Panspermie: Hypothesen und Fakten der Theorie des Ursprungs des Lebens

Als die Erde gerade vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstand, war sie völlig leblos, aber innerhalb von 100-200 Millionen Jahren tauchten Anzeichen der lebenswichtigen Aktivität der einfachsten Organismen auf. Es gibt viele Theorien über den Ursprung des Lebens auf der Erde, und eine davon ist als Panspermie bekannt - das ist die Annahme dass das Leben nicht auf dem Planeten entstand, sondern aus dem Weltraum in Form eines biologischen Material.

Das Grundkonzept in der Theorie sind die sogenannten „Lebenskeime“ – Sporen oder Mikroorganismen von anderen Planeten. Es wird vermutet, dass sie mit einem Meteoriten oder in Form einzelner Teilchen unter dem Einfluss von Lichtdruck auf die Erde gekommen sein könnten. Gleichzeitig ist eines der Hauptargumente von Kritikern, ob Mikroorganismen Hunderttausende und Millionen von Jahren im Weltraum hätten überleben können? Unterm Strich ist der Weltraum nicht nur durch eine luftleere Umgebung gefährlich für organische Stoffe, sondern auch durch eine Vielzahl von Partikeln und Strahlung.

Ursprung der Panspermie-Hypothese

Zum ersten Mal wurden Ideen über die außerirdische Entstehung des Lebens von dem deutschen Wissenschaftler Hermann Richter geäußert, dies geschah 1867. Später hatten die Ideen der Panspermie viele Anhänger und Gegner. Das Konzept wurde mehrfach scharf kritisiert, aber oft neu bestätigt. Bis jetzt gibt es keine eindeutigen Beweise oder Widerlegungen, aber neuere wissenschaftliche Forschungen bestätigen eine Reihe von Aussagen, die in der Theorie auftauchen.

Um das Überleben von Mikroorganismen im Weltraum zu testen, wurde 2014 eine Raumsonde gestartet, die meteoritenähnliche Materialien und lebende Mikroorganismen enthält. Einige Monate später kehrte der Satellit zur Erde zurück, sein Inhalt wurde sorgfältig untersucht. Es stellte sich heraus, dass einige Bakterien überleben konnten (nicht nur in einem luftleeren Raum, sondern auch bei enorme Temperaturen beim Eintritt in die Atmosphäre) und normale Lebensaktivitäten bereits im Erdboden Bedingungen.

Dies zeigt nicht eindeutig die Richtigkeit der Theorie, aber es ist ein starkes Argument dafür.

Kurze Beschreibung der Theorie der Panspermie

Die Hauptthese von Anhängern der Panspermie-Theorie ist die Möglichkeit, lebendes biologisches Material zwischen Himmelskörpern zu übertragen, während die Lebensfähigkeit einfachster Mikroorganismen erhalten bleibt.

Viele bezweifeln, dass dies tatsächlich passieren kann, da Bakterien, die im interstellaren Medium eingeschlossen sind, extremen negativen Auswirkungen ausgesetzt sind. Sie können zwar einige Zeit überleben, aber solche Experimente wurden durchgeführt nur in der Erdumlaufbahn und nicht im Weltraum, und die Zeit der Experimente selbst hat mehrere nicht überschritten Monate. Wenn sie Tausende und Abermillionen von Jahren reisen, werden Mikroorganismen mehreren ernsthaften Gefahren ausgesetzt:

• Extrem niedrige Temperaturen im offenen Raum (nicht höher als -220 ° C und im interstellaren Medium - nur wenige Grad über dem absoluten Nullpunkt). Der Mikroorganismus wird sehr lange unter solchen Bedingungen bleiben. Es ist bewiesen, dass die Lebensfähigkeit während 6 Monaten wirklich besteht, aber ist dies für Zehntausende von Jahren möglich? Eine eindeutige Antwort auf diese Frage ist jetzt nicht möglich.
• Aggressive kosmische Strahlung. Das interstellare Medium enthält viele hochenergetische Teilchen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen. Ihre Zahl auf begrenztem Raum ist gering, aber über Jahrtausende wird der Körper unweigerlich den Auswirkungen solcher "Bausteine ​​der Materie" ausgesetzt sein. Es wurde festgestellt, dass in einer luftleeren Umgebung der Effekt weniger ausgeprägt ist (es gibt keinen Sauerstoff), aber die Bakterien, die bewohnbar geworden sind Planeten werden mit hoher Wahrscheinlichkeit gar nicht mehr so ​​sein, wie sie auf einer Reise waren - gerade wegen der Mutationen, die durch das Kosmische verursacht wurden Strahlung.
• Überleben beim Eintritt in die Atmosphäre. Es reicht nicht, zu einem geeigneten Planeten zu gelangen, Sie müssen immer noch an seine Oberfläche gelangen. Und das ist nicht weniger schwierig. Beim Eintritt in die Atmosphäre erwärmt sich ein Himmelskörper auf eine Temperatur von Hunderten und Tausenden Grad, er kann durch starke Reibung vollständig kollabieren. Mikroorganismen, die sich in den Tiefen des Gesteins eines ausreichend großen Meteoriten befinden, der die Oberfläche erreichen kann, haben eine bessere Überlebenschance. Eine alternative Möglichkeit ist das Ablösen von Bakterien vom Meteoriten noch vor starker Erwärmung in der oberen Atmosphäre, gefolgt von einer langsamen Annäherung an die Oberfläche mit Luftströmungen.

Jedes dieser Probleme hat noch keine eindeutige wissenschaftliche Betrachtung, und daher ist es unmöglich zu sagen, ob sie ein unüberwindbares Hindernis für die Wanderung des Lebens durch den interstellaren Raum darstellen.

Gegenwärtig bestreitet die Wissenschaft nicht die Möglichkeit einer Panspermie - es gibt keine Tatsachen, die der Theorie direkt widersprechen würden.

