Warum unsere Ähnlichkeit mit Pilzen den Schlüssel zum Leben auf der Erde halten kann

Nick Lane Buch The Lebensfrage versucht, eines der größten Rätsel des Universums zu lösen: Warum das Leben so ist es

Sie konnten nicht glauben, Sie haben viel gemein mit einem Pilz, aber Nick Lane bittet zu unterscheiden. "Wenn Sie an einem unserer Zellen ein Mikroskop zu suchen und Sie die Zelle eines Pilzes schauen Sie wahrscheinlich in der Lage, den Unterschied zu erkennen sein wird nicht", sagt er. In der Tat alle Eukaryoten – Tiere, Pilze, Pflanzen und anderen Organismen mit Zellkern-haltigen Zellen – teilen Sie ein Bündel von internen Utensilien und Merkmale von diesen zellulären Kraftpakete, Mitochondrien, zu einem Sexualleben. Und das weist auf eine fundierte Schlussfolgerung. "Alle komplexen Leben einen gemeinsamen Vorfahren haben, teilt", sagt Lane, eine evolutionäre Biochemiker. "Was ist eigentlich ziemlich komisch, wenn man darüber nachdenkt."

Wie kam dieser Vorfahr zu sein – und warum Zellen funktionieren wie sie es tun – alles andere als klar. Das gleichnamige Rätsel Lane neuestes Buch, Puzzle, ist wie er es ausdrückt, ein "Schwarzes Loch im Herzen der Biologie". Lane setzt in Licht auf eine Antwort, Fragen der Energie in den Mittelpunkt. "Es gibt nur bestimmte Umgebungen, die förderlich für die Entstehung des Lebens", sagt er. "Und es erfordert einen kontinuierlichen Fluss von Kohlenstoff und Energie in einer Weise, die fokussiert werden kann, um Zellen zu machen." Lane Hauptkandidat liegt unter den Wellen in den labyrinthischen Strukturen und besondere Struktur und Chemie der alkalischen Hydrothermalquellen. Diese Bedingungen, sagt er, nicht nur aktiviert die Bildung und die Konzentration von organischen Molekülen, sondern führte zu einen Mechanismus zur Energiegewinnung verwendet durch alle Zellen auf der Erde – den Durchfluss von Protonen.

Von den primitiven Zellen, die in diese Öffnungen entstanden, geht seine Theorie, Bakterien und Archaeen entwickelt – Mikroorganismen fehlt einen Kern. Aber energetische Zwänge den Aufstieg des Komplexes Leben ausgeschlossen. Dann, vor mehr als 1,5 Jahren ein Ereignis fand: eine Zelle innerhalb einer anderen Mitochondrien schließlich aufgewickelt. "Was die Wirtszelle mit landete war effektiv Multi-Bakterien macht ohne die Gemeinkosten," sagt Lane. Und das, argumentiert er, war in der Evolution des eukaryotischen Eigenschaften und Strukturen, von der sexuellen Fortpflanzung, der Kern selbst unerlässlich. Das Ergebnis ist überall um uns herum.

Aber Die entscheidende Frage ist nicht nur um Verständnis, wo wir kamen aus – seine These hilft auch uns vorherzusagen, wie das Leben auf anderen Planeten sein kann. Und das scheint nicht so sehr fremd. "Es wird Kohlenstoff-basierte sein, es wird von diesen eigenartigen Mechanismus der Energieerzeugung – Protonen über Membranen, getrieben werden", sagt Lane. "Es geht um den gleichen strukturellen Zwängen zu haben, es wird mit einer Bevölkerung der Zellen in den Zellen zu tun."

Keiner auf Detail, Lane sparen tritt einen schmaler Grat zwischen gesprächig Lehrbuch und zugänglich Argument, aber es ist nicht alle biochemischen Schrauben und Muttern. Unter die alarmierenden folgen nicht übereinstimmende Kern- und mitochondriale Gene auf die Bedeutung einer geheimnisvollen Einzelzelle gerupft aus der Rückseite der Tiefsee Wurm, Die entscheidende Frage zeigt eine Welt voller Intrigen für Sie zu erkunden. Wenn Sie die Energie haben, ist das.

Die entscheidende Frage wird von Profile Books am 23. April veröffentlicht. Gehen Sie zu bookshop.theguardian.com es für £20 bestellen.