Sternengeschichten Folge 123: Panspermie – Kam das Leben aus dem Weltall?

Auf der Erde ist vor 3,6 Milliarden Jahren das Leben entstanden. Aus chemischen Reaktionen wurde eine komplexe Biologie und wie genau das abgelaufen ist, ist heute noch unbekannt. Es könnte aber sein, dass sich das Leben nicht auf der Erde entwickelt hat, sondern im Weltall. Das klingt zwar nach Science-Fiction, ist aber eine plausible wissenschaftliche Hypothese, die derzeit sogar konkret überprüft wird.

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Sternengeschichten Folge 123: Panspermie – Kam das Leben aus dem Weltall?

Irgendwann vor knapp 3,6 Milliarden Jahren entstand auf der Erde Leben. So viel ist klar – weniger klar ist, auf welche Art und Weise das genau abgelaufen ist. Die meiste Zeit über haben sich die Menschen wenig Gedanken über dieses Thema gemacht. Irgendein Gott hat das Leben eben erschaffen und damit war die Sache erledigt. Aber als die Welt dann ein wenig wissenschaftlicher geworden ist, war die ENtstehung des Lebens eine Frage, die eine Antwort benötigt.

Charles Darwin stellte sich einen kleinen Tümpel vor, in dem das erste, simple Leben entstand. Aber wie das genau abgelaufen sein soll, konnte auch er nicht sagen. Mittlerweile wissen die Wissenschaftler ein bisschen besser Bescheid über die Vorgänge, die dazu geführt haben, dass aus unbelebter Chemie eine lebendige Biologie entstanden ist. Man braucht eine Umgebung, in der es flüssiges Wasser gibt in dem chemische Prozesse ablaufen können. Man braucht eine Energiequelle; also Sonnenlicht oder Wärme. Und man braucht diverse Moleküle, die miteinander reagieren können. Aus simpleren chemischen Verbindungen entstehen immer komplexere und irgendwann auch welche, die sich selbst reproduzieren können – eine Vorstufe echter Lebewesen die sich dann irgendwann zu kompletten Organismen entwickelt.

Das könnte zum Beispiel an den sogenannten schwarzen Raucher in der Tiefsee passiert sein. Hier kommt heißes Wasser aus dem Inneren der Erde an die Oberfläche und jede Menge chemisch komplexe Stoffe. Es könnte aber auch auf Vulkaninseln geschehen sein, die ebenfalls alle nötigen Bedingungen für die ENtwicklung von Leben bieten. Aber die Details sind immer noch unklar und vermutlich werden wir nie exakt herausfinden können, was damals von 3,6 Milliarden auf der Erde passiert ist.

Aber vielleicht ist es ja auch gar nicht auf der Erde passiert. Vielleicht kommt das Leben aus dem Weltall? Diese Vermutung findet man in der sogenannten “Panspermie”-Hypothese und die Sache ist nicht ganz so abwegig, wie es vielleicht klingt.

Betrachtet man die geologische Geschichte der Erde, dann fällt dabei auf, dass das Leben mehr oder weniger zum frühest möglichen Zeitpunkt entstanden ist. In der Frühzeit der Erde war das Sonnensystem ein ziemlich chaotischer Ort an dem es noch viel mehr Asteroiden gab als heute die auch viel öfter mit der Erde kollidierten als heute. Zuerst einmal musste die Kruste der gerade entstandenen Erde abkühlen und fest werden und dann musste sich das ständige Bombardement durch Asteroiden beruhigen. Dann erst konnte Leben auf der Erde entstehen und sich dauerhaft halten. Und nach allem was man heute weiß, hat das Leben nicht lange gewartet. Die ältesten Fossilien die wir kennen stammen aus einer Zeit die – geologisch – kurz nach der Bildung der ältesten Gesteine liegt. Sobald das Leben eine Möglichkeit hatte auf der zu entstehen, ist es offensichtlich auch entstanden.

