Früheste Spuren von Leben in Tiefseevulkanen

In mindestens 3,7 Milliarden Jahren altem Gestein haben sich starke Indizien für damalige Bakterien gefunden.

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Themenbild: Der japanische Vulkan Eifuku, ein Weißer Raucher – Imago

Wann ist das Leben entstanden und wo? Das beschäftigte lange nur Chemiker, die zu klären suchten, wie die Bausteine aus einfachen Molekülen gekocht werden. Den Beginn machten 1953 Harald Ureey und Stanley Miller mit ihrer „Ursuppe“. Das war eine simulierte Ur-Atmosphäre aus Methan, Ammoniak und Wasser, Energie kam mit simulierten Blitzen hinein, heraus kamen etwa Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen. Heute ist das nur noch Geschichte: Die Ur-Atmosphäre sah anders aus, und das Leben begann wohl nicht mit Proteinen, sondern mit RNA. Und die entstand wohl aus einer anderen Ursuppe, der kochheißen Brühe, die aus Tiefseevulkanen schoss. Im Labor lässt sich wieder viel simulieren, aber die Chemiker hatten eines nicht mit bedacht: Zu seiner Entstehung brauchte das Leben auch Physik: Im Meer hätte sich diese Ursuppe sehr rasch sehr stark verdünnt, so hätten sich keine Biomoleküle bilden könnten. Die brauchten Hüllen, so etwas wie Zellmembranen, die gab es nicht. Aber Poren im Vulkangestein gab es, die hätten alles zusammen halten und konzentrieren können, das zeigten wieder Simulationen, die eines Physikers, Dieter Braun (Uni München).

An den unwirtlichsten Orten der Erde – in größter Hitze am eisigen und lichtlosen Tiefseeboden – lag also alles bereit. Zündete es auch? „Unsere Entdeckung unterstützt die Idee, dass dort das erste Leben war“, berichtet Matthew Dodd (University College London), „und zwar vor mindestens 3,7, vielleicht gar 4,3 Milliarden Jahren“ (Nature 1. 3.) Das läge über dem bisherigen Rekord: Die ältesten Mikrofossilien werden auf 3,5 Milliarden Jahre datiert, für alles Ältere gibt es keine direkten Belege, sondern nur chemische und physikalische Indizien, mögliche Stoffwechselprodukte in Gestein und Oberflächenstrukturen, die an solche erinnern, die von Bakterien hinterlassen werden.

Biogen oder doch geogen?

Aber das alles kann auch anders entstanden sein. Das ist das Problem etwa an 3,7 Milliarden Jahren altem Gestein in Grönland, dessen niederer Gehalt des leichten Kohlenstoffisotops 13C biogen sein könnte. Er könnte aber auch geogen sein. Gleiches gilt für 3,8 Milliarden Jahre altes australisches Gestein mit Strukturen, die Abdrücke von Leben sein könnten, oder eben auch nicht. Deshalb hat die Gruppe um Dodd an ihrem Fund alle erdenklichen Alternativen erwogen – und verworfen: Dieses Mal stammt das Gestein aus Kanada, aus einem Sediment aus Material von Tiefseevulkanen, in dem sind Fäden und Röhrchen aus Hämatit – einem Eisenoxid – eingelagert.

Auf einem (bekannten) physikalischen Weg können sie nicht entstanden sein, aber sie sind haarklein so verzweigt wie die Fäden und Röhrchen, die heutige Bakterien, die vom Oxidieren von Eisen leben, an Tiefseevulkanen hinterlassen. „Dass wir so etwas in einem der ältesten bekannten Gesteine gefunden haben, legt nahe, dass wir direkte Evidenz für eine der ältesten Lebensformen der Erde gefunden haben“, schließt Koautor Dominique Papineau. Dodd selbst schlägt vor, nach ähnlichen Gesteinen auf dem Mars Ausschau zu halten.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 02.03.2017)

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