Warum es dort draußen Leben geben könnte, anders als alles auf der Erde

„Ich glaube, wir sollten sehr offen gegenüber anderen Lebensformen anderswo im Universum sein und dass sie möglicherweise nicht dem Leben ähneln, wie wir es jetzt kennen“, sagt der Physiker Juan Pérez-Mercader.

Kris Snibbe/Harvard-Mitarbeiterfotograf

Von Alice McCarthyHarvard-Korrespondent

Datum 6. Juni 20235. Juni 2023

Stellen Sie sich die Möglichkeit von Lebensformen auf anderen Planeten vor, die keiner auf der Erde ähneln. Wie könnten sie aussehen und warum sollten sie so unterschiedlich sein?

Juan Pérez-Mercader sagt, es sei möglich und die Antwort könnte sein, dass sie sich aus einer anderen Art von Chemie entwickelt haben. Seit mehr als zehn Jahren untersucht der leitende wissenschaftliche Mitarbeiter am Department of Earth & Planetary Sciences und der Origins of Life Initiative an der Harvard University, wie man synthetische lebende Systeme herstellen kann – ohne sich dabei auf die Biochemie oder die Chemie zu verlassen, die das Leben auf der Erde ermöglicht hat.

„Wir haben versucht, ein nicht-biochemisches System aufzubauen, das ohne fremde Hilfe in der Lage ist, die wesentlichen Eigenschaften auszuführen, die allen natürlichen Lebenssystemen gemeinsam sind“, erklärte Pérez-Mercader.

Die neueste Studie des Pérez-Mercader-Labors, die letzten Monat in Cell Reports Physical Science veröffentlicht wurde, stellt sogar fest, dass ein solches System an dem beteiligt ist, was Charles Darwin als „Kampf ums Leben“ bezeichnete. In dem Artikel beschreiben Pérez-Mercader und die Co-Autoren Sai Krishna Katla und Chenyu Lin, wie sie zwei synthetische Modelle (oder „Arten“) geschaffen und den daraus resultierenden Wettbewerb zwischen ihnen beobachtet haben.

Lange vor dieser Studie fand das Labor heraus, wie man nicht-biochemische, sondern auf Kohlenstoffchemie basierende Systeme, sogenannte Protozellen, herstellen kann. Diese bestehen aus selbstorganisierenden Polymervesikeln, die aus einer homogenen Mischung kleinerer synthetischer Chemikalien entstehen, die keinen Bezug zu lebenden Organismen haben. „Diese Systeme wirken wie biochemische Zellen“, bemerkte Pérez-Mercader. „Sie werden geboren, verstoffwechseln, was sie brauchen, wachsen, bewegen sich, vermehren sich und entwickeln sich vielleicht sogar weiter.“

Nun wollten die Forscher herausfinden, ob diese Systeme nach dem evolutionären Prinzip des Konkurrenzausschlusses funktionieren würden. Wie wir aus Darwins Werk wissen, geht es dabei um den Kampf ums Überleben – wobei die Arten mit dem größten Wettbewerbsvorteil die anderen im Wettstreit um Ressourcen verdrängen.

Aus diesem Grund haben Pérez-Mercader und sein Team für diese spezielle Studie zwei neue Arten von Protozellen entwickelt – eine mit dem Vorteil der Lichtempfindlichkeit, die andere ohne. Als die Forscher beobachteten, wie sich diese Systeme verhielten, wenn sie in einer beleuchteten Umgebung Nahrung teilten, stellten sie fest, dass die lichtempfindliche „Art“ überlebte, während die andere dies nicht tat. „Es ist der Kampf ums Dasein, bei dem die am besten geeignete Struktur in ihrer Umgebung überlebt“, sagte Pérez-Mercader.

Mit diesen Ergebnissen ist Pérez-Mercader bereit, so weit zu gehen und zu behaupten, dass Biochemikalien für den Kampf ums Leben nicht unbedingt erforderlich sind. „Dies zeigt, dass nicht-biochemische Kohlenstoffchemie zum Aussterben der weniger ‚fitten‘ Protozellarten führen kann“, sagte er.

Die Ergebnisse seines Teams werfen die Frage auf: Könnte es außerhalb der Erde chemische Prozesse geben, die in der Lage sind, die grundlegenden Eigenschaften des Lebens umzusetzen?

„Es ist möglich, dass es Materialien gibt, die, sobald sie sich irgendwo auf einer Planetenoberfläche unter geeigneten Bedingungen befinden, chemisch reagieren, sich selbst organisieren und vielleicht die Dinge tun könnten, die dieses Experiment zeigt“, sagte Pérez-Mercader.

Unter den richtigen Umständen könnten sich diese Materialien von einer sehr einfachen Chemie zu komplizierteren Strukturen entwickeln, sagte er. „Ich glaube, wir sollten sehr offen gegenüber anderen Lebensformen anderswo im Universum sein und dass sie möglicherweise nicht dem Leben ähneln, wie wir es jetzt kennen.“