Chemische Evolution

Als chemische Evolution oder Abiogenese bezeichnet man die Entstehung von Lebewesen aus anorganischen und organischen Stoffen.^[1][2] Sie begann im Hadaikum (bis vor etwa 4 Milliarden Jahren), dem ersten Abschnitt des Präkambriums. Im Eoarchaikum, dem zweiten Abschnitt des Präkambriums, begann die Evolution zellulärer Organismen. Es entstanden Prokaryoten. Seither bildet sich Leben aus Leben (Biogenese). Die unbekannte Mischung anorganischer Substanzen, welche die Entstehung von Leben ermöglichte, wird häufig als Ursuppe (englisch primordial soup), Urschleim oder auch Urschlamm bezeichnet, wobei diese Vorstellung jedoch umstritten ist.

Kennzeichen der chemischen Evolution ist die spontane Strukturbildung durch Autokatalyse, einschließlich der Entstehung der Homochiralität. Voraussetzung sind Fließgleichgewichte fernab des thermodynamischen Gleichgewichts. Als wahrscheinlicher Antrieb gelten thermische und chemische Gradienten heißer Quellen im Meeresboden. Die darwinschen Mechanismen der biologischen Evolutionstheorie (Variation, Selektion und Reproduktion) liegen den meisten Hypothesen hingegen nicht zugrunde.^[3]

Zum Ablauf der chemischen Evolution existieren diverse Hypothesen. Sie werden hauptsächlich durch Experimente gestützt, die auf geologischen Erkenntnissen über die damalige chemische Zusammensetzung der Erdatmosphäre, der Hydrosphäre und der Lithosphäre sowie klimatische Bedingungen beruhen. So konnte zwar bereits die chemische Entstehung komplexer Moleküle beobachtet werden, die für biologische Abläufe notwendig sind, jedoch noch keine Bildung eines lebenden Systems. Die Experimente reichen momentan nicht zur Formulierung einer geschlossenen Theorie aus, die erklären kann, wie das Leben entstand.^[4]

Sicher scheint zu sein, dass sich nur eine Form von Leben, nämlich die auf Nukleinsäuren (RNA und DNA) beruhende, durchgesetzt hat (falls weitere existiert haben sollten bzw. überhaupt möglich sind). Wesentliche Indizien für diese Theorie sind die Gleichheit der Bausteine der zwei wesentlichsten lebenstypischen Makromoleküle in allen bekannten Lebensformen (die fünf Nukleotide als Bausteine der Nukleinsäuren und die 21 Aminosäuren als Bausteine der Proteine) und der universell gültige genetische Code.

1. ↑ Martina Preiner: Schöne, alte RNA Welt. In: Spektrum.de. 2016, S. 1 (spektrum.de). 
2. ↑ Abiogenese. In: Lexikon der Biochemie. Abgerufen am 26. November 2017. 
3. ↑ Georg Toepfer: Generelle Evolutionstheorie. In: Philipp Sarasin, Marianne Sommer (Hrsg.): Evolution: Ein interdisziplinäres Handbuch. Metzler Verlag 2010. ISBN 978-3-476-02274-5, S. 127
4. ↑ Springer-Verlag GmbH: Leben durch chemische Evolution? Eine kritische Bestandsaufnahme von Experimenten und Hypothesen. 1. Auflage 2019. Berlin, Heidelberg 2019, ISBN 978-3-662-57978-7.