Wie ist Leben auf der Erde entstanden? Neue Mess-Methode gibt Einblicke
Mit einer neuen Mess-Methode wollen Schweizer Forschende dem Ursprung des Lebens auf die Spur kommen. Sie haben damit eine chemische Reaktion untersucht, die möglicherweise am Ursprung des irdischen Lebens vor rund 3.8 Millionen Jahren beteiligt war.
Das Forschungsteam hat eine Methode der Infrarotspektroskopie entwickelt, die es erlaubt, chemische Reaktionen in Flüssigkeiten mit extrem hoher zeitlicher Auflösung zu beobachten, wie die Universität Genf (Unige) und die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich) am Mittwoch mitteilten.
Damit kann untersucht werden, wie sich Moleküle innerhalb weniger Femtosekunden, also Billiardstel Sekunden, verändern. Zum Vergleich: Eine Femtosekunde verhält sich zu einer Sekunde wie eine Sekunde zu 31'710 Jahren.
Harnstoff-Hypothese
Wie das Leben auf der Erde entstanden ist, unterliegt zahlreichen Spekulationen. Eine davon besagt, dass Harnstoff eine entscheidende Rolle gespielt hat. Die Forschenden haben nun einen ersten Schritt der spekulierten Reaktion mit Harnstoff untersucht. Die Resultate wurden am Mittwoch im Fachblatt «Nature» veröffentlicht.
Dabei beobachteten sie, dass sogenannte Harnstoff-Radikale entstehen, wenn eine Harnstoff-Lösung ionisierender Strahlung ausgesetzt wird. Zwei Harnstoff-Moleküle teilen sich ein Wasserstoff-Atom, das unter Einfluss der Strahlung schnell vom Einen zum Anderen wandert.
DNA und RNA
Die Forschenden konnten ausserdem zeigen, dass dieser Transfer eines Wasserstoffatoms extrem schnell abläuft, er dauert bloss etwa 150 Femtosekunden. «Das ist so schnell, dass diese Reaktion alle anderen Reaktionen, die theoretisch auch noch ablaufen könnten, ausbootet», sagte Hans Jakob Wörner von der ETH Zürich in der Mitteilung.
Die Harnstoff-Radikale seien dabei sehr reaktionsfreudig. Sie könnten sich mit anderen Molekülen verbinden und Malonsäure bilden, schrieben die Institutionen. Aus dieser könnten dann die Bausteine der RNA und der DNA entstanden sein. In Zukunft möchten die Forschenden auch die nächsten Schritte untersuchen, die zur Bildung von Malonsäure führen.
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06182-6 (sda)