Panspermie und Ufologie

Einige Gelehrte haben eine exotische Interpretation der Theorie der Panspermie geäußert - mit anderen Worten kurz, wir sprechen davon, Leben durch entwickelte Kreaturen und fliegende Fahrzeuge von anderen auf die Erde zu bringen Welten. Solche Handlungen könnten sowohl zufällig als auch vorsätzlich sein, aber auf jeden Fall sprechen wir über die ferne Vergangenheit, denn das Leben auf dem Planeten erschien vor mehr als 4 Milliarden Jahren. Es werden jedoch Ideen über die Möglichkeit einer "Kreuzaussaat" geäußert, wenn "Teilchen des Lebens" die Erde in mehreren Phasen - und irgendwo konkurrierten sie, irgendwo koexistierten sie neutral oder gingen sogar eine Symbiose ein, die die gegenseitige Entwicklung beschleunigte.

Obwohl diese Hypothese am wenigsten wissenschaftlich aussieht und mit den sogenannten "Pseudowissenschaften" und "Parawissenschaften" in Berührung kommt, hat sie selbst unter prominenten Wissenschaftlern viele Anhänger. Die Idee wird zum Beispiel von F. Crick, dem Nobelpreisträger für Biophysik, unterstützt, aber seine Argumente sind sehr konkret - das sind Hinweise auf UFO-Sichtungen, Felszeichnungen von Menschen in raumanzugähnlichen Anzügen, Berichte über Treffen mit Außerirdische.

Eine wissenschaftlichere Version ist eine Hypothese, die von den Wissenschaftlern F. Hoyle aus Großbritannien und C. Wickramasingh aus Sri Lanka. Sie gehen davon aus, dass durch Zufall Leben auf den Planeten gebracht wurde und sich anfangs Mikroorganismen im Weltraum zwischen den Gas- und Staubwolken befanden.

Der Mechanismus sollte in diesem Fall etwa so aussehen:

• Wenn sich Asteroiden und Kometen im interstellaren Raum in Gas- und Staubwolken befinden, "fangen" sie Mikroorganismen und können anschließend bewohnbare Planeten "aussäen". Öl aus Großbritannien und Ch. für, Felszeichnungen von Menschen in raumanzugähnlichen Anzügen, Berichte über Begegnungen mit einem Außerirdischen
• Zum "Aussäen" ist ein Sturz auf den Planeten nicht notwendig - es reicht aus, wenn ein Komet nahe daran vorbeifliegt. Die Sonnenstrahlen erwärmen die Oberfläche eines kleinen Himmelskörpers, ein "Schwanz" erscheint und ein erheblicher Teil der Mikroorganismen befindet sich darin.
• Ein zusätzlicher Effekt kann der Lichtdruck sein, der Mikroorganismen vom Schweif eines Kometen, der in der Nähe eines Sterns vorbeifliegt, auf Planeten lenkt (die für Leben geeignet sein könnten).

Diese Hypothese ist insofern interessant, als sie eines der oben beschriebenen Probleme der "Aussaat" von Planeten ausschließt - das Überleben von Mikroorganismen, wenn ein Meteorit in die Atmosphäre eintritt. In diesem Fall gibt es keinen Träger - nur den Lichtdruck. Einzelne Bakterien können "sanft" in den Planeten eindringen, indem sie allmählich aus der oberen Atmosphäre absteigen.

Bedrohungen der Biosphäre

Es gibt viele Fakten, die auf die Möglichkeit hinweisen, dass lebende Organismen aus dem Weltraum auf die Erde gelangen. Aber Panspermie kann nicht nur eine Quelle des Lebens sein, sondern auch eine Bedrohung für ihre Existenz. Befürworter dieses Konzepts argumentieren wie folgt:

• Jedes Raumfahrzeug enthält Bakterien und andere Mikroorganismen sowie Sporen. Sollten sie sich jemals auf einem bewohnbaren Planeten wiederfinden, besteht die Gefahr ihrer schnellen Anpassung und aktiven Fortpflanzung. Dementsprechend wird ihre lebenswichtige Aktivität zur Freisetzung einer Reihe von Substanzen führen, die langfristig die Zusammensetzung der Atmosphäre verändern und die "einheimischen" Organismen schädigen.
• Eine langfristige Strahlenexposition von lebenden Organismen in Raumfahrzeugen kann zu Mutationen führen. Theoretisch kann dies die im vorherigen Absatz beschriebene "wiederholte" Panspermie verursachen, jedoch auf der Erde selbst.

Bisher wurden keine Beweise für Leben außerhalb der Erde gefunden, und dies ist einer der Hauptfaktoren, die auf die Mehrdeutigkeit der Panspermie-Hypothese hinweisen. Befürworter der Panspermie argumentieren, dass die Übertragung von "Teilchen des Lebens" hauptsächlich von kleinen kosmischen Körpern - Sternenstaub, Meteoriten - erfolgt.

Während Bakterien im Weltraum tatsächlich überleben können, wurde noch nie Materie von Kometen und Meteoriten gefunden Lebenszeichen (nur einige organische Verbindungen, aber sie könnten durch natürliche Chemikalien gebildet werden) übrigens).

Wurde Leben aus dem Weltraum hereingebracht?

Angesichts der enormen Entfernungen, riesigen Zeitintervalle und der unzähligen spezifischen Bedingungen (und auch unter der Annahme ausreichender die Prävalenz von lebensfähigem biologischem Material) im interstellaren Raum ist es keineswegs notwendig, dass das Überleben von Mikroorganismen war hoch. Selbst wenn nur Hundertstel Prozent der Gesamtheit überleben, wird dies im Maßstab der Galaxie ausreichen, damit das Leben früher oder später auf einem dafür geeigneten Planeten landet.

Vielleicht helfen neue Methoden der wissenschaftlichen Forschung in der Zukunft, die unklaren Punkte der Panspermie-Hypothese zu beleuchten, aber bisher bleibt sie nur eine Hypothese – nicht bewiesen, aber auch nicht widerlegt.

