Symbolbild: Wasser
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West Lafayette (USA) – Im Innern von Wassertropfen haben US-Wissenschaftler einen Mechanismus zu Entstehung von Peptide-erzeugenden Reaktionen entdeckt. Die Entdeckung löst ein grundlegendes Rätsel der Entstehung des Lebens auf der Erde und vermutlich auch auf anderen Welten.

„Das ist grundsätzlich jene Chemie, die der Herkunft des Lebens selbst zugrunde liegt“, erläutert Professor Graham Cooks von der Purdue University. „Es ist das erste Mal, dass gezeigt werden kann, dass primitive Moleküle spontan Peptide und damit die Bausteine des Lebens im Innern von Tropfen reinen Wasser bilden.“

Es sei diese wasserbasierte Chemie, die zur Entstehung von Proteinen und damit auch zu Leben auf unserer Erde führen. Diese nun entdeckten chemischen Mechanismen könnten zudem auch dazu beitragen, schneller Heilmittel für schwere Krankheiten zu finden.

Wie Cooks Team aktuell im Fachjournal “Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.2212642119) berichtet, liefere die Entdeckung auch eine Antwort auf das jahrzehntealte Rätsel und die Debatte um die Frage nach der Entstehung des Lebens in unseren Ozeanen.

„Reine Aminosäuren, wie sie unter anderem in Meteoriten auf die junge Erde gelangten, können miteinander zu Peptiden, den Grundbausteinen von Proteinen und damit auch zu Leben reagieren. Allerdings erfordert dieser Vorgang den Verlust eines Wassermoleküls – ein Vorgang, der in wässrigen Umgebungen wie eben Ozeanen eher unwahrscheinlich erschien, da es für die Entstehung von Leben, wie wir es kennen, gerade eben Wasser braucht. Zugleich sah es aber auch so aus, als bräuchte es zugleich auch einen gewissen Abstand vom Wasser. Das war bislang ein Rätsel.“

Jetzt liefern Cooks, Kollegen aber eine erstaunliche Antwort: „Wasser ist nicht überall nass.“ Tatsächlich könne es in jener Randschicht, an der Wassertropfen auf die sonstige Atmosphäre treffen, zu unglaublich schnellen Reaktionen kommen, innerhalb derer Aminosäuren zu den Bausteinen des Lebens verwandelt werden. „Dort, wo etwa Meerwasser in Form von Gischt in die Luft gesprüht, durch Wellen an Land geschlagen werden oder Frischwasser einen Abhang heruntergurgelt, entstehen fruchtbare Umgebungen für die potenzielle Evolution des Lebens“, so der Wissenschaftler.

Die Reaktionsraten innerhalb solcher Wassertropfen hundert bis eine Million mal schneller als jene innerhalb von massigen Lösungen, berichten die Forschenden. Auf diese Weise seien zur Beschleunigung der Reaktionen keine Katalysatoren notwendige, weshalb im Falle der jungen Erde auch die Evolution des Lebens möglich wurde.

„Das Geheimnis davon, wie das Leben auf der Erde entstehen konnte, kann und auch dabei helfen, besser zu verstehen, warum es überhaupt entstand und somit auch unsere Suche nach außerirdischem auf anderen Planeten und Monden unterstützen.“ Ein besseres Verständnis davon, wie Aminosäuren selbst zu Proteinen werden und so die Grundlage für Leben bilden, revolutioniere unser wissenschaftliches Verständnis von der chemischen Synthese. „Es ist zugleich auch die gleiche Chemie, die es uns nun ermöglichen kann, Reaktionen für die Entwicklung wichtiger Medikamente und therapeutischer Ansätze zu beschleunigen.“