Die Frage nach der Entstehung des Lebens auf unserem Planeten zählt zu den herausforderndsten und faszinierendsten Themen der Wissenschaft. Ein internationales Team von Forschenden unter der Leitung von Prof. Dr. Stephen Mojzsis vom Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth hat in einer aktuellen Studie wertvolle Hinweise darauf gegeben, wann die Bedingungen auf der Erde gegeben waren, die die Bildung von RNA, einer entscheidenden genetischen Substanz, ermöglichten. Diese Erkenntnisse wurden im hochangesehenen Journal Nature Communications veröffentlicht und könnten sowohl unser Verständnis der frühen Erdgeschichte als auch die Chancen auf Leben auf anderen Himmelskörpern erweitern.
Die Wissenschaftler haben sich insbesondere mit der RNA-Welt-Hypothese auseinandergesetzt. Diese Theorie postuliert, dass RNA-Moleküle die ersten Träger genetischer Informationen waren und sich in einer Zeit entwickelten, als es noch keine DNA gab. Um die geeigneten Bedingungen für die Entstehung von RNA besser zu verstehen, haben die Forscher ein dreidimensionales Computermodell entwickelt, das die thermische Entwicklung der Erdkruste zwischen 4,5 und 3,5 Milliarden Jahren vor unserer Zeit simuliert. Dabei wurden nicht nur RNA, sondern auch andere lebenswichtige Moleküle in die Berechnungen einbezogen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Erde in ihrer frühen Geschichte bis vor etwa 4,4 Milliarden Jahren von regelmäßigen Einschlägen von Asteroiden und Meteoriten geprägt war. Diese Ereignisse führten zu erheblichen Temperatursteigerungen an der Erdoberfläche und in der oberen Erdkruste, was die Bildung komplexer organischer Moleküle erheblich erschwerte. Erst nach dieser Phase stabilisierten sich die Umweltbedingungen allmählich. Die Studie identifiziert ein günstiges Zeitfenster für die Entwicklung von RNA, das vor rund 4,33 Milliarden Jahren entstand. In diesem Zeitraum könnten die globalen Sterilisierungsereignisse, die durch Asteroideneinschläge verursacht wurden, abgenommen haben, während gleichzeitig hydrothermale Systeme, in denen heißes Wasser durch Gestein zirkuliert, häufiger wurden. Diese Systeme gelten als potenzielle Brutstätten für die ersten biochemischen Prozesse, die letztendlich zur Entstehung des Lebens führten.
Prof. Mojzsis kommentiert die Bedeutung der Studie: „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich Leben relativ schnell entwickeln konnte, sobald die Umweltbedingungen geeignet waren.“ Das identifizierte Zeitfenster liegt nur etwa 130 Millionen Jahre vor dem angenommenen Zeitpunkt des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren aller heutigen Lebewesen. Dies deutet darauf hin, dass die Entwicklung des Lebens auf der Erde möglicherweise rascher vonstatten ging, als zuvor angenommen.
Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass das Modell der Forscher keine definitive Aussage darüber trifft, wann genau das Leben tatsächlich entstand. Vielmehr zeigt es, wann die thermischen Bedingungen auf der Erde am ehesten geeignet waren, um langfristig stabile präbiotische Chemie zu ermöglichen. Diese Erkenntnisse könnten nicht nur unser Wissen über die frühen Lebensformen auf der Erde erweitern, sondern auch wichtige Hinweise für die Suche nach Leben auf anderen Planeten und Monden im Universum liefern.
Die Studie wurde im Rahmen des ERC Horizon Europe Förderprogramms unterstützt und profitierte von der Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum für Astronomie und Geowissenschaften in Ungarn sowie dem Institut für Paläobiologie der Polnischen Akademie der Wissenschaften. Die Idee zu dieser Forschung entstand auch im Kontext der COST-Aktion CA23150 „EUROBiG“, die von der European Cooperation in Science and Technology gefördert wird.
Insgesamt bietet die neue Untersuchung einen bedeutenden Beitrag zum Verständnis der Umweltbedingungen, die für die Entstehung des Lebens auf der Erde notwendig waren, und trägt dazu bei, die komplexen Zusammenhänge zwischen geologischen Prozessen und biochemischen Entwicklungen zu entschlüsseln.