Unwissenschaftliche Theorien über den Ursprung des Lebens

1 unwissenschaftlich: spontane Generation

Der spontane Ursprung von hochentwickelter lebender Materie aus unbelebter Materie - wie die Geburt von Fliegenlarven in verrottendem Fleisch - kann Verbindung mit Aristoteles, der die Gedanken vieler Vorgänger verallgemeinerte und eine ganzheitliche Lehre von spontane Generation. Wie andere Elemente der Philosophie des Aristoteles war die spontane Zeugung die vorherrschende Lehre im mittelalterlichen Europa und erfreute sich gewisse Unterstützung, bis hin zu den Experimenten von Louis Pasteur, der endlich zeigte, dass auch Fliegenlarven brauchen Fliegen sind Eltern. Verwechseln Sie die spontane Zeugung nicht mit modernen Theorien über den abiogenen Ursprung des Lebens: Der Unterschied zwischen ihnen ist grundlegend.

Dieses Konzept steht in engem Zusammenhang mit den klassischen Experimenten, die Stanley Miller und Harold Urey den Status der 1950er Jahre erlangt hatten. Im Labor modellierten Wissenschaftler die Bedingungen, die nahe der Oberfläche der jungen Erde existieren könnten – eine Mischung aus Methan, Kohlenmonoxid und molekularen Wasserstoff, zahlreiche elektrische Entladungen, ultraviolettes Licht - und bald gingen mehr als 10 % des Kohlenstoffs aus Methan in Form verschiedener organischer Moleküle. In den Miller-Urey-Experimenten wurden mehr als 20 Aminosäuren, Zucker, Lipide und Nukleinsäurevorläufer erhalten.

Moderne Variationen dieser klassischen Experimente verwenden viel ausgefeiltere Aufbauten, die den Bedingungen der frühen Erde besser entsprechen. Die Auswirkungen von Vulkanen werden mit ihren Emissionen von Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid, dem Vorhandensein von Stickstoff usw. simuliert. So gelingt es Wissenschaftlern, eine riesige und vielfältige Menge an organischer Substanz zu gewinnen - potenzielle Bausteine ​​​​für potenzielles Leben. Das Hauptproblem dieser Experimente bleibt das Racemat: Isomere optisch aktiver Moleküle (wie Aminosäuren) entstehen in Mischungen in gleichen Mengen, während alles uns bekannte Leben (mit vereinzelten und seltsamen Ausnahmen) nur L-Isomere.

Wir werden jedoch später auf dieses Problem zurückkommen. Es ist auch erwähnenswert, dass kürzlich - im Jahr 2015 - der Cambridge-Professor John Sutherland mit seinem Team zeigte die Möglichkeit der Bildung aller grundlegenden "Moleküle des Lebens", Komponenten von DNA, RNA und Proteinen aus einem sehr einfachen Satz von Anfangs Komponenten. Die Hauptfiguren dieser Mischung sind Blausäure und Schwefelwasserstoff, die im Weltraum nicht so selten sind. Dazu müssen noch einige Mineralien und Metalle hinzugefügt werden, die in ausreichender Menge auf der Erde vorhanden sind - wie Phosphate, Kupfer- und Eisensalze. Wissenschaftler haben ein detailliertes Reaktionsschema erstellt, das durchaus eine reichhaltige "Ursuppe" erzeugen könnte, damit Polymere darin auftauchten und eine vollwertige chemische Evolution ins Spiel kam.

Die Hypothese des abiogenen Ursprungs des Lebens aus "organischer Brühe", die durch die Experimente von Miller und Urey getestet wurde, wurde 1924 von dem sowjetischen Biochemiker Alexander Oparin aufgestellt. Und obwohl sich der Wissenschaftler in den "dunklen Jahren" der Blütezeit des Lysenkoismus auf die Seite der Gegner der wissenschaftlichen Genetik stellte, sind seine Verdienste groß. In Anerkennung der Rolle eines Akademikers trägt sein Name die Hauptauszeichnung der Internationalen Wissenschaftlichen Gesellschaft zur Erforschung des Ursprungs des Lebens (ISSOL) - die Oparin-Medaille. Der Preis wird alle sechs Jahre verliehen und wurde zu verschiedenen Zeiten sowohl an Stanley Miller als auch an den großen Chromosomenforscher Nobelpreisträger Jack Shostak verliehen. In Anerkennung des enormen Beitrags von Harold Urey verleiht ISSOL die Urey-Medaille zwischen den Verleihungen der Oparin-Medaille (ebenfalls alle sechs Jahre). Das Ergebnis ist ein einzigartiger, echter Evolutionspreis – mit veränderbarem Namen.

Die Theorie versucht, die Umwandlung relativ einfacher organischer Substanzen in ziemlich komplexe chemische zu beschreiben Systeme, die Vorläufer des Lebens selbst, unter dem Einfluss äußerer Faktoren, Selektionsmechanismen und Selbstorganisation. Das Grundkonzept dieses Ansatzes ist der "Wasser-Kohlenstoff-Chauvinismus", der diese beiden Komponenten (Wasser und Kohlenstoff - NS) als absolut notwendig und Schlüssel für die Entstehung und Entwicklung von Leben, sei es auf der Erde oder anderswo draußen. Und das Hauptproblem bleiben die Bedingungen, unter denen sich „Wasser-Kohlenstoff-Chauvinismus“ zu sehr komplexen chemischen Komplexen entwickeln kann, die vor allem zur Selbstreplikation fähig sind.

Einer Hypothese zufolge könnte die primäre Organisation von Molekülen in den Mikroporen von Tonmineralen erfolgen, die eine strukturelle Rolle spielten. Der schottische Chemiker Alexander Graham Cairns-Smith hat diese Idee vor einigen Jahren vorgestellt. Komplexe Biomoleküle könnten sich an ihrer inneren Oberfläche wie auf einer Matrix absetzen und polymerisieren: Israelische Wissenschaftler haben gezeigt, dass es unter solchen Bedingungen möglich ist, Proteine ​​lange genug anzubauen Ketten. Hier könnten sich die benötigten Mengen an Metallsalzen ansammeln, die als Katalysatoren für chemische Reaktionen eine wichtige Rolle spielen. Lehmwände könnten als Zellmembranen fungieren, die den „inneren“ Raum, in dem immer komplexere chemische Reaktionen ablaufen, und ihn vom äußeren Chaos trennen.

