Seltsame neue Lebensformen vorstellen kann unsere eigene Herkunft offenbaren.

Es ist alles in der Chemie

Die Umwandlung von diesen einfachen Biomoleküle in etwas kompliziertere wurde unter einer Vielzahl von elementaren Bedingungen beobachtet. Z. B. Fettsäuren – eine Art von Lipid-Baustein-Molekül – natürlich in Membran-ähnliche Strukturen, genannt Vesikel, zusammenklumpen und chemischen Prozesse, die Zellteilung und Replikation ähneln sogar zu unterziehen. Einfache reproduzierende Systeme autark Bedingungen nachweislich auch für einfache Nukleotiden (DNA-Fragmente) und Peptide (Fragmente von Proteinen) auftreten.

Ordnung schaffen

Das eigentliche Problem ist für das Verständnis, wie diese "Maschinen" von Chemikalien zusammen kamen, um Leben zu erzeugen. Die Wasserscheide, wo leblos chemische Aktivität in organisierten biologischen Stoffwechsel verwandelt, ist extrem schwierig zu identifizieren und der Auslöser dafür ist ein wichtiger Bestandteil fehlt in der "Ursuppe".

Die Annahme, dass die frühen Lebensformen gewesen sein muss, ähnlich, was wir heute sehen, kann uns davon ab diese Frage zu beantworten. Es ist möglich, dass gab es viele erfolglose Vorläufersubstanzen, die wenig zum heutigen Leben Ähnlichkeit. Es gibt Spekulationen, dass primitive Ansatzpunkte könnten auch um ein Element als Kohlenstoff (die Substanz im Mittelpunkt allen Lebens heute) basierte. Einige Forscher vermuten, dass Leben ursprünglich in anderen Flüssigkeiten als Wasser entwickelt haben. Diese Alternativen sind faszinierend, aber es ist schwierig, einen Ausgangspunkt für forscht sie, weil sie so unbekannt sind.

Aus dem Gleichgewicht

Eine wichtige Eigenschaft, die Leben abgesehen von unbelebter Materie setzt ist seine Abhängigkeit von Organisation. Moleküle müssen in einer bestimmten Weise angeordnet und nach einem detaillierten Muster zu replizieren. Aber die natürliche Tendenz des ganzen Universums ist zu einem Zustand des Gleichgewichts oder Balance – wo alles breitet sich aus und nichts bestellt ist. Aufrechterhaltung einer geordneten Struktur bedeutet Leben ist ständig aus dem Gleichgewicht und dies erfordert Energie, die Organismen aus ihrer Umgebung extrahieren müssen.

Ein Weg, dass Organismen dazu soll dazu führen, dass Bewegung der Moleküle oder sogar subatomaren Teilchen, die dann für eine Zelle Energie erzeugen kann. Zum Beispiel erhalten in hydrothermalen Quellen am Meeresboden lebenden Organismen ihre Energie aus der Übertragung von Protonen durch die Zellmembran.

Lebende Systeme behalten Sie ihre "off-Balance" Zustand durch die Kombination mit der Fähigkeit, Energie aus ihrer Umgebung gewinnen selbst replizieren. Um den Ursprung des Lebens zu entdecken, müssen wir verstehen, wie diese Eigenschaften kombiniert, um eine nachhaltige Einheit bilden.

Einige Wissenschaftler verfolgen einen Top-Down-Ansatz versucht, diese Frage zu beantworten, durch Entfernen von Bits einer lebenden Zelle zur Bestimmung der minimalen Struktur benötigt, um Leben zu erhalten. Andere sind es von unten nach oben nähert, durch die Kombination der Bausteine in einem primitiven Container, eine einfache Zelle zu imitieren.

Während beide Ansätze können aufschlussreich, genauen in dem Moment des Übergangs von der Chemie zu leben (und umgekehrt) entzieht sich uns noch. Aber das Fehlen der Entdeckung ist faszinierend an sich – es bestätigt, dass Leben zu schaffen, schwierig ist und erfordert Bedingungen, die nicht mehr auf der Erde natürlich vorhanden sind. Ein Durchbruch in diesem Bereich würde uns nicht nur die Voraussetzungen für Leben, sondern auch die Umstände seiner Entstehung sagen.

Michael Page, Professor für physikalisch-organische Chemie, Universität von Huddersfield

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