Evolutionsbiologe: Üblichen Szenarien zu Lebensbeginn fehlt Fehlerkorrektur

4. Juni 2015, 15:41
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Terrence Deacon erklärte in Klosterneuburg "vielfach vergessene Voraussetzung" für Entstehung des Lebens

Wien – Die Entstehung des Lebens auf der Erde gilt als eines der letzten großen Geheimnisse der Naturwissenschaften. Die heute diskutierten Szenarien, mit sich selbst zusammenbauenden und vermehrenden Molekülen, haben nach Ansicht von Terrence Deacon von der University of California Berkeley einen Haken: es fehlt ein Mechanismus, der Fehler ausbessert, die sich rasch anhäufen und das System zusammenbrechen lassen.

"Der Fokus der meisten Theorien zum Ursprung des Lebens ist die 'Autokatalyse', also dass sich Moleküle wie RNA (Ribonukleinsäure, Anm.) selbst vervielfältigen. Viele glauben, dass man damit einfach den Ursprung des Lebens erklären kann", so der Evolutions-Experte, der in der vergangenen Woche am Konrad Lorenz Institut (KLI) in Klosterneuburg zu dem Thema sprach. Dabei würden sich jedoch immer mehr Fehler ansammeln, wenn kein Korrekturmechanismus vorhanden ist. Die natürliche Selektion halte er nicht für ausreichend, diese auszumerzen und so ein System vor dem Zusammenbruch zu bewahren.

Essentielle Fehlerbeseitigung

Die Autokatalyse habe auch rasch ein Ende, weil sich die dabei gebildeten Produkte in der "Ursuppe" zerstreuen (weg-diffundieren), denn sie würden für die nächste Vervielfältigungsrunde gebraucht. "Und wenn das System aus diesen Gründen schließlich stoppt, bleibt nichts erhalten", meint er. Was Lebewesen ausmacht sei nicht, dass sie sich bloß vermehren, sondern auch sich selbst ausbessern, Fehler beseitigen, beschädigte Strukturen reparieren und die Information über ihren Aufbau erhalten.

Wenn die Produkte solch eines autokatalytischen Prozesses aber quasi für sich selbst eine Hülle bilden, wie etwa bei einer Viruskapsel, könne all dies geschehen, meint Deacon. Die für die Vermehrung notwendigen Moleküle würden durch die wachsende Hülle zusammenbleiben und so sei dafür gesorgt, dass sich diese "Arbeiter" nicht zerstreuen, bevor das Werk fertiggestellt ist. Wenn die Kapsel aus irgendeinem Grund beschädigt wird, stünden sie bereit, könnten neue Bauteile herstellen und den Fehler ausbessern. "So wird das Ganze zu einer selbst-erhaltenden Struktur", erklärte Deacon.

Wenn schließlich einige der "Arbeiter" aus dieser Hülle entweichen, können sie anderswo die gleiche Struktur aufbauen. Dadurch könne sich diese also auch vervielfältigen. Die einzelnen Teile seien sogar in einem gewissen Rahmen austauschbar, wodurch sich die Struktur weiterentwickeln könne.

Cyanwasserstoff-Polymere als Schlüssel?

Was man dazu bräuchte, wären bloß einfache Teilchen, die sich wiederholende Einheiten (Polymere) bilden können, wie Cyanwasserstoff. Dieser sei im äußeren Sonnensystem häufig zu finden und könnte von Kometen zu den inneren Planeten wie der Erde transportiert worden sein. "Wenn diese Cyanwasserstoff-Polymere dort mit flüssigem Wasser in Berührung kommen, werden ihre Seitenarme chemisch verändert und sie sehen ein wenig wie kleine Eiweißketten (Polypeptide) aus", sagte er. Sie könnten komplexe Strukturen bilden, und einander gegenseitig verändern. Mithilfe der Metalle, die auf der Erdoberfläche in der Ursuppe schwammen, wurden sie zu Katalysatoren, also leistungsfähigen Antreibern von chemischen Reaktionen, meint Deacon.

Substanzen wie RNA hält er für viel zu kompliziert, als dass sie bereits am Ursprung des Lebens standen."Ich denke, die Vererbung setzte erst später in diesem Prozess ein, und die Interaktionen von Eiweiß(-ähnlichen) Stoffen bildete zunächst die Basis, aus der genetische Information hervorkommen konnten", so der Evolutionsexperte. (APA, red, 4.6.2015)

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