls euch die Namen schon zum Hals raushängen, dann habt ihr vermutlich ausreichend viel über chemische Evolution gehört. Für alle denen es noch nicht so geht, jetzt ein kleiner Einstieg in das Thema.

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Denn so großartig das Werk Darwins auch heute noch ist, die ultimative Antwort auf die Frage „Woher kommt das Leben?“ bleibt der Ansatz „von dem letzten gemeinsamen Vorfahren allen Lebens“ genauso wie die „von Gott“. Was aber nicht heisst, dass sich Forscher seit Jahren mit der Frage beschäftigen. Und da unsere Entstehungsgeschichte seit Milliarden von Jahren über relativ einfachen, chemischen Bausteine, namentlich den Nukleinsäuren und den Aminosäuren, geprägt ist, liegt es relativ nahe, sich anzusehen, ob und wie aus „einfacher“ Chemie Leben werden kann. Und an einem der ersten Experimente dazu haben Stanley Miller und Harold Urey maßgeblich beigetragen, deshalb findet sich das Miller-Urey-Experiment bis heute auch auf so jedem Biologie-Lehrplan wieder (im Bible Belt mag das natürlich anders aussehen, aber wir reden ja von den Lehrplänen zivilisierter Länder).

Schon 1952 haben sich die beiden nämlich daran gemacht zu beweisen, dass komplexere Organische Moleküle wie eben Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, in einer hypothetischen Uratmosphäre, wie sie vor der Entstehung des Lebens auf der Erde vorhanden gewesen sein könnte, entstehen können. Dazu mischten sie Wasser, Methan, Ammoniak, Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid, erhitzten das gesamte Wasser-Gas-Gemisch und liessen in die entstehende Gas-Atmosphäre elektrische Entladungen, also simulierte Blitze, einschlagen. Nachdem man diese Atmosphäre vor sich hat hinbrüten lassen, hat man per Chromatographie ausgewertet, welche Stoffe in dieser künstlichen Atmosphäre entstanden sind.

Neben verschiedenen Zuckern konnte man auch die 20 Aminosäuren, aus denen die Proteine sämtlicher Lebewesen bestehen, vorfinden. Allerdings in einer Mischung aus L- und R-Aminosäuren, während in Proteinen nur die L-Varianten vorkommen können. Und auch Nukleinsäuren konnten in den Gemischen von Miller und Urey nicht gefunden werden. Und trotzdem sind das spannende Ergebnisse: In einer einfachen, simulierten Atmosphäre und in kurzer Zeit können also schon grundlegende Bausteine des Lebens entstehen. Da kann man sich dann schon recht einfach ausmalen, was die chemische Evolution mit ihren Millionen von Jahren Zeit hervorbringen kann.

Darüber hinaus haben Miller & Urey mit ihrem Experiment viele Forscher angestachelt, selbst ähnliche Versuche durchzuführen. Zum Beispiel dazu, unter welchen Bedingungen die Nukleinsäuren entstehen. Und mittlerweile gibt es viele Beweise dafür, dass die Uratmosphäre der Erde selbst auch komplexer aufgebaut war, und unter anderem auch Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid enthalten haben dürfte. Entsprechende Versuche mit angepassten Ausgangsstoffen brachten dabei noch weitere Moleküle mit hervor.

Wer sich für chemische Evolution und die Entstehung des Lebens interessiert findet mit dem Miller-Urey-Experiment auf jeden Fall einen spannenden Einstieg in die Thematik (das könnte man eigentlich auch mal in der WG-Küche nachspielen). In wie weit Miller & Urey meine heimische Atmosphäre verändern werden, wird sich in den nächsten Wochen zeigen. Dafür müssen sie sich nur erstmal aus dem Sofa raus trauen.

Grafik: Wikipedia (Xerxes2k), CC-BY 2.5


Miller, S. (1953). A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions Science, 117 (3046), 528-529 DOI: 10.1126/science.117.3046.528

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Veröffentlicht von

Bastian hat seinen Bachelor in Biologie in nur 8 statt 6 Semestern abgeschlossen. Nach einem kurzen Informatik-Studiums-Intermezzo an der TU Dortmund hat es ihn eigentlich nur für ein Stipendium nach Frankfurt am Main verschlagen. Dort gestrandet studiert er dort nun im Master-Programm Ökologie und Evolution. Zumindest wenn er nicht gerade in die Lebensweise der Hessen eingeführt wird. Neben seinen Studiengebieten bloggt er über die Themen, die gerade in Paperform hochgespült werden und spannend klingen.

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