IV: Chemische Evolution: Theorien
Voraussetzungen
Als vor 4,5 Mrd. Jahren die Erde entstand war sie so heiß, dass der Abkühlungsprozess noch weiter 100 Millionen Jahre dauerte.
Durch diese Abkühlung konnten sich eine Kruste sowie eine Uratmosphäre bilden. Die Uratmosphäre musste bis auf unter 100°C abkühlen, damit der Wasserstoff in der Atmosphäre kondensieren konnte und sich in einem „Urozean“ ansammeln konnte. Der Kreislauf des Wassers war geboren.
Die Uratmosphäre selber war eine reduzierende Atmosphäre, d.h. sie enthielt keinen Sauerstoff. Vorkommende Gase waren: Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und etwas Wasserstoff.
Da diese Atmosphäre keinen Sauerstoff enthielt, konnte sich auch kein Ozon bilden, was heutzutage für alles Leben überlebenswichtig ist, da es die kurzwellige UV-Strahlung in der Atmosphäre absorbiert.
UV-Strahlen erreichten folglich den Erdboden und waren damit der Hauptenergielieferant für chemische Reaktionen der vorhandenen Stoffe.
Weitere Energiequellen: Funkenentladungen (Gewitter), vulkanische Hitze und radioaktive Strahlung durch Zerfall von radioaktiven Stoffen.
(detailliertere Entstehungsgeschichte siehe „Die Entstehung der Erde“).
Allgemeine Feststellungen zur Chemischen Evolution
I) Trotz der diversen und differenzierten Theorien zur Entstehung von Leben mussten sich die biotischen Urmoleküle aus Aminosäure, Zucker, Nucleobasen sowie Fettsäuren aus den in der Uratmosphäre enthaltenen Molekülen Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff bilden können. Diesen Schritt der Lebensentstehung und Evolution nennt man "Chemische Evolution".
II) Damit aus abiotischen Stoffen etwas Lebensfähiges entstehen kann, müssen folgende Bedingungen in jeder Theorie erfüllt sein:
I) Trotz der diversen und differenzierten Theorien zur Entstehung von Leben mussten sich die biotischen Urmoleküle aus Aminosäure, Zucker, Nucleobasen sowie Fettsäuren aus den in der Uratmosphäre enthaltenen Molekülen Methan, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Wasserstoff bilden können. Diesen Schritt der Lebensentstehung und Evolution nennt man "Chemische Evolution".
II) Damit aus abiotischen Stoffen etwas Lebensfähiges entstehen kann, müssen folgende Bedingungen in jeder Theorie erfüllt sein:
- Aminosäure, Zucker, Nucleobasen sowie Fettsäuren sind notwendig;
- Alle organischen Moleküle sind in einen wässrigen Milieu angereichert worden;
- Kompartimierung der Moleküle zu Umwelt, dadurch Schaffung eines Raumes, welcher Stoffwechsel zulässt und Abfall- bzw. Nährstoffmoleküle aufnimmt / abgibt;
- Reaktionen zwischen Molekülen waren durch Katalysatoren verstärkt und verlief gerichtet;
- Wichtige Biomoleküle (Amionsäure, Zucker, Nucleobasen, Fettsäuren) wurden durch Informationsträger in einem vererbungsänlichem Mechanismus chemisch vermehrt werden.
Allgemeiner Ablauf der chemischen Evolution basierend auf A. Oparins "Origine of Life on Earth" (1936)
- Die anorganischen Molekülen Wasserstoff, Wasser, Methan, Ammoniak wurden durch eine chemische Reaktion zu organischen Molekülen wie Aminosäuren, Pyrimidinen, Purinen und Zucker synthetisiert.
- Durch Polymerisations- sowie Polykondensationsreaktionen wurden Aminosäuren, Pyrimidinen, Purinen und Zucker zu Nukleinsäuren, Polysacchariden und Proteinen, den sogenannten "Biopolymere".
- Diese Biopolymere werden zu Protobionten, d.h. die einzelnen Moleküle lagern sich zu abgerenzten Reaktionsräumen zusammen. Diese Protobionten waren Vorgänger der uns bekannten Zellen und waren erregbar und zum Stoffwechsel fähig, nicht aber zur Vererbung.
- In diesen Protobionten entstand nun RNA und schlussendlich wurden aus den Protobionten Prokaryoten.
Lies mehr über die Theorien zur Entstehung von Leben: Panspermie-Theorie