Die Oberflächen kristalliner Mineralien könnten als "Matrizen" für das Wachstum von Polymermolekülen dienen: ihre räumliche Struktur Kristallgitter ist in der Lage, nur eine Art optischer Isomere auszuwählen - zum Beispiel L-Aminosäuren -, um das Problem zu lösen, über das wir oben gesagt. Energie für den primären „Stoffwechsel“ könnte durch anorganische Reaktionen wie die Reduktion des Minerals Pyrit (FeS2) mit Wasserstoff (zu Eisen- und Schwefelwasserstoff) geliefert werden. Für das Auftreten komplexer Biomoleküle wie bei den Miller-Urey-Experimenten ist in diesem Fall weder Blitz noch ultraviolette Strahlung erforderlich. Dies bedeutet, dass wir die schädlichen Aspekte ihres Handelns loswerden können.

Die junge Erde war nicht vor schädlichen – und sogar tödlichen – Komponenten der Sonnenstrahlung geschützt. Selbst moderne, evolutionär getestete Organismen könnten dieser harten ultravioletten Strahlung nicht standhalten – obwohl die Sonne selbst viel jünger war und dem Planeten nicht genug Wärme gab. Daraus entstand die Hypothese, dass in der Zeit, als das Wunder der Geburt des Lebens geschah, die ganze Erde mit einer dicken Eisschicht bedeckt sein könnte - Hunderte von Metern; und das ist das Beste. Unter diesem Eisschild versteckt, könnte sich das Leben vor ultravioletter Strahlung und vor häufigen Meteoriteneinschlägen, die es im Keim zu zerstören drohten, völlig sicher fühlen. Die relativ kühle Umgebung könnte auch die Struktur der ersten Makromoleküle stabilisieren.

In der Tat ultraviolette Strahlung auf der jungen Erde, deren Atmosphäre noch keinen Sauerstoff enthielt und nicht hatte so etwas Wunderbares wie die Ozonschicht, sie sollte für jeden im Entstehen begriffenen tödlich sein Leben. Daraus erwuchs die Annahme, dass die zerbrechlichen Vorfahren lebender Organismen gezwungen waren, irgendwo zu existieren und sich vor dem kontinuierlichen Strom sterilisierender Strahlen zu verstecken. Zum Beispiel tief unter Wasser – natürlich dort, wo genügend Mineralien, Durchmischung, Wärme und Energie für chemische Reaktionen vorhanden sind. Und solche Orte wurden gefunden.

Gegen Ende des 20. Jahrhunderts wurde klar, dass der Meeresboden keineswegs ein Zufluchtsort für mittelalterliche Monster sein konnte: Bedingungen hier sind sie zu schwer, die Temperatur ist niedrig, es gibt keine Strahlung und seltenes organisches Material kann sich nur absetzen Oberfläche.

Tatsächlich handelt es sich um riesige Halbwüsten – mit einigen bemerkenswerten Ausnahmen: Genau dort, tief unter Wasser, in der Nähe der Mündungen der geothermischen Quellen, ist das Leben buchstäblich in vollem Gange. Sulfidgesättigtes Schwarzwasser ist heiß, aktiv gemischt und enthält viele Mineralien.

Raucher des Schwarzen Ozeans sind sehr reiche und charakteristische Ökosysteme: Die Bakterien, die sich von ihnen ernähren, nutzen die bereits erwähnten Eisen-Schwefel-Reaktionen. Sie sind die Grundlage für ein voll blühendes Leben, einschließlich einer Vielzahl einzigartiger Würmer und Garnelen. Vielleicht waren sie die Grundlage für die Entstehung des Lebens auf dem Planeten: Zumindest theoretisch tragen solche Systeme alles Notwendige dazu.

2. Unwissenschaftlich: Geister, Götter, erste Vorfahren

Alle kosmologischen Mythen über den Ursprung der Welt werden immer von anthropogonischen gekrönt - über den Ursprung des Menschen. Und um diese Fantasien kann man die Phantasie der antiken Autoren nur beneiden: auf die Frage nach dem was, wovon, wie und warum der Kosmos entstand, wo und wie das Leben erschien – und Menschen, – die Versionen klangen sehr unterschiedlich und fast immer schöne. Pflanzen, Fische und Tiere wurden von einem riesigen Raben vom Meeresboden gefangen, Menschen krochen aus dem Körper des Vorfahren Pangu, als Würmer, geformt aus Ton und Asche, aus der Ehe von Göttern und Monstern geboren wurden. All dies ist überraschend poetisch, hat aber natürlich nichts mit Wissenschaft zu tun.

Nach den Prinzipien des dialektischen Materialismus ist das Leben die "Einheit und der Kampf" zweier Prinzipien: veränderte und vererbte Informationen einerseits und biochemische, strukturelle Funktionen - mit einem anderen. Das eine ist ohne das andere nicht möglich – und die Frage, wo das Leben begann, mit Informationen und Nukleinsäuren oder mit Funktionen und Proteinen, bleibt eine der schwierigsten. Und eine der bekannten Lösungen für dieses paradoxe Problem ist die Hypothese der "RNA-Welt", die Ende der 1960er Jahre auftauchte und schließlich Ende der 1980er Jahre Gestalt annahm.

RNA - Makromoleküle, bei der Speicherung und Übertragung von Informationen sind nicht so effizient wie DNA und in der Ausführung enzymatischer Funktionen - nicht so beeindruckend wie Proteine. Aber RNA-Moleküle können beides und dienen bisher als Übertragungsglied im Informationsaustausch der Zelle und katalysieren darin eine Reihe von Reaktionen. Proteine ​​sind ohne DNA-Informationen nicht in der Lage, sich zu replizieren, und DNA ist dazu ohne Protein-„Fähigkeiten“ nicht in der Lage. RNA hingegen kann völlig autonom sein: Sie ist in der Lage, ihre eigene „Reproduktion“ zu katalysieren – und das reicht für den Anfang.

