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28.11.05  Neuer Artikel zum Thema „Entstehung des Lebens“

Eine wichtige Voraussetzung für Leben betrifft die genaue räumliche Gestalt lebensnotwendiger Moleküle. Aminosäuren, Zucker und sehr viele andere Lebens-Bausteine kommen in der Natur nur in einer von zwei spiegelbildlichen Formen vor bzw. nur die eine Form ist in einem bestimmten Organismus oder für eine bestimmte Funktion brauchbar. Diese molekulare Asymmetrie der Natur nennt man Homochiralität. Chiralität ist die Erscheinung, dass Moleküle oder sonstige Gegenstände in zwei zueinander spiegelbildlichen, nicht kongruenten (nicht identischen) Formen existieren können. Chiralität heißt übersetzt Händigkeit; denn die Hände sind ein Beispiel für chirale Objekte. Zwei zueinander spiegelbildliche Moleküle heißen Enantiomere, ein 1:1-Gemisch zweier Enantiomere Racemat.

So ähnlich sich Enantiomere sind – sie können sich gegenseitig nicht ersetzen. Eine Diät, die statt L- nur D-Aminosäuren enthielte, würde rasch zum Tode durch Mangelernährung führen. „L“ und „D“ bezeichnen eine von zwei gängigen chemischen Nomenklaturen, um sprachlich Enantiomere zu unterscheiden. Reine Enantiomere können im Labor hergestellt werden. Geht man von achiralen (nicht-chiralen) Ausgangsmaterialien aus, so muss man die chirale Information in irgendeiner Weise chemisch hineinbringen, sonst entstehen wieder nur Racemate. Eingebracht wird die Information, indem man auf enantiomerenreine Hilfsreagenzien, Katalysatoren o.ä. zurückgreift, die letztlich aus der Natur stammen.

Aber wie entstanden die enantiomerenreinen Substanzen, die wir in der Natur finden? Genau das ist eines der großen Naturrätsel. Vor der Entstehung von Lebewesen muss irgendwann die Entscheidung zugunsten der einen Sorte Enantiomerer gefallen sein. Auf der Ebene lebender Organismen führt die Konkurrenz von Individuen und Arten zu Selektionsprozessen. Bei Enantiomeren mit chemisch gleichem Energiegehalt existiert ein auf Konkurrenz basierender Selektionsprozess nicht. Daher ist prinzipiell unklar, wie es in einer hypothetischen präbiotischen (=vor der Existenz von Leben) Welt zu einer Selektion kommen kann. Beide Alternativen sind dort gleich wahrscheinlich.

Eine natürliche Ursache dieses Naturphänomens ist schwer vorstellbar, wird aber gesucht. Dazu wurden verschiedene Erklärungshypothesen aufgestellt. Sie lassen sich in vier Gruppen einordnen, die im Artikel Die fehlenden Spiegelbilder erläutert werden. Im Expertenteil (Die fehlenden Spiegelbilder) werden diese Hypothesen ausführlich dargestellt. Es zeigt sich, dass alle diese Hypothesen ungeeignet sind, den Ursprung der lebensnotwendigen Homochiralität zu erklären.

Der Autor des Artikels, Professor Peter Imming, gelangt zu folgenden Schlussfolgerungen:

„Das Phänomen der Homochiralität wird ... sofort verständlich, wenn wir nicht auf der Basis unseres Nicht-Wissens, sondern unseres Wissens an die Fragestellung herangehen. Wir wissen sehr genau, wie man reine Enantiomere und überhaupt die Moleküle des Lebens (Aminosäuren, Zucker, Proteine, RNS, DNS usw.) herstellen kann, unter welchen Bedingungen sie entstehen können, stabil sind oder zerfallen. Wir wissen auch, unter welchen Bedingungen sie eben nicht entstehen können. Wir können sie selbst herstellen und sehen, welche Chemie dafür erforderlich ist und welche es verhindert. Wir wissen, dass beispielsweise reine Enantiomere nicht von allein entstehen, sondern mittels gezielter Auswahl von Reagenzien, Reaktionsbedingungen, Reaktionsaufarbeitung und -abfolgen durch einen Experimentator.

Auf der Basis dieses unseres Wissens können wir schließen, dass auch die erste Entstehung der Moleküle des Lebens und ihr Zusammenbau zu einer Zelle gezielte Planung und Kreativität erforderte. Zielsetzung, Planung und Kreativität sind hier nicht ‘Lückenbüßer’ für etwas (noch) Unverstandenes, sondern logische Folgerung aus unserem experimentellen, in unzähligen Versuchen wissenschaftlich erworbenem Wissen um die Eigenschaften und Erfordernisse für die Moleküle des Lebens und für lebende Zellen. Wir wissen, dass es dafür absolut notwendig und unerlässlich ist, gezielt und geplant vorzugehen.

Die beste Erklärung für die Entstehung der Homochiralität ist also diejenige, die auf unserem Wissen um die Möglichkeiten der Entstehung dieses Phänomens basiert statt auf Spekulationen und Hypothesen. Die beste Erklärung ist: Jemand – ein Schöpfer – hat ‘manipuliert’, so wie es auch Chemikern durch kreative, gezielte Versuchsplanung und -durchführung gelingt, enantiomerenreine Substanzen herzustellen. Wir wissen, wie man reine Enantiomere herstellen kann – von alleine, de novo, ohne Voraussetzung von Leben, geschieht es nicht. Deshalb kann es nach allem, was wir wissen, auch ‘ganz am Anfang’ nicht von allein geschehen sein.“

Autor dieser News: Reinhard Junker, 28.11.05

 
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