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Sternengeschichten Folge 644: Formamid und der Ursprung des Lebens

Wie ist das Leben auf der Erde entstanden? Das ist eine der grundlegenden Fragen der Wissenschaft beziehungsweise eine der grundlegenden Fragen überhaupt. Wir Menschen haben uns das immer schon gefragt und bevor wir die Wissenschaft hatten, um darüber nachzudenken, haben wir uns halt religiöse Schöpfungsmythen ausgedacht, um eine Antwort zu bekommen. Weil wir eine Antwort auf diese Fragen HABEN wollen, weil es eine wichtige Frage ist.

Schöpfungsmythen gibt es heute immer noch, aber es gibt mittlerweile auch die Wissenschaft und die hat bis jetzt noch keine eindeutige Antwort auf diese Frage geliefert - aber immerhin ein paar sehr spannende Hinweise. Und die haben mit Blausäure zu tun, mit radioaktivem Material und mit etwas, das "Formamid" heißt.

Aber fangen wir mal am Anfang an. Denn der ist es ja, der uns interessiert. Wir wissen mittlerweile sehr gut, wie sich das Leben NACH seiner Entstehung entwickelt hat; wie aus den allerersten Lebewesen die Vielfalt des Lebens entstanden ist, die wir heute auf der Erde beobachten. Das lässt sich mit der Theorie der Evolution sehr gut erklären. Was wir aber noch nicht erklären können ist: Wie das Leben selbst entstanden ist. Nachdem die Erde vor 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist, war da noch kein Leben. Da waren nur jede Menge chemische Stoffe, Moleküle, Atome und so weiter, die an verschiedensten Orten in den verschiedensten Zuständen herumgelegen sind. Irgendwann muss irgendwas passiert sein, so dass komplexere Moleküle entstanden sind, die in der Lage waren, Kopien von sich selbst herzustellen, manchmal mit kleinen Fehlern, also mit Mutationen und das ist der Punkt, wo die Evolution einsetzen kann und wo wir sagen können, dass da jetzt "Leben" ist.

Aber wir wollen wissen, was passieren muss und vor allem was es braucht, damit dieser allererste Schritt passieren kann. Und was es braucht ist Wasser! Oder? Das erscheint logisch. Wir wissen, dass das Leben auf der Erde ohne Wasser nicht existieren kann. Wir Menschen und die anderen Lebewesen bestehen zu einem großen Teil aus Wasser. Wenn wir kein Wasser haben, dann sterben wir und es braucht auch Wasser, damit die diversen chemischen Vorgänge in unserem Körper ablaufen können.

Und das stimmt zwar alles - aber nicht ganz. Aber dazu kommen wir gleich. Wir wissen, aus diversen chemischen Experimenten, dass wir Nukleinsäuren und Aminosäuren brauchen, damit sich daraus Leben entwicklen kann. Und wir wissen auch, wie diese komplexen Molekülen entstehen können. Aber es hilft uns nicht, wenn auf der frühen Erde hier mal eines dieser Moleküle entsteht und dann dort mal wieder eines. Sie müssen in ausreichend hoher Konzentration entstehen und es braucht deswegen auch eine ausreichend hohe Konzentration der Chemikalien aus denen dann die komplexen Moleküle entstehen können. Oder anders gesagt: Wir brauchen einen Prozess, der dafür sorgt, dass sich diese Vorläuferstoffe ausreichend oft in ausreichend hoher Konzentration an passenden Orten auf der jungen Erde ansammeln. Das nennt sich das "Konzentrationsproblem" und es ist nicht das einzige. Das zweite Problem nennt sich "Wasser-Paradoxon".

Denn wir brauchen das Wasser zwar um zu leben und Leben braucht Wasser. Für die Bausteine des Lebens und ihre Bildung ist Wasser aber gar nicht so super. Sie können chemisch mit den Wassermolekülen reagieren und das führt dazu, dass sie zerstört werden. Diese beiden Probleme, das Konzentrationsproblem und das Wasser-Paradoxon machen es schwierig zu erklären, wie sich auf der jungen Erde ausreichend viele Bausteine des Lebens bilden konnten, so dass daraus irgendwann das Leben entsteht.

Eine Lösung könnte Formamid sein. Die chemische Formel dafür lautet CH3NO; Formamid besteht als aus Kohlensoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Der Name kommt übrigens vom lateinischen Wort für Ameise - formica - weil Formamid chemis