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Könnte das Leben nicht zufällig geboren werden? Teil 2.

Wie der Chemieprofessor Richard Bliss feststellt: "Ohne die Kühlfalle wären die Aminosäuren zerstört worden. Zusätzlich haben Aminosäuren eine chirale Symmetrie - das heißt, sie können in zwei spiegelsymmetrischen Formen vorliegen. Solche Moleküle ähneln sich als linke und rechte Hand, daher werden sie D- und L-Moleküle genannt. Ein anderer Name für enantiomere Moleküle - "rechtsgedreht" und "linksgedreht" - beruht auf ihrer Fähigkeit, die Polarisationsebene des Lichts in verschiedene Richtungen zu drehen. Wenn linear polarisiertes Licht durch eine Lösung solcher Moleküle geleitet wird, wird die Polarisationsebene gedreht: im Uhrzeigersinn, wenn die Moleküle in der Lösung rechts und gegen links sind. Diese optische Eigenschaft chiraler Moleküle wurde erstmals 1848 von Louis Pasteur entdeckt. Interessanterweise bestehen fast alle natürlichen Proteine ​​nur aus linken Aminosäuren. Diese Tatsache ist umso überraschender, als bei der Synthese von Aminosäuren im Labor ungefähr die gleiche Anzahl von rechten und linken Molekülen gebildet wird. Es stellt sich heraus, dass dieses Merkmal nicht nur Aminosäuren, sondern auch viele andere für lebende Stoffsysteme von Bedeutung sind, die jeweils ein genau definiertes Zeichen der Spiegelsymmetrie in der gesamten Biosphäre aufweisen. Nach modernen Vorstellungen über den Ursprung des Lebens auf der Erde war die Wahl organischer Moleküle einer bestimmten Art von Spiegelsymmetrie die Hauptvoraussetzung für ihr Überleben und die anschließende Selbstreproduktion. Die Frage, wie und warum die evolutionäre Auswahl dieses oder jenes Spiegel-Antipodes erfolgte, bleibt jedoch eines der größten Geheimnisse der Wissenschaft.
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In den 1920er und 1930er Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass die Beleuchtung einer Aminosäurelösung durch zirkular polarisiertes Licht zur vollständigen oder teilweisen Zerstörung eines von zwei Spiegel-Antipoden führt. Es stellte sich heraus, dass das im Uhrzeigersinn polarisierte Licht (in Richtung des Strahls) schädliche Auswirkungen auf D-Moleküle hat und gegen den Uhrzeigersinn polarisierte nur die L-Aminosäuren zerstört. So wurde eine einfache Methode zur Auswahl von Molekülen mit einer bestimmten Art von Spiegelsymmetrie gefunden. Gleichzeitig ließ dieses Experiment einige Forscher sich fragen: Könnte so etwas auf der ganzen Welt in der Phase des Lebens passieren? Die Bestrahlung der Erde mit Licht, das eine genau definierte rechts- oder linkszirkulare Polarisation aufweist, sollte zum Überleben von Molekülen der einen Art von Spiegelsymmetrie und zum Erlöschen einer anderen führen. Aber woher in aller Welt könnte eine solche Lichtquelle kommen?

Um die Theorie des RNA-Primats zu retten, haben seine Anhänger im Bereich der Biowissenschaften eine völlig neue Richtung eingeschlagen. Sie versuchten zu beweisen, dass RNA und ihre Bestandteile im Labor aus nicht-biologischen Molekülen während aufeinanderfolgender sorgfältig kontrollierter Reaktionen unter ähnlichen Bedingungen wie auf der primitiven Erde gewonnen werden können. Stellen Sie sich die folgende Situation vor, um zu verstehen, wie erfolgreich solche Versuche sein können. Ein Mann spielt Golf auf einem 18-Loch-Feld und glaubt plötzlich, dass sich der Ball ohne seine Teilnahme bewegen kann, und das Ergebnis des Spiels wird sich nicht ändern. Dies ist nur möglich, wenn die eine oder andere Kombination von Naturkatastrophen früher oder später zum gewünschten Ergebnis führt. Gleiches gilt für das Auftreten von RNA: Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses ist nahezu Null. Einige Chemiker schlugen vor, dass zunächst ein einfacherer Replikator auftauchte, der zum "Lineal" wurde und enzymatische Eigenschaften aufweisen musste, ebenso wie RNA. Es wurde jedoch keine Spur davon gefunden.

  • Aber selbst wenn die Natur eine primitive "Brühe" der entsprechenden Zutaten herstellen würde, wäre ihre spontane Verschmelzung in den Replikator ohne noch unglaublichere Umstände nicht möglich gewesen. Nehmen wir jedoch an, dass die "Brühe" auf die eine oder andere Weise "geschweißt" wurde und unter solchen Bedingungen, die die Verbindung ihrer Komponenten in Ketten erleichterten. Es enthielt eine Vielzahl von "unangemessenen" Blöcken, deren Aufnahme in die wachsende Kette es sofort seiner Funktionsfähigkeit berauben würde.

Theoretisch könnte die Natur Blöcke auf zufällige Weise verbinden und statt eines viel längeren Netzwerks eine Vielzahl von kurzen Ketten mit einer stabilen Basis bilden, die für die Funktionen des Replikators und des Katalysators erforderlich ist. Die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Umsetzung des zweiten Szenarios ist äußerst gering. Wenn es eines Tages in einer Ecke des Universums geschah, war es nur ein Zufall. Es gibt auch das Problem der ständigen Komplexität. Das reale biologische System kann nicht auf die molekulare Ebene reduziert werden, auf die Größe einzelner Moleküle - zwei, drei, fünf, zehn, selbst wenn es sich um sehr große Moleküle handelt. Es kann nicht aus dem einfachen Grund sein, dass die diesen Molekülen innewohnenden Funktionen äußerst vielfältig sind. Es besteht ein sehr klares Verständnis, dass sich primäre organische Moleküle möglicherweise unfreiwillig entwickelt haben. Aber das sind ziemlich einfache Moleküle. Andererseits ist es ziemlich klar, dass ein einfaches biologisches System ein Polymermolekül oder Polymermoleküle mit zwei Eigenschaften sein sollte. Es muss eine Matrix sein - ein Informationsträger, es muss ein Werkzeug oder ein Katalysator sein, der in der Lage ist, zunächst diese Informationen umzuwandeln, um sie in etwas umzuwandeln