Aarhus (Dänemark) – Zentrale Bausteine des Lebens, könnten nicht erst auf Planeten selbst, sondern bereits spontan im All entstehen. Zu diesem Schluss kommt eine aktuelle Studie, die die Entstehung von Peptiden, der Vorstufe von Proteinen unter Weltraumbedingungen simuliert hat.
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Wie das Team um Sergio Ioppolo und Alfred Thomas Hopkinson von der Universität Aarhus aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-025-02765-7) berichtet, verschieben die Ergebnisse die bisherigen Vorstellungen zur Entstehung lebensrelevanter Moleküle grundlegend und erhöhen die statistische Wahrscheinlichkeit außerirdischen Lebens erheblich.
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Im Zentrum der Forschungsarbeit stehen Laborversuche, in denen die extremen Bedingungen interstellarer Staubwolken realitätsnah nachgebildet wurden. Diese gigantischen Gas- und Staubansammlungen gelten als Geburtsstätten neuer Sterne und Planetensysteme. Temperaturen von rund minus 260 Grad Celsius, nahezu vollständiges Vakuum und permanente energiereiche Strahlung prägen dort die Umgebung. Genau diese Bedingungen simulierten die Forschenden in speziellen Ultrahochvakuumkammern an der Universität Aarhus sowie am ungarischen Forschungszentrum HUN-REN Atomki.
Auch komplexe Moleküle können im All entstehen
Bereits früher war bekannt, dass einfache Aminosäuren wie Glycin im interstellaren Raum entstehen können. Offen blieb jedoch die Frage, ob sich dort auch komplexere Moleküle bilden, die näher an biologischen Strukturen liegen. Peptide bestehen aus mehreren miteinander verbundenen Aminosäuren und sind essenziell für die Bildung von Proteinen – ohne sie ist Leben, wie wir es kennen, nicht denkbar.
In den Experimenten platzierten die Forschenden Glycin auf einer Oberfläche, die interstellaren Staubkörnern nachempfunden ist, und bestrahlten die Probe mit energiereichen Protonen, die kosmische Strahlung simulieren. Das Ergebnis war eindeutig: Die Glycinmoleküle reagierten miteinander und bildeten Peptide – begleitet von der Entstehung von Wasser. Genau dieser Prozess dürfte auch in realen Staubwolken ablaufen.
Bisherige astrochemische Annahmen widerlegt
Damit widerlegt die Studie eine lange vertretene Annahme der Astrochemie: Bislang ging man davon aus, dass in interstellaren Wolken nur sehr einfache Moleküle entstehen und komplexere Chemie erst später, in der Phase der Planetenentstehung, einsetzt. Die neuen Daten zeigen jedoch, dass entscheidende Schritte der präbiotischen Chemie bereits stattfinden, lange bevor Sterne und Planeten überhaupt existieren.
Die Konsequenzen sind weitreichend: Wenn Peptide bereits im interstellaren Medium gebildet werden, könnten sie in großer Zahl in entstehende Planetensysteme eingebracht werden. Beim Kollaps der Staubwolken und der Bildung von Planeten würden diese Moleküle auf die Oberflächen junger, felsiger Welten gelangen. Befinden sich diese Planeten in der habitablen Zone, könnte dort auf einer bereits chemisch „vorgeimpften“ Grundlage Leben entstehen.
Besonders bemerkenswert ist dabei die Universalität des beobachteten chemischen Prozesses. Die Bindung von Aminosäuren zu Peptiden folgt immer demselben Reaktionsmechanismus – unabhängig davon, um welche Aminosäure es sich handelt. Die Forscher und Forscherinnen gehen daher davon aus, dass nicht nur Glycin, sondern auch andere, komplexere Aminosäuren auf ähnliche Weise Peptide bilden können. Entsprechende Experimente sind bereits geplant.
Gleichzeitig betonen die Autoren, dass Peptide allein noch kein Leben bedeuten. Weitere zentrale Bausteine wie Nukleobasen, Nukleotide oder Membranbestandteile sind ebenfalls notwendig. Ob auch diese Molekülklassen unter interstellaren Bedingungen entstehen, ist bislang offen. Am Center for Interstellar Catalysis arbeiten die beteiligten Teams jedoch schon jetzt gezielt daran, auch diese Fragen zu klären.
Vorstufen des Lebens
Ko-Autorin Liv Hornekær weist darauf hin, dass solche Moleküle nicht nur passive Bausteine sind. Sie könnten bereits im frühen Stadium der Planetenentwicklung als Katalysatoren fungieren und weitere chemische Reaktionen begünstigen, die schließlich in Richtung biologischer Systeme führen.
Die Studie liefert damit ein starkes Argument gegen die Vorstellung, Leben sei ein extrem seltener Sonderfall. Stattdessen deutet sich ein Universum an, in dem die chemischen Voraussetzungen für Leben weit verbreitet und robust entstehen. Wie genau daraus letztlich lebende Systeme hervorgehen, bleibt offen – doch die Ausgangsbedingungen könnten deutlich häufiger vorhanden sein als bislang angenommen.
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Quelle: Nature Asronomy, Aarhus Universitet
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