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Das große Rätsel: Wie entstand das Leben auf der Erde

  • Veröffentlicht: 26.08.2023
  • 08:45 Uhr
  • Peter Schneider

Stammen wir und alle Tiere aus Tiefsee oder vom Mars? Ideen gibt es viele, wie das erste Leben auf der Erde entstand - beweisen kann es keiner. Das Problem: Es gibt keine Spuren von den ersten Organismen.

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Das Wichtigste zum Thema "Erstes Leben"

❓ Es ist das vielleicht größte Rätsel der Menschheitsgeschichte: Wie ist das Leben - wie sind WIR entstanden?

☄️ Bis vor 3,8 Milliarden Jahre schlugen ständig Kometen und Asteroiden auf der Erde ein. Das "Großes Bombardement" ließ die Erdkruste aufkochen. Bis dahin war Leben ohnehin unmöglich.

🦠 Fest steht: Vor 3,5 Milliarden Jahren lebten bereits Bakterien auf der Erde. Irgendwas muss in den Millionen Jahren dazwischen passiert sein.

🧬 Leider gibt es keine Spuren von den allerersten Organismen. Kein:e Forscher:in kann sagen, wie sich tote Moleküle in der Ursuppe zu einem lebendigen Ding zusammengefügt haben.

🔬 Die ersten Lebensformen waren aber sehr wahrscheinlich mikroskopisch klein und tummelten sich im Wasser. Nur dort fließt ein beständiger Strom an Nährstoffen. Außerdem sind im Meer die Temperaturen fast immer gleich.

🦖 Immerhin: Ab dem Zeitpunkt, an dem Fossilien in Gesteinen auftauchen, können Wissenschaftler:innen die Entwicklung vom Einzeller zum Menschen gut nachzeichnen.

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Auf der jungen Erde: zu heiß für Leben

Während des "Großen Bombardements" war Leben auf der Erde unmöglich. Das Gute daran: Die Kometen lieferten Unmengen an Kohlenstoffverbindungen und Wasser auf die Erdoberfläche, unentbehrlich für irdisches Leben.
Während des "Großen Bombardements" war Leben auf der Erde unmöglich. Das Gute daran: Die Kometen lieferten Unmengen an Kohlenstoffverbindungen und Wasser auf die Erdoberfläche, unentbehrlich für irdisches Leben.© NASA's Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Erstes Leben auf der Erde: So könnte es sich entwickelt haben

⚗️ Aus den von Kometen gelieferten und von Vulkanen ausgestoßenen Chemikalien lassen sich wichtige Bausteine des Lebens formen: Aminosäuren.

🌱 Aber wie wurde unbelebte zu lebendiger Materie? Manche Wissenschaftler:innen spekulieren, dass die richtige Mischung aus Umweltbedingungen und Chemikalien ausreichte, um zufällig Leben zu erzeugen (siehe Stanley Miller-Experiment).

🍽️ "Stoffwechsel-zuerst-Hypothese": Andere glauben, "lebendige" Systeme könnten an Orten entstanden sein, an denen es reichlich Energie in Form von Hitze und Chemikalien gab (siehe Black Smoker). Dort seien chemische Reaktionen erfolgt - noch ohne Vermehrung, dafür regelmäßig und geordnet.

❤️ "Vermehrung-zuerst-Hypothese": Eine andere Denkschule nach dem russischen Chemiker Oparin sagt, dass sich simple chemische Moleküle reproduzierten, wobei kleinste Veränderungen immer erfolgreichere Moleküle hervorbrachten.

💧 Außerdem haben die ersten Lebewesen wahrscheinlich schon eine Hülle besessen - damit ihre Innereien nicht einfach weggespült wurden. Das könnten zu Beginn beispielsweise eine Art Öltropfen gewesen sein.

🤰 Manche Forschenden glauben, dass manche Einzeller andere Einzeller quasi verschluckt haben, ohne sie dabei komplett zu verdauen. Stattdessen nutzten sie deren fortschrittlichere Bestandteile einfach für sich selbst und gaben sie anschließend bei der Fortpflanzung an ihre Nachkommen weiter. Der Rest ist Geschichte.

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Die ersten Lebensspuren

Bakterien sind die ersten Lebewesen, die in Gesteinen überliefert sind. Ihre Fossilien finden sich in sogenannten Stromatolithen wie hier in Shark Bay in Westaustralien. Dort bauten sie in Urzeiten Lage für Lage kalkhaltige Kuppeln auf, die später versteinerten.
Bakterien sind die ersten Lebewesen, die in Gesteinen überliefert sind. Ihre Fossilien finden sich in sogenannten Stromatolithen wie hier in Shark Bay in Westaustralien. Dort bauten sie in Urzeiten Lage für Lage kalkhaltige Kuppeln auf, die später versteinerten.© Picture Alliance / Newscom / Rafael Ben Ari

Fotosynthese: Die Sonne als Energiequelle

Wissenschaftler:innen nehmen nicht an, dass die ersten Einzeller das Sonnenlicht als Energiequelle genutzt haben. Sie gehen davon aus, dass sie die Fähigkeit der Fotosynthese erst Millionen Jahre später "gelernt" haben.
Wissenschaftler:innen nehmen nicht an, dass die ersten Einzeller das Sonnenlicht als Energiequelle genutzt haben. Sie gehen davon aus, dass sie die Fähigkeit der Fotosynthese erst Millionen Jahre später "gelernt" haben. © Picture alliance / zoonar / Achim Prill
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Was ist überhaupt Leben?

