Wie sind die ersten Lebensformen vor etwa 4 Milliarden Jahren auf der Erde entstanden? Die unaufhörliche Forschung der Wissenschaftler, um die Ursprünge des Lebens zu verstehen, hat kürzlich einen bedeutenden Schritt nach vorne gemacht.
Ein Team des Scripps Forschungsinstituts hat einen plausiblen Weg entdeckt, der die Bildung und chemische Evolution von Protocellen erklärt, jenen Vorläufern der lebenden Zellen. Diese Entdeckungen, veröffentlicht in der Zeitschrift
Chem, könnten den Prozess der frühen Evolution und die Komplexität des Lebens auf unserem Planeten beleuchten.
Protocellen, eine sphärische Ansammlung von Lipiden, gelten als die Ahnen der Zellen. Aber wie konnten sich diese einfachen Strukturen diversifizieren, um das Leben zu erschaffen, wie wir es kennen? Die Antwort könnte in einem chemischen Prozess namens Phosphorylierung liegen, so die Wissenschaftler von Scripps. Dieser Prozess, der das Hinzufügen von Phosphatgruppen zu Molekülen beinhaltet, hätte die Entstehung komplexerer doppelschichtiger Protocellen gefördert, die fähig sind, verschiedene chemische Reaktionen zu beherbergen und sich zu teilen.
Um zu diesen Schlussfolgerungen zu gelangen, hat das Team unter der Leitung von Ramanarayanan Krishnamurthy und Ashok Deniz präbiotische Bedingungen im Labor nachgestellt, indem sie Fettsäuren und Glycerin verwendeten, Substanzen, die wahrscheinlich auf der primitiven Erde vorhanden waren. Durch Hinzufügen verschiedener chemischer Komponenten und Ändern der Reaktionsumgebung (Temperatur, pH, Metallionen) beobachteten sie die Bildung von Vesikeln, Strukturen ähnlich den Protocellen. Diese Experimente zeigten, dass Fettsäuren und Glycerin einer Phosphorylierung unterzogen werden konnten, was zu stabileren und diversifizierteren Vesikeln führt, die für die Evolution des Lebens essentiell sind.
Diese Arbeit offenbart nicht nur einen möglichen Weg für das Auftreten von Phospholipiden, den grundlegenden Bausteinen des Lebens, sondern öffnet auch die Tür zu einem besseren Verständnis der dynamischen Mechanismen hinter der Fusion und Teilung der Protocellen. Der nächste Schritt für die Forscher wird sein, diese dynamischen Prozesse weiter zu erforschen, um unser Verständnis der Evolution der ersten Lebensformen auf der Erde zu vertiefen.
Quelle: Chem