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33.2: Verhältnisse auf der frühen Erde
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PROTOKOLLE

33.2: Verhältnisse auf der frühen Erde

Die Ozeane begannen vor rund 4 Milliarden Jahren auf der Erde zu kondensieren, während Vulkanausbrüche Stickstoff, Kohlendioxid, Methan, Ammoniak und Wasserstoff in die Uratmosphäre freisetzten. Allerdings waren Organismen mit den Eigenschaften des Lebens auf der Erde zunächst noch nicht zu finden. Wissenschaftler haben durch Experimente herausgefunden, wie sich Organismen entwickelt haben, die wachsen, sich vermehren und eine innere Umwelt erhalten konnten.

In den 1920er Jahren stellten die Wissenschaftler Oparin und Haldane die Vermutung auf, dass sich einfache biologische Verbindungen auf der frühen Erde gebildet haben könnten. Mehr als 30 Jahre später testeten Stanley Miller und Harold Urey an der Universität von Chicago diese Hypothese, indem sie die Bedingungen der frühen Erdatmosphäre und der Ozeane in einem Laborgerät simulierten. Mit Hilfe von Elektrizität als Energiequelle erzeugte das Miller-Urey-Experiment Aminosäuren und andere organische Moleküle und zeigte, dass die Umgebung der frühen Erde der Bildung biologischer Moleküle förderlich war. Neuere Experimente haben vergleichbare Ergebnisse erbracht und legen nahe, dass sich Aminosäuren in der Nähe von Gebieten mit vulkanischer Aktivität oder hydrothermalen Schloten im Ozean gebildet haben könnten.

Aminosäuren und kleine organische Moleküle können sich dann zu komplexeren Makromolekülen zusammengesetzt haben. So können z.B. tropfende Aminosäuren oder Nucleotide in heißen Sand zur Bildung der entsprechenden Polymere, Proteine bzw. Nucleinsäuren geführt haben. Eine Klasse von Makromolekülen, die als Lipide bezeichnet werden, könnte dann Vesikel gebildet haben. Sie stellen dan eine separate, innere Umgebung zur Verfügung. Diese Fähigkeit, das Innere vom Äußeren zu trennen, ist eine der wichtigsten Eigenschaften des Lebens. Ein weiteres Merkmal des Lebens ist der Besitz von genetischem Material. Die RNA stellte wahrscheinlich die erste vererbbare genetische Information dar. Spezialisierte Vesikel (Protozellen) enthielten wahrscheinlich RNA, die sich selbst replizieren konnte. Diese einfachen Protozellen konnten auch wachsen und sich entwickeln und damit die Voraussetzungen für die Entstehung von zellulärem Leben auf der Erde schaffen.


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