{"id":329329,"date":"2026-08-12T11:08:23","date_gmt":"2026-08-12T11:08:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/329329\/"},"modified":"2026-08-12T11:08:23","modified_gmt":"2026-08-12T11:08:23","slug":"zwei-urspruenge-des-lebens-bakterien-und-archaeen-entwickelten-sich-unabhaengig","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/329329\/","title":{"rendered":"Zwei Urspr\u00fcnge des Lebens: Bakterien und Archaeen entwickelten sich unabh\u00e4ngig"},"content":{"rendered":"

LONDON (IT BOLTWISE) \u2013 Ein internationales Team rekonstruiert zentrale Schritte der fr\u00fchen Evolution von Bakterien und Archaeen bis in die Phase vor vollst\u00e4ndigen Enzymnetzwerken. Die Analyse<\/a> von Genomen, Proteinstrukturen und 420 Stoffwechselreaktionen legt nahe, dass der letzte gemeinsame Vorfahr LUCA nur f\u00fcr etwa die H\u00e4lfte der Reaktionen Enzyme besa\u00df. Die restlichen Prozesse h\u00e4tten stattdessen durch nat\u00fcrlich vorkommende Meta<\/a>lle in hydrothermalen Quellen funktioniert. F\u00fcr den \u00dcbergang in den freilebenden Zustand schlagen die Forschenden eine phosphorylierende Energiequelle aus Phosphit und Palladium vor.<\/p>\n

\"Zwei<\/a>Zwei Urspr\u00fcnge des Lebens: Bakterien und Archaeen entwickelten sich unabh\u00e4ngig (Foto: IT BOLTWISE)<\/p>\n

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Das ber\u00fchmte R\u00e4tsel \u201eWie begann Leben?\u201c wirkt oft wie ein rein biologisches Thema. Die neue Arbeit, die den Ursprung von Stoffwechselwegen in den Vordergrund r\u00fcckt, verschiebt den Schwerpunkt jedoch deutlich in Richtung Chemie und Systemlogik: Ein Enzymnetz entsteht nicht aus dem Nichts, sondern baut sich in Stufen auf. Im Zentrum steht die Frage, wie sich fr\u00fche Zellen von geochemischen Reaktionen in hydrothermalen Quellen zu einem autonomen Stoffwechsel entwickelten, der sp\u00e4ter auch ohne direkte Unterst\u00fctzung der Umgebung \u00fcberlebensf\u00e4hig wurde. Statt allgemeiner Evolutionsbilder liefern die Forschenden eine rekonstruierbare Schrittfolge, die sie aus heutigen Daten ableiten.<\/p>\n

Technisch betrachtet gehen die Autoren \u00fcber eine reine Stammbiumspekulation hinaus und kombinieren Genome, Proteinstrukturen und Stoffwechselreaktionen zu einem gemeinsamen Modell. F\u00fcr die Einordnung nutzten sie 420 chemische Reaktionen, mit denen Zellen aus Wasserstoff, Ammoniak und Kohlendioxid Bausteine herstellen k\u00f6nnen, etwa Aminos\u00e4uren, RNA-Basen und Vitamine. Dass diese Reaktionen in sp\u00e4teren Organismen erhalten geblieben sind, macht sie zu einem stabilen \u201eArchiv\u201c der fr\u00fchen Biologie. Besonders spannend ist dabei die von Studie<\/a>nleiter Prof. Dr. William Martin betonte Beobachtung: Trotz identischer Reaktionsziele sind die Enzyme der beiden Lebenslinien offenbar nicht miteinander verwandt. Das spricht daf\u00fcr, dass sich \u00e4hnliche Stoffwechselwege parallel durchgesetzt haben, nicht als einmaliger Baukasten, der sp\u00e4ter nur \u201eweitervererbt\u201c wurde.<\/p>\n

