Wissenschaftler entwickeln eine neue Theorie, wie das Leben auf der Erde begann

Wissenschaftler glauben, dass vor etwa 3,8 Milliarden Jahren ein Cocktail aus organischen Verbindungen in gewisser Weise zusammenkam, um das erste Leben zu schaffen. Wir wissen, dass es primitiv und dumm war, aber trotzdem - es war das Leben! Aber wie entwickelte sich dieses Leben zu gut? uns war schon immer eine trübe Untersuchung, Aber neue Forschung veröffentlicht am Montag in Nature Communications Angeführt von Chemikern am Scripps Research Institute im kalifornischen La Jolla, sind die Rahmenbedingungen für komplexere Lebensformen vor vier Milliarden Jahren auf der Erde vorhanden, und sie erleichterten die chemischen Reaktionen, die erforderlich sind, um höhere Lebensniveaus als aufrechtzuerhalten wir wissen es.

"Dies war eine Blackbox für uns", sagte Ramanarayanan Krishnamurthy, Chemiker bei Scripps und der Hauptautor der neuen Studie, in einer Pressemitteilung. "Aber wenn Sie sich auf die Chemie konzentrieren, werden die Fragen nach den Ursprüngen des Lebens weniger abschreckend."

Auf den Zitronensäurezyklus kommt es an - ein Stoffwechselprozess, der in jedem sauerstoffatmenden Organismus der Erde zu finden ist. Der Zitronensäurezyklus (auch als Krebszyklus oder Tricarbonsäurezyklus bezeichnet) ist die primäre Art, in der diese Organismen gespeicherte Energie freisetzen. Für die längste Zeit wurde jedoch davon ausgegangen, dass der Zitronensäurezyklus für die ersten Organismen der Erde nicht durchlaufen werden konnte - einfach aufgrund der Tatsache, dass die Inhaltsstoffe damals nicht existierten. Freier Sauerstoff ist vor allem vor 3,5 Milliarden Jahren nicht auf der Erde erschienen.

Das Forschungsteam meint, dass wir uns irren könnten, als wir annahmen, dass der Zitronensäurezyklus damals unmöglich war. In einem neuen Strom von Experimenten skizzieren sie, wie zwei andere nicht biologische chemische Prozesse, der HKG-Zyklus und der Malonatzyklus, zur Durchführung einer eher elementaren Version des Zitronensäurezyklus verwendet werden könnten. Die HKG- und Malonat-Zyklen können sich kombinieren, um dieselben Endprodukte des Zitronensäurezyklus - Aminosäuren und Kohlendioxid - zu erhalten, indem andere, nicht biologische Moleküle durch Zitronensäurezyklus-abhängige Moleküle ersetzt werden.

Das Team glaubt, dass, wenn biologische Moleküle wie Enzyme anfingen, sich zu stützen, die Organismen möglicherweise die nichtbiologischen Elemente durch diese biologischen ersetzt hätten, um einen effizienteren, eleganteren Stoffwechselzyklus durchzuführen: den Zitronensäurezyklus.

Dies bedeutet nicht, dass das frühe Leben auf der Erde Energie erzeugte. Der kombinierte HKG-Malonat-Zyklus ist immer noch ein nicht-biologischer Prozess. Aber was bedeutet das, dass die Chemie für den Zitronensäurezyklus offenbar schon längst etabliert ist, bevor es sauerstoffatmenden Lebensformen gelang, sie zu erfinden. Anstatt den Zitronensäurezyklus von Grund auf neu zu gestalten, hat sich das Leben möglicherweise so entwickelt, dass einfach eine frühe Version davon übernommen wurde und einige nicht-biologische Elemente durch biologische ersetzt wurden, um einen stärkeren Weg zur Energiegewinnung zu schaffen.

Und wenn dies der Fall ist, könnte die Art und Weise, wie wir über die Entwicklung des Lebens denken, grundlegend anders sein. Natürlich muss noch weiter geforscht werden, um zu bestimmen, ob diese eher rudimentären chemischen Reaktionen sich tatsächlich zu einem Zitronensäurezyklus entwickelt haben könnten, aber zumindest zeigen diese neuen Forschungen, dass die frühe Erde nach wie vor ein lebendigerer Komplex ist System als wir dachten.

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