Ursprung der Lebenstheorie in Frage gestellt durch Vulcanic Rock Study

Charles Darwin, Vater der Evolutionsbiologie, schrieb 1871, dass das Leben zuerst in „warmen kleinen Teichen“ entstand, die er sich als kleine Brunnen aus Wasser und Chemikalien vorstellte, die von der Sonne erhitzt und von Felsen und Luft umgeben wurden. Mit diesen wenigen Zutaten und einer großen Portion Zufälligkeit stellte er fest, dass die grundlegenden Elemente des Lebens zusammengeklickt wurden und zu einfachen Lebensformen wie Bakterien führten. Ihre Entwicklung über Jahrmillionen hinweg führte schließlich zu den anspruchsvollen Lebensformen, die jetzt den Planeten bewohnen.

Heute stimmen Wissenschaftler im Allgemeinen mit der Idee überein, dass das ursprüngliche Rezept für das Leben ziemlich einfach war, aber sie sind sich nicht sicher, welche Zutaten für diese frühen Lebensformen notwendig waren, um den Sprung zu schaffen Komplex Lebensformen wie Tiere. Viele Wissenschaftler haben die Theorie aufgestellt, dass, da alles komplexe Leben - einschließlich Zellen mit mehreren Komponenten - jetzt auf Sauerstoff angewiesen ist, um zu atmen, dies zu einer Zeit geschehen musste, in der sich reichlich Sauerstoff in der Luft befand. Aber am Donnerstag stehen die Wissenschaftler hinter einer Studie, die in Kürze veröffentlicht wird Natur berichten, dass der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre bis auf nach dem ein komplexes Leben entstand - ein Hinweis darauf, dass Sauerstoff doch nicht so wichtig war.

"Dies ist bedeutsam, weil es neue Beweise dafür liefert, dass die Entstehung früher Tiere, die O2 für ihren Metabolismus erfordern, in einer Welt mit einer Atmosphäre mit relativ niedrigem Sauerstoffgehalt im Vergleich zu heute vor sich gegangen sein kann", sagte der Mitautor der Studie, Daniel Stolper, Ph.D., Assistenzprofessor für Erd- und Planetenkunde an der University of California, Berkeley, in einer Stellungnahme.

In früheren Studien haben Wissenschaftler festgestellt, dass das komplexe Leben vor etwa 700 bis 800 Millionen Jahren entstanden ist, irgendwann zwischen großen Eiszeiten. Die Geschichte des Sauerstoffs auf der Erde ist inzwischen etwas bewölkt. Wissenschaftler glauben, dass es in den ersten zwei Milliarden Jahren der Erde keinen Sauerstoff gab, und vor etwa 2,3 bis 2,5 Milliarden Jahren zeigte sich ein bisschen Sauerstoff (sie wissen, dass einige Steine ​​durch rostähnliche Verbindungen rot geworden sind). Ablagerungen von versteinerter Holzkohle haben jedoch gezeigt, dass bis vor mindestens 400 Millionen Jahren nicht genug Sauerstoff in der Atmosphäre war, um Waldbrände zu verbrennen. Es verbleibt ein Zeitraum von 2,1 Milliarden Jahren, in dem es nur wenig Sauerstoff gab - aber seltsamerweise immer noch ein Hinweis auf Leben.

Zu einem Zeitpunkt in diesen 2,1 Milliarden Jahren, so die Geochemiker, hat die Menge an Sauerstoff in der Luft eine Konzentration erreicht, die hoch genug war, um Sauerstoff in der Tiefsee zu erzeugen - vor 540 bis 420 Millionen Jahren. Zu diesem Schluss kamen sie, indem sie die Felsen untersuchten, die von Unterwasservulkanen gebildet wurden - insbesondere das Eisen in ihnen.

Jeder, der in einem Auto Rost getroffen hat, weiß, dass Sauerstoff und Eisen auf offensichtliche Weise reagieren, und dies ist bei den Unterwassergesteinen nicht anders. Seewasser durchströmte sie, als sie sich zuerst bildeten, so dass das Eisen in den Felsen die chemische Signatur des Wassers trägt. Durch die Oxidation des Eisens wurde es bald klar, als das Meer mit Sauerstoff gefüllt wurde.

Wichtiger war auch, dass das komplexe Leben auf der Erde lange vor der Sauerstoffversorgung des Meeres existierte.

Diese Erkenntnis erschwert die Sache für Forscher, die herausfinden wollten, wann ein komplexes Leben auf der Erde entstand, insbesondere diejenigen, die glauben, dass das ganze Leben Sauerstoff einatmet, und dass das Ereignis untrennbar mit der Sauerstoffversorgung der Atmosphäre verbunden war. Da dies jetzt nicht der Fall zu sein scheint, müssen Wissenschaftler über verschiedene Theorien nachdenken, wie sie von Wissenschaftlern in Natur 2017 deutet das darauf hin, dass die Explosion des komplexen Lebens nicht mit einem Anstieg des Sauerstoffgehalts, sondern mit dem ersten großen Boom des Algenwachstums einherging.

Je mehr wir über die Ursprünge des Lebens lernen, sowohl das einfache als auch das anspruchsvolle, desto rätselhafter scheint das Leben zu sein. In mancher Hinsicht scheint es überhaupt nicht sehr komplex zu sein. Zum größten Teil denken Wissenschaftler, die über das Geheimnis der Ursprünge des Lebens nachdenken, immer noch in die gleiche Richtung wie Darwin und meinen, dass das Originalrezept wirklich nicht sehr kompliziert ist - und vielleicht an einem anderen Ort als der Erde gekocht worden wäre. Paul Niles, ein planetarer Geologe der NASA, der die Möglichkeit untersucht hat, dass Leben auf dem Mars entstanden sein könnte, sagte in einer Erklärung im Oktober 2017, dass das Leben manchmal „keine angenehme Atmosphäre oder gemäßigte Oberfläche braucht, sondern nur Wärme und Wärme, und Wasser."

Denn reichlich Sauerstoff scheint jetzt nicht mehr so ​​wichtig zu sein, damit sich das einfache Leben zu etwas entwickeln kann Mehr Die Wahrscheinlichkeit, dass Komplexität an anderer Stelle als hier besteht, ist noch größer.