Das sehen viele Biologen als Hinweis darauf, dass die Entstehung von Leben quasi etwas unausweichliches ist. Sobald die Bedingungen seine Entstehung erlauben, wird Leben auch entstehen. Andere Wissenschaftler sind dagegen der Meinung, dass die Zeit eigentlich nicht ausgereicht haben kann. So kurz nach der Bildung der festen Erdkruste kann die nötige Komplexität der für die Entstehung von Leben gebrauchten Moleküle nicht erreicht worden sein. Sie vermutet daher, dass es noch eine Vorgeschichte gegeben hat. Dieser Panspermie-Hypothese nach hat sich das Leben auf der Erde nicht von Grund auf neu entwickelt. Es WAR schon entwickelt und hat nur darauf gewartet, dass sich unser Planet ausreichend beruhigt, damit es sich endlich überall ausbreiten konnte. Denn die Panspermie geht davon aus, dass das Leben anderswo entstanden und dann durch den Weltraum zu uns gekommen ist.

Leben, das durch den Weltraum reist. Dabei denkt man natürlich gleich an Aliens und irgendwelche Raumschiffe. Aber soweit muss man in diesem Fall gar nicht gehen. Einer der ersten, der sich ganz konkret über die Ausbreitung des Lebens im Weltall Gedanken gemacht hat, war der schwedische Physiker und Chemiker Svante Arrhenius. Anfang des 20. Jahrhunderts lieferte er die erste theoretische Beschreibung eines möglichen Panspermie-Szenarios. Bakterien oder andere Mikrolebwesen könnten durch Winde bis hoch hinauf in die Atmosphäre eines Planeten getragen werden, so Arrhenius. Diese Sporen können dann aus der Atmosphäre entkommen, wo sie dann dem Strahlungsdruck des Stern ausgeliefert sind. Das auf sie treffende Sternenlicht schiebt die Sporen quasi durchs All und beschleunigt sie so stark, dass sie am Ende in den interstellaren Raum gelangen können. Irgendwann treffen sie dann auf einen anderen Planeten eines anderen Sterns, geraten in dessen Anziehungsbereich und landen dort. Sind die Bedingungen geeignet für Leben, dann entwickelt es sich weiter.

Diese Theorie von Arrhenius klingt zwar weit her geholt, ist aber nicht prinzipiell unmöglich. Man hat mittlerweile tatsächlich irdische Bakterien hoch oben in der Atmosphäre gefunden; bis zu 40 Kilometer weit in der Stratosphäre. Man weiß auch, dass Strahlungsdruck und Sternenwind eines Sterns kleine Teilchen tatsächlich beschleunigen kann und man hat sogar Lebewesen identifiziert, die die harschen Bedingungen im Weltall überleben können. Bei der Surveyor 3 Mission der NASA wurden im Jahr 1967 zum Beispiel aus Versehen Streptococcus-Bakterien ins All und auf den Mond gebracht. Die blieben dort 31 Monate lang dem Vakuum, den extremen Temperaturen und der kosmischen Strahlung auf der Mondoberfläche ausgesetzt bevor sie von der Besatzung von Apollo 12 im Jahr 1969 wieder zur Erde gebracht wurden – und sich dort ganz nomal weiter vermehren konnten. Später gab es gezielte Versuche, bei denen Mikrolebewesen ins All gebracht wurden um zu sehen, wie sie mit den Bedingungen klar kommen. Recht gut, wie sich gezeigt hat. Es gibt Bakterien wie zum Beispiel Deinococcus radiodurans, die extreme radioaktive Strahlung aushalten können; andere leben tief im Gestein oder in kochend heißem Wasser. Andere Lebewesen wie die winzigen Bärtierchen können in eine Art extremen Winterschlaf verfallen und fast beliebig lang unter den widrigsten Bedingungen überleben.

