Vom Molekül zum Leben: Die chemische Evolution von der unbelebten zur belebten Materie

Wie ist das erste lebende System entstanden? Wie viele verschiedene chemische Möglichkeiten können realisiert werden, um ein lebendes System zu erzeugen, und wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für ein solches System? Gibt es universelle Prinzipien, die den Ursprung des Lebens steuern, und wie können wir diese Prinzipien identifizieren? Dies sind die grundlegenden Fragen, die derzeitig weltweit experimentell untersucht werden.

Die Bildung reaktiver organischer Moleküle als Bausteine des Lebens auf der frühen Erde ist eine der Voraussetzungen für die evolutionäre Entwicklung chemischer Systeme, die zur Entstehung der Biosphäre geführt haben. Wie dies abgelaufen sein könnte und wie sich unsere Erde entwickelt hat, wird anhand der neuesten Forschungsergebnisse in diesem Vortrag vorgestellt. Ausgangspunkt ist dabei zunächst die in der Atmosphäre unserer frühen Erde ablaufende Umwandlung von Kohlendioxid durch Katalyse mit meteorischem und vulkanischem Material in erste organische Bausteine. Aus diesen haben sich erste funktionelle organische Moleküle gebildet. Wir konnten kürzlich die Bildung selbstevolutionärer Organokatalysatoren in solchen präbiotischen Reaktionen nachweisen, die eine bemerkenswerte Funktionsvielfalt bieten und einen erklärbaren Zugang zu Aminosäuren, Zuckern, Coenzymen etc. ermöglichen. Zudem zeigen experimentelle Arbeiten die Bildung erster Protozellen auf dem Weg zur Entstehung selbsterhaltender Systeme.