Forschungen im Rahmen der RNA-Welt-Hypothese haben gezeigt, dass diese Makromoleküle auch zu einer vollwertigen chemischen Evolution fähig sind. Nehmen wir zum Beispiel ein anschauliches Beispiel, das von kalifornischen Biophysikern unter der Leitung von Lesley Orgel demonstriert wurde: Wenn Bromid zu einer Lösung von RNA gegeben wird, die zur Selbstreplikation fähig ist Ethidium, das als Gift für dieses System dient, die Synthese von RNA blockiert, dann erscheinen nach und nach mit dem Generationswechsel der Makromoleküle RNAs in der Mischung, die sogar gegen sehr hohe Konzentrationen resistent sind Toxin. In der Entwicklung könnten die ersten RNA-Moleküle einen Weg finden, die ersten Werkzeugproteine ​​​​zu synthetisieren, und dann - in Kombination mit ihnen - die Doppelhelix der DNA, den idealen Träger des Erbguts, für sich zu "entdecken" Information.

3 unwissenschaftlich: Unveränderlichkeit

Nicht wissenschaftlicher als die Geschichten über die ersten Vorfahren können die Ansichten genannt werden, die den lauten Namen der Theorie des stationären Zustands tragen. Laut ihren Anhängern ist überhaupt kein Leben entstanden - so wie die Erde nicht geboren wurde, noch der Kosmos erschien: sie waren einfach immer, immer und werden bleiben. All dies ist nicht berechtigter als die Pangu-Würmer: Um eine solche "Theorie" ernst zu nehmen, muss man die unzähligen Erkenntnisse der Paläontologie, Geologie und Astronomie vergessen. Und tatsächlich, das gesamte grandiose Gebäude der modernen Wissenschaft aufzugeben - aber dann lohnt es sich wahrscheinlich alles aufgeben, was seinen Bewohnern zusteht, inklusive Computer und schmerzloser Behandlung Zähne.

Für das „normale Leben“ reicht die einfache Nachbildung jedoch nicht aus: Jedes Leben ist vor allem räumlich ein isolierter Bereich der Umgebung, der Stoffwechselprozesse trennt, den Ablauf einiger Reaktionen erleichtert und den Ausschluss ermöglicht Sonstiges. Mit anderen Worten, das Leben ist eine Zelle, die von einer semipermeablen Membran aus Lipiden begrenzt wird. Und "Protozellen" sollen schon in den frühesten Stadien der Existenz des Lebens auf der Erde erschienen sein - die erste Hypothese über ihre Entstehung wurde von Alexander Oparin geäußert, der uns gut bekannt ist. Seiner Ansicht nach könnten Tröpfchen hydrophober Lipide, die in Wasser schwimmenden gelben Öltröpfchen ähneln, als "Protomembranen" dienen.

Generell werden die Ideen des Wissenschaftlers auch von der modernen Wissenschaft akzeptiert, auch Jack Shostak, der für seine Arbeit die Oparin-Medaille erhielt, beschäftigte sich mit diesem Thema. Zusammen mit Katarzyna Adamala gelang es ihm, eine Art Modell einer "Protozelle" zu schaffen, deren Analogon der Membran nicht aus modernen Lipide und aus noch einfacheren organischen Molekülen Fettsäuren, die sich an den Ursprungsorten der ersten Protoorganismen angesammelt haben könnten. Shostak und Adamala gelang es sogar, ihre Strukturen "wiederzubeleben", indem sie dem Medium Magnesium-Ionen (die die Arbeit der RNA-Polymerasen stimulieren) und Zitronensäure (die die Struktur der Fettmembranen stabilisiert) zugesetzt haben.

Als Ergebnis erhielten sie ein völlig einfaches, aber etwas lebendiges System; auf jeden Fall war es eine normale Protozelle, die eine membrangeschützte Umgebung für die RNA-Reproduktion enthielt. Ab diesem Moment können Sie das letzte Kapitel der Vorgeschichte des Lebens schließen – und die ersten Kapitel seiner Geschichte beginnen. Dies ist jedoch ein ganz anderes Thema, daher werden wir nur über ein, aber extrem wichtiges sprechen das Konzept, das mit den ersten Schritten der Evolution des Lebens und der Entstehung einer enormen Vielfalt verbunden ist Organismen.

4 unwissenschaftlich: ewige Wiederkehr

Die "korporative" Darstellung der indischen Philosophie, in der westlichen Philosophie mit den Werken von Immanuel Kant, Friedrich Nietzsche und Mircea Eliade verbunden. Ein poetisches Bild der ewigen Wanderung jeder lebenden Seele durch unendlich viele Welten und deren Bewohner, seine Wiedergeburt bald in ein unbedeutendes Insekt, bald in einen erhabenen Dichter oder sogar in ein uns unbekanntes Wesen, einen Dämon oder Gott. Trotz des Mangels an Reinkarnationsideen ist Nietzsche dieser Idee sehr nahe: Die Ewigkeit ist ewig, was bedeutet, dass jedes Ereignis darin wiederholt werden kann – und muss. Und jedes Geschöpf dreht sich endlos auf diesem Karussell der universellen Rückkehr, so dass nur der Kopf wirbelt, und das eigentliche Problem der primären Herkunft verschwindet irgendwo in einem Kaleidoskop von unzähligen Wiederholungen.

Betrachten Sie sich selbst im Spiegel, blicken Sie in die Augen: Das Wesen, mit dem Sie sich anblicken, ist ein komplexer Hybrid, der vor undenklichen Zeiten entstanden ist. Bereits Ende des 19. Jahrhunderts stellte der deutsch-englische Naturforscher Andreas Schimper fest, dass Chloroplasten - Pflanzenzellorganellen, die für die Photosynthese verantwortlich sind - replizieren getrennt von Zellen. Bald gab es die Hypothese, dass Chloroplasten Symbionten sind, Zellen photosynthetischer Bakterien, die einst vom Wirt verschluckt wurden und für immer hier leben.