Die Analyse<\/a> f\u00fchrt damit auch zu einer konkreten Absch\u00e4tzung f\u00fcr LUCA, den letzten gemeinsamen Vorfahren aller heute lebenden Zellen. Den Berechnungen zufolge verf\u00fcgte LUCA lediglich \u00fcber Enzyme f\u00fcr ungef\u00e4hr die H\u00e4lfte der untersuchten Stoffwechselreaktionen. Die \u00fcbrigen Schritte h\u00e4tten durch nat\u00fcrlich vorkommende Meta<\/a>lle erm\u00f6glicht werden k\u00f6nnen. Damit wird das bekannte Bild von hydrothermalen Quellen als chemischen \u201eGeburtsst\u00e4tten\u201c deutlich pr\u00e4ziser: Dr. Harun T\u00fcys\u00fcz verweist darauf, dass in diesen Umgebungen Meta<\/a>lle vorkommen, die \u00fcberraschend viele Enzymfunktionen im fr\u00fchen Stoffwechsel ersetzen k\u00f6nnen. Das Modell verbindet damit zwei Katalysewelten\u2014Meta<\/a>llkatalyse und Enzymkatalyse \u2013 zu einer zeitlich abgestuften Entwicklung.<\/p>\n

Welche Reihenfolge dabei wahrscheinlich war, rekonstruieren die Forschenden in vier Entwicklungsphasen. Zuerst dominierten dem Ansatz zufolge ausschlie\u00dflich meta<\/a>llkatalysierte Reaktionen; Enzyme spielten zu diesem Zeitpunkt also noch keine durchg\u00e4ngige Rolle. Danach entstand mit LUCA ein hybrider Stoffwechsel, in dem sowohl meta<\/a>llische Katalysatoren als auch Enzyme gemeinsam arbeiteten. Erst anschlie\u00dfend trennten sich die Entwicklungslinien von Bakterien und Archaeen. Wichtig ist dabei die Unabh\u00e4ngigkeit der letzten Schritte: Beide Linien entwickelten f\u00fcr dieselben essenziellen Reaktionen eigene, strukturell unterschiedliche Enzyme. Mrnjavac beschreibt genau diese Parallelen: Die Vorfahren beider Gruppen h\u00e4tten unabh\u00e4ngig voneinander Enzyml\u00f6sungen gefunden, um dieselbe Reaktionslogik anzusto\u00dfen. Dadurch gewinnt die These an Plausibilit\u00e4t, dass der Schritt weg von der direkten Hydrothermalquelle nicht nur einmal, sondern gleich zweimal \u201efunktional\u201c gelungen sein k\u00f6nnte.<\/p>\n

Ein zweiter Engpass betrifft die Energieumwandlung. Viele Lehrb\u00fccher setzen ATP als zentralen Energie-Knoten voraus \u2013 ohne es wird es schwer, stabile Energie- und Syntheseprozesse \u00fcber l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume zu betreiben. Offen blieb aber, wie fr\u00fche Stoffwechselwege Energie schon vor der Etablierung von ATP \u00fcberhaupt handhaben konnten. Die Studie<\/a> setzt hier auf eine spezifische Alternative: Die Doktorandin Manon Schlikker identifiziert eine neue phosphorylierende Energiequelle meta<\/a>bolischen Ursprungs\u2014Phosphit und Palladium. Beide Stoffe k\u00f6nnten fr\u00fche Phosphorylierungsreaktionen erm\u00f6glichen und damit in fr\u00fchen Systemen ATP sowie die dazugeh\u00f6rigen Enzyme teilweise ersetzen. F\u00fcr die fr\u00fche Evolution ist das mehr als eine chemische Randnotiz, denn Phosphorylierung ist ein wiederkehrender Mechanismus, um Reaktionsketten anzutreiben und Zwischenprodukte in eine \u201ereaktionsbereite\u201c Form zu bringen.<\/p>\n

