Kosmische Lebensbringer: Kometen könnten die entscheidenden Bausteine der Erbmoleküle RNA und DNA auf die Erde gebracht haben. Denn wie ein Experiment belegt, entstehen unter sehr kalten Temperaturen, niedrigem Druck und UV-Bestrahlung im Kometeneis die Zucker, aus denen die Erbmoleküle aufgebaut sind: Ribosen. Dieses Ergebnis liefert ein weiteres Indiz dafür, dass Kometen und Meteoriten die ersten Lebensbausteine auf die Erde genracht haben könnten, so die Forscher im Fachmagazin "Science".

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Schon länger gibt es die Vermutung, dass Einschläge von Kometen und Meteoriten Wasser und wichtige Lebensbausteine auf die junge Erde brachten. Indiz dafür ist der Nachweis von DNA-Basen in Meteoritenproben, von Alkohol und anderen organischen Verbindungen im Kometen Lovejoy und nicht zuletzt die Tatsache, dass selbst intakte DNA einen Aufenthalt im Weltraum überstehen kann.

Junges Sonnensystem im Labor

UV-Bestrahlung von Kometeneis (links) liefert Ribose - den Zuckerbaustein der DNA. Rechts der Halleysche Komet.
© L. Le Sergeant d’Hendecourt (CNRS)UV-Bestrahlung von Kometeneis (links) liefert Ribose - den Zuckerbaustein der DNA. Rechts der Halleysche Komet.
Jetzt haben Cornelia Meinert von der Universität Nizza und ihre Kollegen einen weiteren Baustein des Lebens im Kometeneis nachgewiesen. Dieses stammte allerdings nicht aus dem All, sondern wurde im Labor erzeugt und dann weltraumähnlichen Bedingungen ausgesetzt. Sie platzierten dafür eine Mischung aus Staubkörnchen, Wassereis, Methanol und Ammoniak bei minus 200 Grad Celsius in einer Vakuumkammer und bestrahlten das Ganze mit UV-Licht.

"Unser Szenario basiert auf der Annahme, dass Planetesimale im Sonnensystem aus der Aggregation von eisigen Staubkörnchen entstanden", erklären die Forscher. "Im jungen Sonnensystem waren diese Körnchen UV-Licht und kosmischer Strahlung ausgesetzt, was zu komplexen chemischen Reaktionen führte."

Jede Menge Ribosen und andere Zuckerverbindungen

Und tatsächlich: Als die Forscher ihre künstlichen Kometen langsam auftauten und dann analysierten, fanden sie eine ganze Reihe neu entstandener organischer Verbindungen, darunter auch Zucker. Das Spannende daran: Unter diesen Zuckern wiesen die Wissenschaftler auch Ribose nach, einen essenziellen Baustein des RNA und DNA-Gerüsts.

Die Signatur der Ribose im Kometeneis wurde per der Gaschromatografie nachgewiesen.
© C. Meinert/ CNRSDie Signatur der Ribose im Kometeneis wurde per der Gaschromatografie nachgewiesen.
Wie die Forscher berichten, brachte ihre Kometeneis-Mischung von diesen Zuckern sogar reichlich hervor - weit mehr als für die Bedingungen in der Ursuppe der Erde postuliert. "Diese Zucker, Zuckeralkohole und Zuckersäuren sind in weit größeren Mengen vorhanden als nur in Spuren", betonen sie. Insgesamt machten diese Verbindungen hinterher 3,5 Massenprozent des Kunstkometen aus.

"Zentrales Ergebnis für die präbiotische Chemie"

Wie die Forscher berichten, ist dies der erste Nachweis, dass Ribose von allein in Kometen entstanden sein kann. Er liefere damit einen wichtigen Einblick in die Prozesse, die die Entstehung des Lebens auf der Erde möglich machten. "Das ist ein zentrales Ergebnis für die präbiotische Chemie, weil es belegt, dass selbst bei einfachen molekularen Ausgangssubstanzen eine autokatalytische Reaktion abläuft", so Weinert und ihre Kollegen.

Zusammen mit den bereits zuvor in Kometen und Meteoriten nachgewiesenen organischen Molekülen stärkt dieses Experiment die Theorie, dass die entscheidenden chemischen Impulse für die Entstehung des Lebens auf unserem Planeten aus dem Weltraum gekommen sein könnten.

(Science, 2016; doi: 10.1126/science.aad8137)
(CNRS/ Science, 11.04.2016 - NPO)