Wichtig zu wissen: Leben vermehrt sich selbst, wie hier im Video die sich teilenden Bakterien. Dafür müssen sie Energie gewinnen (Stichwort Stoffwechsel). Um diese Vorgänge regelmäßig abzuwickeln, braucht es eine Art Informationsspeicher plus Gebrauchsanweisung - auch als Gene bekannt.

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Widerspenstige Natur: Unaufhaltsam trotz Massensterben

Als die Erde erst mal bevölkert war, ließ sich das Leben kaum mehr aufhalten. Globale Katastrophen wie Asteroideneinschläge löschten immer wieder ganze Tiergruppen aus, beispielsweise die Dinosaurier am Ende der Kreide-Zeit. Ein anderes Massensterben vor 252 Millionen Jahren löschte sogar 95 Prozent aller Meereslebewesen und 70 Prozent aller Landlebewesen aus. Doch nur wenige Millionen Jahre später war das Leben jeweils wieder so reichhaltig wie zuvor.
Als die Erde erst mal bevölkert war, ließ sich das Leben kaum mehr aufhalten. Globale Katastrophen wie Asteroideneinschläge löschten immer wieder ganze Tiergruppen aus, beispielsweise die Dinosaurier am Ende der Kreide-Zeit. Ein anderes Massensterben vor 252 Millionen Jahren löschte sogar 95 Prozent aller Meereslebewesen und 70 Prozent aller Landlebewesen aus. Doch nur wenige Millionen Jahre später war das Leben jeweils wieder so reichhaltig wie zuvor.© Getty Images
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Das Miller-Urey-Experiment: Leben einfach selber machen

1952 dachte sich der Wissenschaftler Stanley Miller, dass sich die Bedingungen für Leben auf einer frühen Erde vielleicht simulieren ließen - zumindest stark vereinfacht. Er nahm einen Glaskolben mit Gasen wie Wasserstoff, Methan und Ammoniak und ließ Blitze in die künstliche Ursuppe einschlagen. Anschließend fand er unter anderem Aminosäuren, aus denen sich Eiweiße zusammensetzen, die Bausteine des irdischen Lebens. Später stellte sich raus, dass sich seine künstliche Atmosphäre nicht besonders gut auf die damalige Erde übertragen ließ. Millers Experiment gilt trotzdem als Meilenstein.

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Panspermie: Leben aus dem All?

Leben aus dem All? Ziemlich verrückt klingt die Hypothese der Panspermie. Danach entstand das Leben an einem anderen Ort im Sonnensystem oder im Universum und gelangte erst durch beispielsweise einen Kometen auf die Erde. Das würde erklären, warum sich Organismen in nur so kurzer Zeit entwickeln konnten. Doch wie für alle anderen Ideen gilt auch hier: reine Spekulation.
Leben aus dem All? Ziemlich verrückt klingt die Hypothese der Panspermie. Danach entstand das Leben an einem anderen Ort im Sonnensystem oder im Universum und gelangte erst durch beispielsweise einen Kometen auf die Erde. Das würde erklären, warum sich Organismen in nur so kurzer Zeit entwickeln konnten. Doch wie für alle anderen Ideen gilt auch hier: reine Spekulation.© NASA

Heiße Quellen in der Tiefsee Ursprung des Lebens?

Viele Forschende mutmaßen, dass sich erste Organismen an heißen Quellen am Tiefseeboden gebildet haben könnten. An den großen Unterwassergebirgen, den mittelozeanischen Rücken, finden sich wichtige chemische Substanzen und reichlich Energie, die Organismen gut gebrauchen können.

Das Prinzip: Wo die Erdplatten in den Ozeanen auseinanderdriften, fließen riesige Mengen Lava hervor und bilden neue Erdkruste. Durch die Hitze schießen heiße Mineralwässer an vielen Stellen aus dem Tiefseeboden. Die gelösten Salze werden schlagartig fest und bilden meterhohe Türme.

Erstaunlicherweise tobt um die Black Smoker in der dunklen Tiefe von einigen Tausend Metern das pralle Leben - Bakterien, Fische und Garnelen.

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Außerirdischen-Suche mit Scheuklappen

Die Suche nach Leben im Universum ist gar nicht einfach. Denn wir wissen ja nur, wie irdische Organismen funktionieren. Daher spähen Astronom:innen vor allem nach Leben, dass auf Kohlenstoff aufbaut, das wichtigste Grundelement unserer Körper. Dabei könnte außerirdische Lebewesen ja ganz andere Elemente benutzen. Weil wir Menschen also so tun, als würde alles Leben so strukturiert wie unseres, sprechen Kritiker:innen daher von "Kohlenstoff-Chauvinismus".
Die Suche nach Leben im Universum ist gar nicht einfach. Denn wir wissen ja nur, wie irdische Organismen funktionieren. Daher spähen Astronom:innen vor allem nach Leben, dass auf Kohlenstoff aufbaut, das wichtigste Grundelement unserer Körper. Dabei könnte außerirdische Lebewesen ja ganz andere Elemente benutzen. Weil wir Menschen also so tun, als würde alles Leben so strukturiert wie unseres, sprechen Kritiker:innen daher von "Kohlenstoff-Chauvinismus".© NRAO

Häufige Fragen zur Entstehung des Lebens

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