Panspermie wäre als zumindest theoretisch möglich. Natürlich verschiebt das die Frage nach der Entstehung des Lebens nur an einen anderen Ort. Wenn das Leben auf einem anderen Planeten entstanden ist, dann muss es ja auch dort erstmal irgendwie entstehen. Aber es würde zumindest einen Erklärungsansatz bieten, wieso das Leben auf der Erde so früh aufgetreten ist. Eine andere Variante der Panspermie geht davon aus, dass nicht das fertige Leben selbst auf die Erde gekommen ist, sondern nur die Bausteine dazu. Wir WISSEN heute, dass überall im Weltraum komplexe Moleküle existieren und unter anderem auch genau die Moleküle, die als Grundlage für das Leben auf der Erde gedient haben. Man findet sie zum Beispiel in den großen Gas- und Staubwolken, die sich zwischen den Sternen befinden und aus denen neue Sterne entstehen. Immer wieder stoßen dort kleinste Staubkörner mit einzelnen Atomen zusammen und wenn sich verschiedene chemische Elemente im Laufe der Jahrmillionen auf einem Staubkorn einfinden, können sie sich dort zu immer komplexeren Molekülen zusammenschließen. Entsteht dann aus der Wolke ein Stern, dann bleibt immer ein wenig Staub und Gas übrig und es gibt quasi von Anfang an ein Reservoir chemischer Grundbausteine, aus denen Leben entstehen kann – wenn es auf einen entsprechenden Planeten gelangt.

Transportmittel dafür könnten Kometen und Asteroiden sein. Auch hier wissen wir, dass dort viele Moleküle zu finden sind. Wir haben sie schon gefunden; sowohl im Weltall selbst als auch in Meteoriten, die auf die Erde gefallen sind. Es ist also sogar sehr wahrscheinlich, dass die Bausteine, aus denen sich das Leben entwickelt hat, ursprünglich im Weltall zusammengebaut worden sind. Auch das würde erklären, wieso das Leben sich so früh entwickelt hat. Die vielen Asteroideneinschläge in der Frühzeit der Erdgeschichte haben die nötigen Moleküle auf unseren Planeten gebracht und sobald sich die Lage so weit beruhigt hatte, dass eine halbwegs stabile Umwelt existierte, hat sich dann daraus das Leben entwickelt.

In diesem Fall könnten wir demnächst sogar Belege finden, dass es wirklich so abgelaufen ist. Die Moleküle, aus denen das Leben auf der Erde entstanden ist können in zwei verschiedenen räumlichen Anordnungen existieren. Bei den chemischen Prozessen des Lebens wird aber so gut wie immer nur eine einzige davon verwendet und warum die andere ignoriert worden ist, ist derzeit unbekannt. Es könnte sein, dass die Bedingungen im Weltall eine Art der Moleküle bevorzugen und die andere nicht. Dann würde auch nur diese eine Art auf die Erde gelangen und nur aus dieser einen Art würde Leben entstehen. Um diese These zu prüfen muss man allerdings ein chemisches Labor ins All bringen und dort vor Ort entsprechende Untersuchungen anstellen. Aber genau das passiert gerade – im Jahr 2014 landete die Raumsonde Philae auf dem Kometen Tschurjomov-Gerasimenko um unter anderem solche chemischen Analysen durchzuführen und herauszufinden, ob es eine bevorzugte Molekülform gibt und ob es die gleiche ist wie auf der Erde.

Neben dieser schwächeren, aber durchaus nicht unwahrscheinlichen Variante der Panspermie gibt es natürlich auch viel stärkere Versionen. Der Nobelpreisträger Francis Crick, der unter anderem die Struktur der DNA entdeckt hatte, hat zum Beispiel behauptet, dass fortgeschrittene Zivilisationen absichtlich Mikrolebewesen ins All hinaus schicken. Das wäre die kostengünstigste Methode, um andere Planeten zu kolonialisieren und das Leben über das Universum zu verteilen.

Bis jetzt gibt es noch keine konkrteten Hinweise darauf, dass das Leben wirklich aus dem Weltall auf die Erde gekommen ist. Aber so lange wir nicht genau verstehen, wie es damals entstanden ist, bleibt diese faszinierende Möglichkeit weiterhin bestehen…

Auf der Erde ist vor 3,6 Milliarden Jahren das Leben entstanden. Aus chemischen Reaktionen wurde eine komplexe Biologie und wie genau das abgelaufen ist, ist heute noch unbekannt. Es könnte...