Die Frage, wie das Leben auf der Erde entstanden ist, sorgt immer noch für hitzige Debatten. Eine bekannte Hypothese stammt von den Wissenschaftlern Stanley Miller und Harold Urey: Demnach könnte ein Blitz, der in eine Mischung aus Wasser und anorganischen Gasen einschlug, die ersten organischen Moleküle geformt haben. Kritiker bezweifeln allerdings, dass diese Theorie haltbar ist. Sie argumentieren, dass die Ozeane viel zu riesig und Blitzeinschläge zu selten waren, um eine nennenswerte Menge an organischen Verbindungen zu erzeugen. Doch eine neue Studie könnte nun eine Antwort auf diese Zweifel liefern: Mikrolightning.
Forscher der Stanford University haben nachgewiesen, dass die elektrische Ladung, die durch spritzendes oder versprühtes Wasser entsteht, chemische Reaktionen mit anorganischen Gasen auslösen kann. Dabei entstehen organische Moleküle, die als Grundbausteine des Lebens gelten. Eine Studie, die am 12. März in Science Advances veröffentlicht wurde, stellt die Miller-Urey-Hypothese in ein neues Licht. Anstelle eines gewaltigen Blitzes könnten unzählige winzige „Mikroblitze“ zwischen Wassertröpfchen die Grundlage für das Leben geschaffen haben.
Kleine Blitze mit großer Wirkung?
Wissenschaftler gehen davon aus, dass es in den ersten Milliarden Jahren der Erdgeschichte keine organischen Moleküle mit Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen gab. Diese Verbindungen sind jedoch essenziell, um wichtige biologische Strukturen wie Enzyme, Proteine und Nukleinsäuren zu bilden. Dazu gehören etwa Uracil (ein Bestandteil von DNA und RNA) oder Glycin (eine Aminosäure).
Die Miller-Urey-Hypothese basiert auf einem bahnbrechenden Experiment aus dem Jahr 1952: Forschern gelang es damals, organische Moleküle zu synthetisieren, indem sie eine elektrische Entladung durch eine Mischung aus Wasser und den anorganischen Gasen der jungen Erde (Methan, Ammoniak und Wasserstoff) jagten.
In der neuen Studie beobachteten die Forscher nun, dass Wassertröpfchen, die durch Wellen oder Wasserfälle in die Luft geschleudert werden, elektrische Ladungen erhalten. Kleine Tropfen neigen dazu, eine negative Ladung zu tragen, während große Tropfen positiv geladen sind. Wenn sich unterschiedlich geladene Tröpfchen nähern, entstehen winzige Funken—die „Mikrolightning“, wie es der Studienleiter Richard Zare nennt. Diese Mikroentladungen wurden mit Hochgeschwindigkeitskameras eingefangen.
Wasser als reaktive Kraft
„Normalerweise sehen wir Wasser als harmlos an, aber sobald es in winzige Tropfen zerlegt wird, wird es hochreaktiv“, erklärte Zare in einer Mitteilung der Stanford University. Um diese Theorie zu testen, simulierte das Forscherteam das klassische Miller-Urey-Experiment auf eine neue Weise: Anstatt Strom durch ein Gas-Wasser-Gemisch zu leiten, versprühten sie Wasser in eine Mischung von Gasen, die es in der frühen Erdatmosphäre gab.
Das Ergebnis: Die winzigen elektrischen Entladungen zwischen den Wassertropfen konnten die gleichen organischen Moleküle erzeugen, die auch im Miller-Urey-Experiment gefunden wurden. „Wir schlagen vor, dass dies ein neuer Mechanismus für die präbiotische Synthese von Molekülen sein könnte, die als Bausteine des Lebens dienen“, erklärte Zare.
Neue Hoffnung für eine alte Theorie
„Auf der frühen Erde gab es überall Wassertröpfchen: in Spalten, an Felsen oder in der Gischt von Wellen. Diese könnten sich angesammelt haben und genau diese chemische Reaktion ausgelöst haben“, sagte Zare. Seiner Meinung nach könnte diese Erkenntnis viele der Probleme lösen, die Kritiker mit der Miller-Urey-Hypothese hatten.
Vielleicht hatte der spirituelle Denker Emmet Fox recht, als er sagte: „Ein kleiner Funke kann ein großes Feuer entfachen.“
