Bereits vor 3,9 Milliarden Jahren gab es vermutlich einfaches, einzelliges Leben auf der Erde - also quasi sofort, als die Erde kühl genug für flüssiges Wasser auf der Oberfläche war. Wie konnte Leben so schnell entstehen? Bei der Beantwortung dieser Frage sind Forschende jetzt möglicherweise einen großen Schritt vorangekommen: Ein Team aus Japan und den USA hat in drei Meteoriten sogenannte Nukleobasen nachgewiesen - wichtige Bausteine für die Erbsubstanz DNA. Vermutlich seien diese komplexen Moleküle bereits vor der Entstehung des Sonnensystems im Weltall entstanden, erläutern die Wissenschaftler im Fachblatt Nature Communications.
"Unsere Untersuchungen zeigen, dass es in Meteoriten eine große Vielfalt an Nukleobasen gibt", berichten die Forschenden um Yasuhiro Oba von der Universität Hokkaido in Japan. "Diese Nukleobasen könnten als Bausteine für die Entstehung von DNA und RNA auf der jungen Erde gedient haben." Damit Lebewesen sich fortpflanzen und dabei durch Evolution an ihre Umgebung anpassen können, muss ihr Bauplan gespeichert und weitergegeben werden können. Träger dieses Plans ist meist die DNA, beim Kopieren dieser Informationen hilft die RNA. Die eigentliche Information ist dabei in der Abfolge der Nukleobasen abgelegt.
Zentraler Baustein allen irdischen Lebens ist Kohlenstoff: An ein Kohlenstoff-Atom können bis zu vier weitere Atome binden, komplexe Verbindungen, lange Molekül-Ketten und Molekül-Ringe können entstehen. "Organisch" nennt man in der Chemie solche auf Kohlenstoff basierenden Verbindungen, weil sie die Grundlage des Lebens bilden. Seit Langem ist bekannt, dass viele organische Stoffe im Weltall entstehen können. Sogar Aminosäuren und Zuckermoleküle wurden bereits in Gaswolken und in zur Erde gefallenen Meteoriten nachgewiesen.
Die Moleküle sind wohl stabil genug, um die turbulente Anfangsphase von Planeten zu überstehen
Dadurch gewann die Hypothese an Gewicht, dass die schnelle Entstehung des Lebens auf der Erde durch einen Zustrom von Lebensbausteinen aus dem All angeschoben wurde. Doch wie weit ging diese kosmische Unterstützung? Sehr weit, wie die Untersuchung von Oba und seinen Kollegen jetzt zeigt: Mithilfe neuer Analysemethoden konnten die Forscher eine große Vielfalt von Nukleobasen in drei intensiv untersuchten Meteoriten nachweisen. Darunter Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin - diese vier Stoffe sind die entscheidenden Informationsträger der DNA.
Entscheidend für den Erfolg des japanischen Teams war die Empfindlichkeit seiner Messinstrumente. "Unsere Analysetechnik ist darauf optimiert, Nukleobasen in geringster Konzentration bis hinab zu einem Molekül unter einer Billion Molekülen nachzuweisen", so die Wissenschaftler. Tatsächlich fanden sie die Nukleobasen in Konzentrationen von bis zu eins unter einer Milliarde. Die gefundenen Häufigkeiten decken sich dabei mit Vorhersagen von Modellen der chemischen Entwicklung in dichten Gaswolken, aus denen Sterne und Planeten entstehen.
Oba und seine Kollegen folgern, dass sich die Bausteine der DNA bereits vor der Entstehung der Sonne und der Erde gebildet haben. Sie sind offenbar stabil genug, um die turbulente Entstehungszeit der Planeten zu überstehen, sich in Staub und Gesteinsbrocken anzureichern und dann durch Meteoriten zur Erde zu gelangen.
Im Gegensatz dazu sei die Entstehung solcher Moleküle auf der jungen Erde schwierig. "Wir vermuten daher", so die Forscher, "dass aus dem Weltall gelieferte Nukleobasen zur Entstehung der genetischen Eigenschaften des ersten Lebens auf der Erde beitrugen."