Natürlich haben wir keine Chloroplasten, sonst könnten wir uns vom Sonnenlicht ernähren, wie manche pseudoreligiöse Sekten suggerieren. In den 1920er Jahren wurde die Endosymbiose-Hypothese jedoch um Mitochondrien erweitert, Organellen, die Sauerstoff verbrauchen und alle unsere Zellen mit Energie versorgen. Bis heute hat diese Hypothese den Status einer vollwertigen, mehrfach bewiesenen Theorie erlangt - es genügt zu sagen, dass Mitochondrien und Plastiden enthüllten ihr eigenes Genom, mehr oder weniger unabhängig von den Zellteilungsmechanismen und ihren eigenen Synthesesystemen Eichhörnchen.

In der Natur wurden auch andere Endosymbionten gefunden, die keine Milliarden Jahre gemeinsamer Evolution hinter sich haben und sich auf einer weniger tiefen Integrationsebene in der Zelle befinden. Einige Amöben haben beispielsweise keine eigenen Mitochondrien, aber im Inneren sind Bakterien enthalten, die ihre Aufgabe erfüllen. Es gibt Hypothesen über den endosymbiotischen Ursprung anderer Organellen – einschließlich Geißeln und Zilien und sogar des Zellkerns: Laut einigen Forschern sind wir alle Eukaryoten das Ergebnis einer beispiellosen Verschmelzung von Bakterien und Archaeen. Diese Versionen haben noch keine strikte Bestätigung gefunden, aber eines ist klar: Sobald es auftauchte, begann das Leben seine Nachbarn zu absorbieren - und mit ihnen zu interagieren und neues Leben zu gebären.

5 unwissenschaftlich: Kreationismus

Das Konzept des Kreationismus entstand im 19. Jahrhundert, als dieses Wort als Anhänger verschiedener Versionen der Erscheinung der Welt und des Lebens, vorgeschlagen von den Autoren der Tora, der Bibel und anderer heiliger Bücher des Monotheismus Religionen. Im Wesentlichen boten die Kreationisten jedoch im Vergleich zu diesen Büchern nichts Neues und versuchten es immer wieder die rigorosen und grundlegenden Erkenntnisse der Wissenschaft widerlegen - und tatsächlich immer wieder eine Position verlieren für Ein weiterer. Leider sind die Ideen moderner Pseudowissenschaftler-Kreationisten viel einfacher zu verstehen: Es erfordert viel Mühe, die Theorien der echten Wissenschaft zu verstehen.

https://naked-science.ru/article/nakedscience/sem-nauchnyh-teoriy-o

drei beliebte Variationen der Panspermie-Hypothese

• Lithopanspermie oder interstellare Panspermie - die Hypothese, dass Steine, die bei einer Kollision von der Oberfläche des Planeten geworfen werden, als Transport für biologisches Material von einem Sonnensystem zum anderen dienen.
• Ballistische oder interplanetare Panspermie - die Hypothese, dass Steine, die infolge einer Kollision von der Oberfläche des Planeten geworfen wurden, dienen Transport von biologischem Material von einem Planeten zum anderen innerhalb derselben Solar Systeme.
• Gezielte Panspermie - die absichtliche Verbreitung der Lebenskeime auf anderen Planeten durch eine hochentwickelte außerirdische Zivilisation oder die absichtliche Verbreitung der Lebenskeime von der Erde auf anderen Planeten durch Menschen.

Panspermia erklärt in keiner Weise die Evolution und versucht nicht, die Frage zu beantworten, wie das Leben im Universum entstanden ist. Diese Hypothese versucht, die Geheimnisse der Entstehung des Lebens auf der Erde und der Ausbreitung des Lebens im Universum zu lösen.

Geschichte der Theorie

Die erste bekannte Erwähnung des Konzepts der Panspermie finden wir in den Werken des antiken griechischen Philosophen Anaxagoras (500 v. Chr. - 428 v. Chr.), obwohl sich sein Verständnis dieser Idee von der Moderne unterscheidet Hypothesen:

„Alle Dinge waren von Anfang an vorhanden. Aber zunächst existierten sie in unendlich kleinen Fragmenten ihrer selbst, in unzähligen Zahlen und waren untrennbar miteinander verbunden. Alle Dinge existierten in dieser Masse, aber in einer verwirrenden und nicht zu unterscheidenden Form.

Es gab Samen (Spermata) oder Miniaturen aus Weizen und Fleisch und Gold in einer primitiven Mischung; aber diese Teile, die ihrer Natur nach gleich sind, mussten aus der komplexen Masse ausgeschlossen werden, bevor sie einen bestimmten Namen und Eigenschaften erhalten konnten.“ © Anaxagoras, A Dictionary of Greek and Roman Biography and Mythology, William Smith, Ed.

1743 taucht die Theorie der Panspermie in den Werken des französischen Aristokraten, Diplomaten und Naturhistorikers Benoit de Malier auf. die glaubten, dass das Leben auf der Erde von Mikroben aus dem Weltraum "gesät" wurde, die in den Ozean fielen und als Ergebnis nicht erschienen Abiogenese.

Im 19. Jahrhundert wurde die Theorie der Panspermie von den Gelehrten Jones Jakob Berzelius (1779-1848), Lord Kelvin (William Thomson) (1824-1907) und Hermann von Helmholtz (1821-1894) wiederbelebt. Im Jahr 1871 erklärte Lord Kelvin:

„Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass sich unzählige Meteorsteine ​​im Weltraum bewegen und die Samen des Lebens tragen. Wenn es zum gegenwärtigen Zeitpunkt kein Leben auf der Erde gäbe, dann könnte ein solcher Stein, der darauf fiel, werden die sogenannte natürliche Lebensursache, wodurch die Erde bedeckt würde Vegetation". © Lord Kelvin, aus der Ansprache des Präsidenten an die British Association for the Advancement of Science

Zeitgenössische Forschung

1973 schlug der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Molekularbiologe, Physiker und Neurobiologe Professor Francis Crick zusammen mit dem Chemiker Leslie Orgel die Theorie der gerichteten Panspermie vor.

