Wenn es um das Leben auf der Erde geht, sind wir uns nicht sicher, ob es von außen (von Kometen transportiert) oder von innen kam. Eine neue Theorie konzentriert sich auf die „innere“ Theorie und besagt, dass sich Mikroben aus unbelebter Materie wie chemischen Verbindungen in Mineralien und Gasen entwickelt haben könnten.
„Vor biologischem Leben könnte man sagen, dass die frühe Erde ‚geologisches Leben‘ hatte. Es mag ungewöhnlich erscheinen, Geologie mit unbelebten Gesteinen und Mineralien als lebendig zu betrachten. Aber was ist das Leben?“ sagte Terry Kee, ein Biochemiker an der University of Leeds im Vereinigten Königreich, der an der Forschung beteiligt war.
„Viele haben auf diese Frage keine zufriedenstellende Antwort gefunden. Wir haben uns stattdessen angeschaut, was das Leben tut, und alle Lebensformen nutzen dieselben chemischen Prozesse, die in einer Brennstoffzelle ablaufen, um ihre Energie zu erzeugen.“
Wenn man an ein Auto denkt, sagt das Forscherteam, weisen sie darauf hin, dass Brennstoffzellen durch die Reaktion von Kraftstoffen und Oxidationsmitteln elektrische Energie erzeugen. Dies wird als „Redox-Reaktion“ bezeichnet, die stattfindet, wenn ein Molekül Elektronen verliert und ein anderes Molekül diese aufnimmt.
In Pflanzen erzeugt die Photosynthese elektrische Energie, wenn Kohlendioxid in Zucker zerfällt und Wasser zu molekularem Sauerstoff oxidiert wird. (Im Gegensatz dazu oxidiert der Mensch Zucker zu Kohlendioxid und baut den Sauerstoff zu Wasser ab – ein weiterer elektrischer Energieprozess.)
Gehen wir nun einen Schritt weiter. Hydrothermale Quellen sind heiße Geysire auf dem Meeresboden, die oft als interessanter Ort für Lebensstudien angesehen werden. Sie beherbergen „Extremophile“ oder Lebensformen, die trotz einer rauen Umgebung existieren („gedeihen“ ist das bessere Wort). Die Forscher sagen, dass diese Quellen eine Art „Umweltbrennstoffzelle“ sind, da elektrische Energie aus Redoxreaktionen zwischen Meerwasseroxidantien und hydrothermalen Quellen erzeugt wird.
Und hier setzt die neue Forschung an. An der University of Leeds und dem Jet Propulsion Laboratory der NASA setzen die Forscher Eisen und Nickel anstelle der üblichen „Platin-Katalysatoren“ ein, die in Brennstoffzellen und elektrischen Experimenten zu finden sind.
Rendering, das die Lage und Größe von Wasserdampffahnen zeigt, die vom Südpol Europas kommen.
Während die Leistung reduziert wurde, floss tatsächlich Strom. Und obwohl die Forscher immer noch nicht wissen, wie sich Nicht-Leben in Leben hätte verwandeln können, sagen sie, dass dies ein weiterer Schritt zum Verständnis der Ereignisse ist. Darüber hinaus könnte es für zukünftige Reisen zu anderen Planeten nützlich sein.
„Diese Experimente simulieren die elektrische Energie, die in geologischen Systemen erzeugt wird, sodass wir damit auch andere planetare Umgebungen mit flüssigem Wasser simulieren können, wie den Jupitermond Europa oder den frühen Mars“, sagte Laura Barge, eine Forscherin vom NASA Astrobiology Institute*, die leitete die Forschung.
„Mit diesen Techniken könnten wir tatsächlich testen, ob ein bestimmtes hydrothermales System genug Energie produzieren könnte, um Leben zu beginnen, oder sogar energetische Lebensräume bereitzustellen, in denen noch Leben existieren und von zukünftigen Missionen entdeckt werden könnte.“
Sie können über die Forschung lesen in der Zeitschrift Astrobiology .
Quelle: Universität Leeds
*Offenlegung: Der Autor dieses Artikels ist auch freiberuflich für das NASA Astrobiology Institute.
