In einem Übersichtsbericht fasst Live Science zusammen, wie Astronom:innen und Chemiker:innen in den vergangenen Jahren zahlreiche fundamentale Zutaten für irdisches Leben im Weltraum nachgewiesen haben. Dabei suchen die Wissenschaftler:innen gezielt nach Molekülen, die als Vorläufer für komplexe organische Strukturen wie Proteine, Zellmembranen und genetisches Material dienen. Die Fundorte reichen von Meteoriten über Kometen hin zu dichten interstellaren Gaswolken, in denen neue Sterne entstehen.
Definition der präbiotischen Kandidaten
Nicht jedes im All gefundene komplexe Molekül taugt automatisch als Baustein des Lebens. Der Forscher Sergio Ioppolo von der dänischen Universität Aarhus definiert einen sogenannten präbiotischen Kandidaten gegenüber Live Science sehr eng. Es muss sich laut Ioppolo um ein Molekül handeln, das nachweislich auch ohne bereits existierendes Leben entstehen kann und das eine dokumentierte Rolle in einem möglichen Entstehungsweg des Lebens spielt.
Bislang zählen die Expert:innen etwa 30 solcher eindeutig identifizierten Kandidaten im Weltraum. Die genaue Zahl variiert jedoch je nach der exakten Definition der beteiligten Forschungsgruppen. Fest steht, dass diese chemischen Bausteine in unterschiedlichsten Umgebungen unseres Sonnensystems und darüber hinaus existieren.
Asteroidenproben liefern genetische Grundbausteine
Einen enormen Schub für die Astrobiologie brachten aktuelle Missionen, bei denen Material von erdnahen Asteroiden direkt in irdische Labore zurückgeführt wurde. So fanden sich in den Proben der Himmelskörper Ryugu und Bennu alle fünf kanonischen Nukleobasen, die das Fundament für unsere Erbsubstanz DNA sowie die RNA bilden. Ebenso konnten Forscher:innen in dem außerirdischen Gestein mehr als ein Dutzend jener Aminosäuren identifizieren, die für den Aufbau von zellulären Proteinen unerlässlich sind.
Ein entscheidendes Detail ist bei diesen Untersuchungen das exakte Verhältnis der verschiedenen Molekülstrukturen zueinander. Viele dieser organischen Bausteine existieren in der Natur in zwei spiegelbildlichen Formen, die sich zueinander verhalten wie eine rechte und eine linke Hand.
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Das irdische Leben nutzt für seine biologischen Prozesse fast ausschließlich die sogenannte linkshändige Variante dieser Moleküle. Die auf den Asteroiden gefundenen Bausteine weisen jedoch oft eine gleichmäßige Mischung aus links- und rechtshändigen Formen auf.
Das belegt für die beteiligten Analytiker:innen zweifelsfrei den außerirdischen Ursprung der Moleküle. Wären die Raumfahrt-Proben nach der Landung schlicht durch irdisches Material verunreinigt worden, fänden sich darin fast ausschließlich linkshändige Bausteine.
Präbiotische Chemie in interstellaren Wolken
Nicht nur auf festen Gesteinsbrocken, sondern auch im tiefen Raum ordnen sich Atome zu den Vorstufen des Lebens an. Wie bereits berichtet, gelang einem Team um die Forscherin Izaskun Jiménez-Serra vom spanischen Zentrum für Astrobiologie in Madrid kürzlich die Entdeckung des Zuckers Erythrulose in einer Molekülwolke. Damit ist belegt, dass sich selbst komplexe Kohlenhydrate schon formen, bevor sich in diesen Regionen des Kosmos überhaupt Sterne oder Planeten bilden.
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Trotz der rasanten Fortschritte durch immer leistungsfähigere Radioteleskope und Spektrometer stoßen wir hier an eine technische Grenze. Sehr große Moleküle lassen sich aus der Distanz mit Teleskopen kaum noch verlässlich identifizieren, da sich ihre chemischen Fingerabdrücke im Lichtspektrum zu stark überlappen. Deshalb planen Raumfahrtbehörden weitere Missionen zur Probenrückführung, unter anderem die bereits 2025 gestartete chinesische Mission Tianwen-2 zum Asteroiden Kamoʻoalewa.
Was noch fehlt und wie die Funde einzuordnen sind
So beeindruckend die bisherigen Listen der entdeckten Aminosäuren, Zucker und Nukleobasen ausfallen, so nüchtern muss die Auswertung bleiben. Wir haben im All bisher ausschließlich die Einzelteile gefunden, aber niemals die fertigen, funktionierenden Makromoleküle, die echtes Leben definieren. Es fehlt bisher jeder Nachweis von intakten DNA-Strängen, schützenden Zellmembranen aus Lipiden oder auch nur komplexeren Zuckern wie Ribose.
Aus der bloßen Existenz dieser präbiotischen Moleküle lässt sich zudem nicht ableiten, dass die Entstehung von Leben im Kosmos zwangsläufig folgt. Die extremen physikalischen Bedingungen im Weltall, die von hochenergetischer Strahlung und starken Temperaturwechseln geprägt sind, können diese empfindlichen chemischen Verbindungen rasch wieder zerstören. Die bisherigen Funde beweisen letztlich lediglich, dass die chemische Evolution im Universum ein weitverbreiteter Prozess ist. Sie liefern aber noch lange keinen Beweis für die tatsächliche Entstehung echten Lebens.
