Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

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25. April 2024

Der amerikanische Biologe Stanley Miller machte 1953 ein verblüffend einfaches Experiment, das in die Geschichte einging. Er baute eine Apparatur aus Röhren und Glaskolben. In einem Kolben befand sich eine Flüssigkeit, die so genannte „Ursuppe“. Sie bestand aus Wasser und einfachen chemischen Verbindungen wie Methan. Die Lösung wurde erwärmt, der Dampf stieg in den oberen Kolben, wo elektrische Blitze zwischen zwei Elektroden zuckten. In einem gekühlten Rohr kondensierte der Dampf und tropfte zurück in die Ursuppe.  

Mit dieser schlichten Versuchsanordnung, die Charles Darwin den „kleinen warmen Teich“ nannte, hatte Miller die Zustände auf der noch jungen Erde vor 4 Milliarden Jahren im Labor simuliert. Schon nach dem ersten Tag beobachtete Miller, dass das Wasser im Kolben sich verfärbte, und am Ende der Woche war die Lösung rot und trüb. Die Sensation war perfekt, als Miller in der Ursuppe schon nach einem Tag Aminosäuren, die Bausteine aller Proteine, entdeckte. Nachdem Miller die Resultate seines Experiments veröffentlicht hatte, wurde Kritik laut. Die Apparatur sei nicht steril gewesen, Miller hätte geschummelt und die Spielerei sei ohnehin nichts wert. Das Experiment wurde weltweit tausende Male wiederholt. Chemiker änderten dabei die Ausgangsbedingungen, wie etwa die Temperatur, die Energiezufuhr und die chemische Zusammensetzung der Ursuppe. Die Resultate waren jeweils gleich.

In der Ursuppe fanden sich schon nach wenigen Tagen organische Verbindungen. Die häufigsten seien hier aufgezählt: Glycin, Glycolsäure, Alanin, Milchsäure, Propionsäure, Bernsteinsäure und Harnsäure. Bei einigen Versuchen tauchte sogar ATP auf, ein Molekül, das von allen lebenden Zellen zur Übertragung von Energie verwendet wird. Wir dürfen daher annehmen, dass das Meer vor Milliarden Jahren voll von organischen Verbindungen war.

Nachdem 1953 die Erbmasse aller Lebewesen, das DNA-Molekül, entschlüsselt worden war, tauchte die Frage nach der Entstehung des Lebens auf der Erde auf. Es spielt dabei keine Rolle, ob Leben durch Meteoriten auf die Erde kam oder hier entstanden ist. Es geht nicht um das wo, sondern um das wie.

Einen großen Sprung vorwärts machte die Wissenschaft, als man entdeckte, dass die Ribonukleinsäure RNA (ein der DNA ähnliches Molekül) wie ein Enzym funktionieren kann. Für die Entdeckung dieser „Ribozyme“, die in allen lebenden Zellen vorkommen, wurde 1989 der Chemienobelpreis vergeben. Wann und wie Leben entstanden ist, wissen wir nicht, aber wir verfügen heute über plausible Theorien dazu. Die ersten primitiven Lebewesen waren sehr wahrscheinlich „RNA-Wesen“.

Buchtipp: Ulrich Kutschera, „Evolutionsbiologie“, Verlag Ulmer, Stuttgart.

Nobelpreis 2006

Helden der Wissenschaft:
Viktor Kaplan
(1876-1934) erfand die nach ihm benannte axiale Flügelturbine, die heute in den meisten Flusskraftwerken zur Stromerzeugung eingesetzt wird.