Russell-Martin-Hypothese

[Spock]

Entstehung des Lebens – Russell-Martin-Hypothese

Laut einer neuen Theorie des Geologen Michael Russell von der Universität Glasgow und des Biologen William Martin von der Universität Düsseldorf glaubt man jetzt zu wissen, wie an einem Black Smoker das Leben entstanden sein könnte.

Black Smoker sind aus unterschiedlichen Metallsulfiden aufgebaute Röhren, an denen in der Kruste aufgeheiztes Wasser wieder an der Oberfläche des Meeresbodens austritt. Am Rand dieser Schlote bilden sich winzige Bläschen mit einer dünnen Haut aus Eisensulfid, die zwei unterschiedliche Milieus voneinander trennt. Zum einen zirkuliert im Inneren Wasser von 100 °C, das aufgrund seiner Inhaltsstoffe, wie Ammoniak, basischer Natur ist, zum anderen befindet sich außerhalb etwa 30°C warmes Meerwasser, das durch die enthaltene Phosphorsäure leicht sauer ist. Diese Unterschiede sorgen dafür, dass viel Potential da ist, Moleküle zu trennen und neu zusammenzusetzen. Die Hülle aus Eisensulfid dient zusätzlich noch als Katalysator. Es entsteht Essigsäure, die die Energie für Thioester, wie die aktivierte Essigsäure liefert. Diese wiederum ist Ausgangsprodukt für den Zitronensäurezyklus, einem der wichtigsten Stoffwechselprozesse. Aus den Zwischenprodukten können die Grundbausteine des Lebens entstehen, wie z.B. Kohlenhydrate und Aminosäuren. Es werden aber auch die Nukleinsäurebasen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil gebildet, die zusammen mit dem Kohlenhydrat Ribose und der Phosphorsäure aus dem Meerwasser die Ribonukleinsäure (RNS) aufbauen. Mit Hilfe der RNS können nun die Aminosäuren zu langkettigen Molekülen, den Eiweißen zusammengesetzt werden. Da von der RNS auch Enzyme hergestellt werden, kann sie sich mit deren Hilfe sogar selbst vermehren. Die RNS-Stränge, die die meisten Enzyme für ihre Reproduktion herstellen, vermehren sich am schnellsten und werden so angehäuft. So entstand wohl die erste natürliche Selektion.

Wenn nun das Uracil durch das ähnliche Thymin ersetzt, und die Ribose ein Sauerstoffatom verliert, wird aus der Ribonukleinsäure die Desoxyribonukleinsäure (DNS). Dies könnte durch die Aktivität eines Enzyms geschehen sein. Die DNS ist stabiler, als die RNS, verfügt aber nicht mehr über deren katalytische Eigenschaft. Sie kann also nur den genetischen Code speichern. Deshalb wird auch weiterhin RNS benötigt, um die von der DNS gespeicherte Information umzusetzen.

Manche Genstränge produzieren auch Fette und fettähnliche Stoffe, die sie als wasserabweisende Schicht in im Grenzbereich zur Eisensulfidhülle ablagern. Bei einigen der sogenannten Protozellen bilden sich Membranen, die durch Etherverbindungen miteinander verknüpft sind, die extrem hohe Temperaturen und niedrige pH-Werte aushalten. Andere wiederum bauen eine Doppelmembran mit Esterverbindungen auf, die noch eine zusätzliche Zellwand aus Murein ausbilden. Die Aufspaltung in Archaebakterien (mit Etherverbindungen) und Eubakterien (mit Esterverbindungen) war die Folge. Dank ihrer Schutzhüllen blieb ihr Reaktionsraum auch noch dann gegen das Meerwasser isoliert, wenn die Eisensulfid-Bläschen der Black Smoker zerfielen.

Die sogenannte Russell-Martin-Hypothese liefert als erste eine wirklich einleuchtende Erklärung, wie die ersten Bausteine des Lebens genügend stark konzentriert werden konnten, um überhaupt erst einmal einfache Stoffwechselprozesse in Gang zu setzen.


Wer mehr darüber nachlesen will, der kann den Artikel auch noch ausführlicher in der Zeitschrift "GEOkompakt“ in Heft Nr. 1 "DIE GEBURT DER ERDE – Und die Entstehung des Lebens: Wie aus einem glühenden Plasmahaufen der blaue Planet wurde" ab Seite 108 nachlesen (inklusive chemischer Strukturformeln ). Vielleicht findet ihr auch was online unter www.GEOkompakt.de
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"Wieviel dieses Märchen von Christus uns un den Unseren genützt hat, ist allbekannt!" (Papst Leo x.)

[Shadaik]

Das erklärt auch, warum die GEOkompakt Nr. 1 hier so hundertfach auslag.

Sehe ich das richtig, dass man die großen Probleme der Evolutionstheorie(n) damit alle mehr oider weniger geklärt hat?
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Fische schwimmen nur in zwei Situationen mit dem Strom: Auf der Flucht und im Tode

[Spock]

[Shadaik]

Das meinte ich mit mehr oder weniger. Mir war grade die Formulierung "mögliche Lösungen gefunden" entfallen.
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[Data Morgana]

So richtig "neu" ist das aber auch nicht.
Ich habe ähnliche Theorien schon vor Jahren glesen und gehört.
Naja, wahrscheinlich haben die diese Vorgänge einfach tiefergehend chemisch-biologisch erklärt als die Leute vor ihnen.

