Oberstufen-Chemiebuch Kontextorientiert/Die Entstehung des Lebens
Aus Atomen werden Moleküle
Bisher haben wir immer nur einzelne Atome betrachtet, die sich mit Spektren im Weltall nachweisen lassen. Aber nicht nur einzelne Atome sondern auch Verbindungen konnten nachgewiesen werden. Die interstellare Materie besteht aus neutralem und ionisiertem Gas sowie aus interstellarem Staub.
Die chemische Zusammensetzung des Staubes lässt sich nur schätzen, aufgrund der Elementhäufigkeiten im interstellaren Gas. Man vermutet Silikate wie Pyroxene und Olivine (zwei Eisen-Magnesium-Silikate) , Kohlenstoff in Form von Graphit oder Fullerenen (Kohlenstoff-Bälle) oder verschiedene gefrorene Gase (wie Wassereis und CO₂-Eis).
Hauptbestandteil einer solchen Wolke ist aber auf jeden Fall molekularer Wasserstoff (H₂). Die Häufigkeit der anderen Moleküle ist jedoch mindestens um den Faktor 1000 niedriger als die Häufigkeit von H₂. Mit Hilfe von Spektren konnte man noch Kohlenmonoxid (CO), Hydroxyl-Radikale (OH), Cyan (CN), Wasser (H₂O), Blausäure (HCN) und sogar Alkohol (=Ethanol).
Wenn die Wolke dicht genug ist, können sich viele Arten von Molekülen bilden, bis hin zu Aminosäuren. Eine gewisse Dichte ist notwendig, um die Moleküle vor Strahlung zu schützen, die die Moleküle sonst wieder zerstören würde.
Rosetta auf der Suche nach Sternenstaub
Leben künstlich erzeugen?
Stanley Miller war ein US-amerikanischer Biologe und Chemiker. Er gilt als Pionier der Suche nach dem Ursprung des Lebens. Nach ihm ist das Miller-Urey-Experiment benannt, einer der bekanntesten Versuche der Wissenschaft. Miller studierte an der University of California in Berkeley und später an der University of Chicago. Das Experiment führte er im Jahr 1953 noch als Student gemeinsam mit Harold Urey durch.
Es diente als Bestätigung der Vermutung, dass unter den Bedingungen, wie man sie in einer möglichen Uratmosphäre der Erde vermutete, eine Entstehung organischer Moleküle, wie sie heute bei Lebewesen vorkommen, per Zufall möglich ist.
Stanley Miller, mit dem Versuchsaufbau
Schematischer Versuchsaufbau des Miller-Urey-Experiments
Von dem eingesetzten Methan wurden etwa 18 % in Biomoleküle umgewandelt, aus dem Rest entstand eine teerartige Masse. Die fünf an häufigsten entstandenen Moleküle waren:
- Ameisensäure H-COOH
- Glycin H2N–CH2–COOH (Aminosäure, die in Proteinen enthalten ist)
- Glycolsäure HO–CH2–COOH
- Alanin H3C–CH(NH2)–COOH (Aminosäure, die in Proteinen enthalten ist)
- Milchsäure H3C–CH(OH)–COOH
Als weitere Aminosäuren entstanden in nennenswerten Mengen noch Glutaminsäure und Asparaginsäure.