1984 fand ein Team von Wissenschaftlern in der Antarktis während der jährlichen Meteorsuchungsmission der US-Regierung einen Meteoriten, der sich vor etwa 15 Millionen Jahren von der Marsoberfläche löste. Der Meteor wurde Allan Hills 84001 (ALH84001) genannt. 1996 wurden in ALH84001 Strukturen gefunden, die Überreste terrestrischer Nanobakterien sein könnten. Die von David McKay von der NASA im Science-Magazin veröffentlichte Ankündigung machte weltweit Schlagzeilen, und Präsident Bill Clinton gab eine offizielle Erklärung im Fernsehen ab, in der er das Ereignis markierte und seine Unterstützung für den aggressiven Plan zur Erforschung von Robotern ausdrückte Mars. Als Ergebnis wurden mehrere Tests durchgeführt – und in ALH84001 wurden Aminosäuren und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe gefunden.

Experten sind sich heute jedoch einig, dass diese Substanzen kein genaues Lebenszeichen sind und könnten abiotisch aus organischen Molekülen oder durch Kontamination durch Kontakt mit arktisches Eis. Die Debatte dauert bis heute an, aber die jüngsten Fortschritte in der nanobiologischen Forschung haben diese Entdeckung wieder interessant gemacht.

Die Proof-of-Life-Ankündigung auf ALH84001 löste eine Welle der Unterstützung für die Panspermie-Hypothese aus. Die Menschen begannen, über die Möglichkeit der Entstehung von Leben auf dem Mars und seiner Übertragung auf die Erde auf den Trümmern des Planeten zu spekulieren, die nach schweren Kollisionen abgebrochen waren (ein Beispiel für ballistische Panspermie).

Meteorit ALH84001 / © NASA

Im April 2001, auf der 46. Jahrestagung der International Society for Optical Engineering (SPIE) in San Diego, Kalifornien, unternahmen indische und britische Forscher unter die Führung von Chandra Wickramasinghe präsentierte Luftproben aus der Stratosphäre, die von der indischen Weltraumforschungsorganisation erhalten wurden und die Klumpen von Lebewesen enthielten Zellen. Als Reaktion auf diese Aussage äußerte das Ames Research Center der NASA Zweifel, dass lebende Zellen in solchen Höhen vorhanden sein könnten, aber stellte fest, dass einige Mikroben Millionen von Jahren überwintern können, was wahrscheinlich für interplanetare Reisen innerhalb des Solar ausreichen könnte Systeme.

Im Mai 2001 haben der Geologe Bruno D'Argenio und der Molekularbiologe Giuseppe Geraci aus Neapolitan Die Universität gab die Entdeckung eines außerirdischen Bakteriums in einem Meteoriten mit einem Alter von etwa 4,5 Milliarden bekannt Jahre alt. Die Forscher argumentierten, dass die Bakterien, die in der Kristallstruktur der Mineralien enthalten sind, in der kultivierten Umgebung zum Leben erweckt wurden. Sie gaben auch an, dass die Bakterien DNA wie alles andere auf der Erde besaßen und überlebten, nachdem der Meteorit bei hoher Temperatur sterilisiert und mit Alkohol gereinigt wurde. Die Bakterien wurden schließlich als mit modernen Heubakterien (Bacillus subtilis) und Bacillus pumilus verwandt identifiziert, aber dies scheint ein anderer Stamm zu sein.

Im April 2008 sprach der weltberühmte britische Astrophysiker Stephen Hawking bei der Vorlesung Why We Should Go Into Space über Panspermie ("Why Should We Go to Space") im Rahmen einer Vortragsreihe an der George Washington University zum 50-jährigen Jubiläum der NASA.

Im April 2009 diskutierte Hawking auch die Möglichkeit, eine menschliche Station auf einem anderen Planeten zu bauen, und machte Vorschläge zu Warum außerirdisches Leben während des Origins Symposiums an der State University möglicherweise keinen Kontakt zur menschlichen Rasse hat Arizona. Der Physiker sagte auch, dass Menschen während der Weltraumforschung finden können - wie außerirdisches Leben in als Folge der Panspermie, wonach Leben in Form von DNA-Partikeln durch den Weltraum auf bewohnbares übertragen werden kann setzt.

Ergebnisse

Panspermie ist eine umstrittene wissenschaftliche Theorie und erhält entweder öffentliche Unterstützung, Gleichgültigkeit oder Kritik. Beispielsweise stehen religiöse Gruppen dieser Hypothese kritisch gegenüber.

Wenn die Theorie bewiesen werden kann, werden die Fundamente solcher Religionen ernsthaft erschüttert oder ganz abgeschafft. Die wissenschaftliche Gemeinschaft unterstützt diese Theorie im Allgemeinen. Auch hier, wenn es sich als richtig herausstellt, dann könnte diese Theorie die Art und Weise verändern, wie die Evolutionsbiologie studiert wird, da sie es kann legen nahe, dass die Entwicklung zu höheren Lebensformen genetisch programmiert ist, was wiederum der Theorie widerspricht Darwin.