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[Data Morgana]

Naja, man hat doch schon vor Jahren festgestellt, dass Chemikalien unter bestimmten Einflüssen zum... komplexer werden neigen. Irgend so ein Typ hat sogar die Grundlagen für das Leben in einem Glas gezüchtet.
Eigentlich musste man sich nur überlegen, wo diese Vorraussetzungen auf einer jungen Erde anzutreffen waren. Blacksmoker sind da recht naheliegend.
Ich hab irgendwie den Eindruck, dass andere Wissenschaftler die Blacksmoker als Ursprung des Lebens längst akzeptiert hatten, und nun zwei Kerlchen das als DIE neue Hypothese verkaufen.

Ich mag sie nicht.

Jedenfalls, Darwins Abneigung hing zum großen Teil damit zusammen, dass er sehr gläubig war. Sehr. Er hatte lange Zeit arge Probleme mit seiner Theorie, weil er sie nicht mit seinem Glauben vereinbaren konnte. Ich denke, es ist schon von Belang wie alles anfing. Die Entstehung des Lebens ist doch das Konzept, welches der Evolution zugrunde liegt.
Und natürlich wird in Büchern nicht viel drüber geschrieben, es ist eine Art Tabu. Außerdem, wie soll man in Büchern über etwas schreiben, was man bis vor 20 Jahren nicht wusste und was jetzt noch völlig unbewiesen ist?
Wäre ICH ein Buchautor, würde ich damit warten, bis man irgend einen winzigen Beleg hat. Sonst lachen die in weiteren 20 Jahren doch über mich

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[Data Morgana]

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[ ... ]

[Lamarck]

Hi Data!

[Lamarck]

Hi,

auch wenn GEO bzw. GEOkompakt ihre Themen i. d. R. sehr anschaulich aufbereiten, sind sie nun nicht gerade die Speerspitze der Forschung. Hier das Original:

Martin, W., Russell, M. J. (2003): On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci.; 358 (1429): S. 59-83.

Und hier die Zusammenfassung:

[El Schwalmo]

Hi Lamarck,

[Data Morgana]

tja, vermutlich hat er seine autobiografie geschrieben nachdem er berühmt wurde. und niemand zwingt ihn seine frühere religiöse konfusion einzugestehen da.

ich würd den kerl nicht irgendwo einordnen und in ne schublade stecken. was immer er war, er hat nen wandel durchgemacht. und ich finde der "zweifel" von dem er da redet belegt schon ziemlich das was ich meine.

was auch immer, thomas, überdenke dein verhalten. es gibt auch ne evolutionäre theorie (k-theorie oder so) welche besagt, dass gutes sozialverhalten eine wichtige rolle bei der evolution spielt.
also verbessere deinen evolutionären fitnesswert

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[Lamarck]

Hi Thomas!

[Spock]

@ Data Morgana: Natürlich wurden die Black Smoker schon lange vorher als Ursprungsort diskutiert, aber die genauen Vorgänge waren bis dahin noch relativ unerforscht.
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[Data Morgana]

@spock: lassen die sich überhaupt erforschen? weil, es gibt ja keine fossilien. haben die zwei versuche gemacht?

[fenriswolf]

Ich denke , jetzt sollten mal die Moderatoren tätig werden. Den Ton finde ich schwer daneben.
Mal ganz davon abgesehen , das inhaltlich rein gar nichts rübergekommen ist.
Gibt es hier nicht so etwas wie eine Netikette?

@Data Morgana

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[Data Morgana]

[El Schwalmo]

Hi Data Morgana,

[pyrrhon]

Data Morgana, dieser Thread lautet "Russell-Martin-Hypothese" und
nicht "Wie beleidige ich andere möglichst primitiv?". Wenn Du
hier nicht über die Russell-Martin-Hypothese sachlich diskutieren
kannst, dann lass es, aber stör die Diskussion nicht, indem Du diesen
Thread als Plattform Deiner Beleidigungen missbrauchst. Außerdem
verweise ich Dich auf die Netiquette.

[Lamarck]

Hi Data,

das wesentliche steht zwar schon im o. g. ‘Abstract’, aber nun mit anderen und anderssprachlichen Worten:

Martin und Russell nehmen an, dass der Ursprung der organismischen Zellen auf anorganischem Eisensulfid zurückzuführen ist, wobei zunächst an entsprechenden Austrittsstellen der “Black smokers” ein Niederschlag aus Eisen-Monosulfid entstehen soll, der so nun dreidimensionale wabenartige Strukturen bildet. Neu in diesem Zusammenhang ist nun die Ansicht, dass sich in diesen so entstandenen Hohlräumen zwangsläufig eine große Menge von biologisch relevanten Molekülen ansammeln, die sich in der Folge zu Leben organisieren, welche im Abschluss ihre anorganische Brutkammer durch eine Zellmembran ersetzen. Ähnliche Mechanismen wurden allerdings schon im Zusammenhang mit Ton diskutiert.

BTW: Thomas ist wohl sicher nicht der harmoniesüchtigste Diskussionspartner. Warum spannst Du dann nicht Thomas konstruktiv mit ein, wenn Du nicht gewillt bist, Deine 'Datenbasis' exaltierter auszubreiten?


Cheers,

Lamarck
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„Nothing in Biology makes sense, except in the light of evolution.” (Theodosius Dobzhansky)

„If you can’t stand algebra, keep out of evolutionary biology.” (John Maynard Smith)

„Computers are to biology what mathematics is to physics.” (Harold Morowitz)

[Data Morgana]

[El Schwalmo]

Hi Lamarck,

danke für den Kaffee :-)

[Spock]

@ Data: Ich weiß nicht genau, welche Versuche gemacht wurden. Sowas kommt in Populärwissenschaftlichen Magazinen oft etwas kurz. Vielleicht kannst du dir ja auch einfach den hier auch schon erwähnten Originalartikel anschauen. Da muss sowas drinnen stehen.
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[George]