Die grundlegende Chemie hinter dem Leben auf der Erde hat ihren Ursprung möglicherweise nicht in warmen Ozeanen oder hydrothermalen Quellen, sondern in den kalten Tiefen des interstellaren Raums. Eine neue Studie zeigt, dass sich in eisigen Staubkörnern, die kosmischer Strahlung ausgesetzt sind, Peptide – die für Proteine essentiellen Molekülketten – bilden können, ein Prozess, der bisher für unmöglich gehalten wurde. Diese Entdeckung verändert unser Verständnis darüber, wie die Vorläufer des Lebens entstanden sind, und erweitert das Spektrum der Umgebungen, in denen möglicherweise Leben entstehen könnte.
Das seit langem bestehende Geheimnis der Peptidbildung
Seit Jahren wissen Wissenschaftler, dass in interstellaren Wolken und Meteoriten einfache organische Moleküle existieren. Es blieb jedoch eine entscheidende Lücke in der Geschichte bestehen: Wie Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen, sich im rauen Vakuum des Weltraums zu Peptiden verbinden konnten. Lange Zeit wurde angenommen, dass flüssiges Wasser eine notwendige Komponente für diese Reaktionen ist, doch diese neue Forschung zeigt einen alternativen Weg auf.
Wie Weltraumeis chemische Reaktionen antreibt
Forscher der Universität Aarhus simulierten weltraumähnliche Bedingungen in einem Labor und froren Glycin (eine einfache Aminosäure) auf eine kryogene Temperatur von -260 °C (-436 °F) ein. Anschließend beschossen sie die gefrorene Probe mit hochenergetischen Protonen und imitierten so kosmische Strahlung. Das Ergebnis? Die Bildung von Glycylglycin, dem einfachsten möglichen Dipeptid.
Dieser Prozess zeigt, dass ionisierende Strahlung genügend Energie liefern kann, um chemische Bindungen aufzubrechen und neu zu bilden, sodass sich im Eis eingeschlossene Aminosäuren miteinander verbinden können, ohne dass flüssiges Wasser erforderlich ist. „Alle Arten von Aminosäuren verbinden sich durch die gleiche Reaktion zu Peptiden“, erklärt Co-Autor Alfred Thomas Hopkinson. „Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass sich auch andere Peptide auf natürliche Weise im interstellaren Raum bilden.“
Jenseits von Wasser: Ein neues Verständnis der präbiotischen Chemie
Das Team beobachtete außerdem die Bildung von gewöhnlichem Wasser und mit Deuterium angereichertem Wasser sowie einer Vielzahl anderer komplexer organischer Moleküle. Dieser Befund stellt die gängige Meinung in Frage, dass sich komplexe Moleküle erst später im Sternen- und Planetenentstehungsprozess bilden. Stattdessen deutet es darauf hin, dass die Bausteine des Lebens viel früher in kalten, dichten interstellaren Wolken entstehen.
Implikationen für die Suche nach außerirdischem Leben
Die Auswirkungen sind tiefgreifend: Wenn sich Peptide im Weltraum bilden können, könnten sie auf Gesteinsplaneten in neu entstandenen Sonnensystemen transportiert werden. Das bedeutet, dass die Vorläufer des Lebens nicht auf warme, feuchte Umgebungen auf der Erde beschränkt sind. Die Entdeckung erweitert die Suche nach außerirdischem Leben und deutet darauf hin, dass Leben in Umgebungen entstehen könnte, die zuvor als unwirtlich galten.
„Schließlich kollabieren diese Gaswolken zu Sternen und Planeten … Wenn sich diese Planeten zufällig in der bewohnbaren Zone befinden, besteht eine reale Wahrscheinlichkeit, dass Leben entstehen könnte.“ – Sergio Ioppolo, Universität Aarhus.
Während die genauen Ursprünge des Lebens noch unbekannt sind, zeigt diese Forschung, dass viele der notwendigen Moleküle auf natürliche Weise im Weltraum entstehen. Das Team arbeitet nun daran, andere Peptide und komplexe organische Moleküle zu identifizieren, die sich unter ähnlichen Bedingungen bilden könnten. Dies ist ein entscheidender Schritt zum Verständnis, wie Leben im riesigen, kalten Universum entstehen könnte.