Wie viele Theorien hat Panspermie Anhänger und Gegner in der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Es bestehen Zweifel am Überleben des Lebens beim Eintritt in die Atmosphäre, nachdem es Tausende von Jahren im Weltraum war, wo es der kosmischen Strahlung ausgesetzt war. Es gibt jedoch keine Anhaltspunkte dafür, dass dies nicht möglich ist. Und selbst wenn sich herausstellt, dass das Leben aus dem Weltraum auf die Erde kam, hat die moderne Wissenschaft keine Informationen darüber, wie es dort entstanden ist.

https://naked-science.ru/article/nakedscience/panspermiya-mogla-li-zhizn

Frühgeburt

Es wird angenommen, dass sich die Planeten erst nach zig Millionen Jahren nach dem Urknall, dem ersten, zu bilden Sterne (höchstwahrscheinlich viel später, da diese Leuchten mit Massen von Dutzenden und Hunderten von Sonnenmassen schnell explodierten oder zusammengebrochen). Dennoch stellten Wickramasinghs Co-Autoren Karl Gibson und Rudolph Shield vor 16 Jahren ein alternatives Modell der ultrafrühen Planetogenese vor. Ihrer Meinung nach begannen sich die ersten Planeten kurz nach 400.000 Jahren nach dem Großen zu bilden Explosion verlor das Universum seine Plasmaumgebung und war mit neutralen Wasserstoffmolekülen und Heliumatomen gefüllt. Da das kosmische Gas nicht homogen war, könnten sich darin kugelförmige Klumpen mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern gebildet haben, die die ersten Planeten (oder Planetoiden) wurden. Nach diesem Modell enthielt das Universum im Alter von 3-4 Millionen Jahren bis zu 1080 Gasbälle, die von der Schwerkraft zusammengezogen wurden.

Die Temperatur der Reliktstrahlung in dieser Epoche wurde in Hunderten von Kelvin gemessen, und daher wurden die jungen Planeten in ihrem gesamten Volumen erhitzt. Aber als das Universum 1,5 Milliarden Jahre alt war, war die Temperatur unter den Schmelzpunkt von Wasserstoff (14 K) gefallen, und daher erhielten die Planeten eine feste Wasserstoffkruste. Und schon zuvor haben sie reichlich Atome von Elementen aufgenommen, die schwerer als Helium sind und nach den Explosionen der Sterne im ganzen Weltraum verstreut waren. So entwickelten sie Nickel-Eisen-Kerne, Silikatmäntel und leichte Außenhüllen mit Wassereis. Darüber hinaus kann ein Teil des Wassers bis in unsere Zeit und noch später durch den Zufluss von innerer Wärme, die durch den Zerfall von Uran und Thorium entsteht, in flüssigem Zustand verbleiben.

Das Modell von Wickramasingh, das die Autoren "Hydrogravitational Dynamic Cosmology" nennen, führt unweigerlich zum Auftreten von Manifestationen des Lebens nicht auf einzelnen Planeten und überall im galaktischen Maßstab - dank komplexer Moleküle, die von Kometen und "wandernden" Planeten getragen werden. Ein turbulenter Urknall führt zu einer Plasmaepoche, in der sich riesige Protogalaxien an der Grenze zu Hohlräumen (Voids) bilden. Im Gaszeitalter werden in ihnen galaktische Kugelsternhaufen und Planeten geboren. In Clustern werden Sterne geboren und sterben, indem sie chemische Elemente liefern, um Moleküle (hauptsächlich Moleküle) zu erzeugen Wasser), das in Zukunft die Lebensgrundlage auf Planeten werden kann, auf denen die Temperatur unter den kritischen Punkt von Wasser sinkt (647 K). Diese Planeten sind durch ein "Transportsystem" von Kometen miteinander verbunden, die Moleküle durch die Galaxie tragen.

Planetencluster

Nach dem Modell von Gibson and Shield enthalten die Halos der Milchstraße (und vermutlich die Halos von Andromeda und anderen Spiralgalaxien) sehr viele der ältesten Planeten, vereint in Kugelsternhaufen, die an sternförmige Kugeln angrenzen Cluster. Es stimmt, im Gegensatz zu Sternhaufen können planetarische nicht durch ein Teleskop gesehen werden. Trotzdem lenken sie die Strahlen von kosmischen Objekten im Hintergrund ab und können daher aufgrund der Wirkung der Gravitationsmikrolinse noch nachgewiesen werden. Diese Cluster sind stabil, wenn auch bis zu einer bestimmten Grenze. Gravitationsstörungen können die gefrorenen Urplaneten in die Ebene der Galaxiescheibe werfen, wo einige von ihnen werden bis zum teilweisen oder vollständigen Verlust der festen Wasserstoffkruste erhitzt, und der Rest (und die meisten von ihnen) wandert zu einem relativ Ursprungsform. Wickramasingh und seine Co-Autoren haben berechnet, dass sich im Durchschnitt alle 26 Millionen Jahre einer dieser Planeten unserer Sonne nähert. Visitersha durchquert eine fast solare linsenförmige Wolke aus Staub und gefrorenem Gas, die als Quelle für Zodiakallicht dient und auf ihrer Oberfläche etwa tausend Tonnen Materie ansammelt.

Fahren Sie hoch in die Galaxie

Aber was hat Panspermie damit zu tun? Massive Asteroiden und Kometenkerne fallen manchmal auf die Erde, wodurch die Erdmaterie in den Weltraum geschleudert wird. Zusammen mit ihm erscheinen Mikroorganismen im Weltraum - einige von ihnen schaffen es, sich vor katastrophalen Temperaturen und Drücken zu schützen und ihre Lebensfähigkeit zu erhalten. Solche Organismen können von der Zodiakalwolke auf die Oberfläche eines wandernden Planeten gelangen und mit dieser in den fernen Weltraum getragen werden. Wenn sich herausstellt, dass sich dieser Planet in der Nähe eines Sterns befindet, bringt er dort die Embryonen des terrestrischen Lebens, in deren Rolle nicht nur intakte Mikroorganismen, sondern auch Fragmente ihres Genoms agieren können.

Höchstwahrscheinlich ist die Erde nicht die einzige Wohnstätte des Lebens in der Galaxis. Und wenn Leben woanders entsteht, dann tragen die wandernden Urplaneten es weiter. Daher, so die Schlussfolgerung von Chandra Wickramasingh und Kollegen, könnte sich die Milchstraße als eine einzige Superbiosphäre kosmischen Ausmaßes herausstellen. Das ist Panspermie in ihrer galaktischen Form.

https://www.popmech.ru/science/12969-panspermiya-zhizn-na-zemlyu-prishla-iz-kosmosa/