Der Ursprung allen Lebens

Unser Planet bildete sich vor ungefähr 4,57 Milliarden Jahren. Es ist der Beginn des Sonnensystems – der Staub einer riesigen Gaswolke sollte sich zur Sonne und den Planeten verdichten. Anfangs wuchs die Erde immer weiter, denn sie kollidierte mit Gesteinsbrocken aus dem All. Das geschah mit solch einer Wucht, dass enorme Hitze entstand. Die Ur-Erde glich deshalb einer riesigen, glühenden Kugel.

Folgenschwere Ereignisse

Unser Planet war schon ungefähr 70 Millionen Jahre lang stetig angewachsen, als ein Himmelskörper, der so gross war wie der Mars, in die Proto-Erde hineinraste. Es wurden gewaltige Energien freigesetzt; Trümmer schossen ins All. Doch ohne diesen Vorfall wäre Leben auf der Erde schwer möglich: Die Materie verklumpte sich zum Mond. Dieser hält die Erde mit seiner Schwerkraft im Gleichgewicht und sorgt so für beständige Klimabedingungen.

Daraufhin erkaltete die Erde zunehmend und das Gestein verfestigte sich. Doch aus Vulkanen strömten Rauch und heisse Gase aus – es bildete sich eine erste Form der Atmosphäre. Diese schützte den Planeten vor Meteoriten und der Sonnenstrahlung. 

Und dann war die Geburtsstunde der Ozeane: Der ausgespiene Wasserdampf kondensierte mit der zunehmenden Abkühlung zu Tropfen, die in endlosen Regenfällen auf die Erdoberfläche fielen. So waren vor rund 4,2 Millionen Jahren riesige Meere entstanden, die den Planeten in einer 4000 Meter tiefen Schicht umhüllten.

Erstes Leben entstand im Ozean

Zehnmillionen von Jahren später war die Erde kein dampfender, grauer Ball mehr, sondern tiefblau; vom Ur-Ozean bedeckt. Noch immer war die Erdkruste in Bewegung.

Auf dem Meeresboden fand dann, 4 Milliarden Jahre vor unserer Zeit, ein einzigartiger Prozess statt: Im Gestein rund um sogenannte Black Smokers bildeten sich die ersten Zellen. Black Smokers sind bis zu 20 Meter hohe Tiefsee-Schloten, die an dünnen und rissigen Stellen der Erdkruste entstanden. Meereswasser kann dort in das Gestein eindringen, wo es sich durch den Kontakt mit flüssigem Magma erwärmt und am Ende durch die Kruste zurück in den Ozean schiesst. Ihren Namen haben diese Hydrothermal-Quellen vom schwarzen Rauch, den sie ausstossen. Er besteht aus Mineralen aus dem Erdinneren. Diese lagern sich danach rund um die Öffnung ab und türmen sich nach und nach zu einer Schlote auf. Rund um die Black Smokers finden sich meist auch White Smokers. Aus ihnen dringt Wasser, das nicht mit Magma in Berührung kam und dadurch nur bis zu 90 °C warm ist – im Gegensatz zu jenem aus den Black Smokers, das auf ca. 400 Grad aufgeheizt wurde.

Als Materie Leben eingehaucht wurde

Die Bedingungen bei den White Smokers waren ideal für die Bildung des ersten Lebens auf der Erde. Die steinernen Wände der Schlote sind porös – in den winzigen Gesteinsbläschen bildeten sich sehr wahrscheinlich die Urzellen. Die Kämmerchen waren geschützt durch eine Schicht aus Eisen-Schwefel-Verbindungen. In ihrem Inneren konnten sich Moleküle bilden: Es liefen chemische Reaktionen ab zwischen dem schwach sauren Ozeanwasser und dem basischen Quellwasser aus dem Erdinneren. Daran waren vor allem Kohlenstoff, Ammoniak, Wasserstoff, Schwefel und Phosphor beteiligt – sie verbanden sich zu immer komplexeren Molekülen. So entstanden erste Bausteine organischer Substanzen: Zuckerverbindungen, Aminosäuren und Nukleinsäurebasen. Aminosäuren wiederum bildeten kurze Ketten (Peptide), aus denen später Eiweissmoleküle resultierten. Ausserdem verknüpften sich verschiedene Moleküle zu Nukleotiden, welche sich wiederum zu der Ribonukleinsäure (RNS) zusammenfügten. Dies war ein einzigartiger Schritt: Die RNS konnte sich selbst kopieren und vervielfältigen. Zudem begann die RNS, Eiweisse nach einem bestimmten Bauplan herzustellen. Dies sind elementare Eigenschaften allen organischen Lebens.

Schliesslich bildeteNukleotide längere Ketten – und fügten sich zu einer Doppelhelix zusammen - die Desoxyribonukleinsäure (DNS) war geboren. Sie war ebenfalls in der Lage, Informationen über den Bau anderer Moleküle zu speichern. Allerdings war sie durch ihren Doppelstrang stabiler als die RNS. So übernahm sie die Koordination des entstandenen Organismus im Gesteinsbläschen.

Dies war der Übergang von der Chemie zur Biologie: Die Urzelle nutzte Energie, um neue Stoffe zu bilden – sie betrieb Stoffwechsel.

Des Weiteren lagerten sich an den Wänden der winzigen Kammern Lipide an, wodurch sich die ersten Membranen und Zellwände bildeten. Sie boten der Zelle besonderen Schutz und Festigkeit. So waren sie geschützt, wenn die Gesteinswände der Schlote einbrachen – und die Urzellen in den Ozean entliessen.

Das erste Leben entstammt also den Tiefen des Ozeans. Über Jahrmillionen entwickelten sich daraus Cyanobakterien, die als erste Lebensformen Fotosynthese betrieben, sowie die ersten vielzelligen Zellen, die Eukaryoten. Das Leben nahm immer komplexere Formen an; einige Tiere stiegen aus dem Wasser. Doch das ist eine andere Geschichte.