Um die Rekonstruktion nicht nur qualitativ, sondern zeitlich einzuhegen, entwickelt das Team ein neuartiges mathematisches Verfahren, mit dem es die Stoffwechselreaktionen nach ihrer vermuteten Entstehungsreihenfolge ordnet. Aus dieser Ordnung ergibt sich ein konsistentes Bild der fr\u00fchen Evolution: zuerst geochemisch getriebene Schritte, dann die zunehmende Einbindung enzymatischer Katalyse, schlie\u00dflich die Stabilisierung in getrennten Linien. Das Entscheidende f\u00fcr den Biologie-Teil ist dabei die Mustererkennung \u00fcber viele Reaktionen hinweg: Wenn sich gleiche Reaktionsziele mit unterschiedlichen Enzymen durchsetzen, ist das ein Hinweis auf Konvergenz in der Funktion bei Divergenz in der Ausf\u00fchrung. Genau darauf l\u00e4uft auch die Zusammenfassung von Martin hinaus: Bakterien und Archaea h\u00e4tten den \u00dcbergang von den Hydrothermalquellen in den freilebenden Zustand unabh\u00e4ngig voneinander vollzogen. Um es mit seiner Formulierung auf den Punkt zu bringen, gibt es einen Ursprung des genetischen Codes, aber zwei Urspr\u00fcnge des Lebens.<\/p>\n

F\u00fcr die Einordnung in die Forschung<\/a>spraxis ist die Arbeit damit sowohl ein Modell- als auch ein Methodenbeitrag. Modellbeitrag, weil sie die Chemie der fr\u00fchen Erde systematisch in die Biologie \u201e\u00fcbersetzt\u201c: nicht nur welche Reaktionen denkbar sind, sondern wie sie sich wahrscheinlich in Stufen zusammensetzen. Methodenbeitrag, weil die Kombination aus Reaktionsarchitektur, Enzymstruktur und mathematischer Reihenfolgeabsch\u00e4tzung eine Richtung vorzeichnet, wie man aus heutigen Genomen auf fr\u00fche meta<\/a>bolische Zwischenstadien schlie\u00dfen kann. Gleichzeitig erinnert das Ergebnis an einen grunds\u00e4tzlichen Punkt der Evolutionstheorie: Selbst wenn zwei Linien am Ende sehr \u00e4hnliche Lebensfunktionen erreichen, kann der Weg dorthin strukturell unterschiedlich gewesen sein \u2013 und zwar so, dass man diese Unterschiede in der Gegenwart noch \u201elesen\u201c kann.<\/p>\n

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Erg\u00e4nzungen und Infos bitte an die Redaktion per eMail an de-info[at]it-boltwise.de. Da wir bei KI-erzeugten News und Inhalten selten auftretende KI-Halluzinationen nicht ausschlie\u00dfen k\u00f6nnen, bitten wir Sie bei Falschangaben und Fehlinformationen uns via eMail zu kontaktieren und zu informieren. Bitte vergessen Sie nicht in der eMail die Artikel-Headline zu nennen: „Zwei Urspr\u00fcnge des Lebens: Bakterien und Archaeen entwickelten sich unabh\u00e4ngig“.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"LONDON (IT BOLTWISE) \u2013 Ein internationales Team rekonstruiert zentrale Schritte der fr\u00fchen Evolution von Bakterien und Archaeen bis…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":329330,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[16],"tags":[17360,85030,9571,46,42,3358,85031,85032,507,508,85033,44,85034,85035,85036,97,96,10814,101,98,85037,100,99],"class_list":["post-329329","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-wissenschaft-technik","tag-ai","tag-archaea","tag-artificial-intelligence","tag-at","tag-austria","tag-bakterien","tag-enzymentwicklung","tag-hydrothermalquellen","tag-ki","tag-kuenstliche-intelligenz","tag-luca","tag-oesterreich","tag-palladium","tag-phosphit","tag-phosphorylierung","tag-science","tag-science-technology","tag-stoffwechsel","tag-technik","tag-technology","tag-ursprung-des-lebens","tag-wissenschaft","tag-wissenschaft-technik"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@at\/117082227608460435","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329329","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=329329"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329329\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media\/329330"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=329329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=329329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=329329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}