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Astrobiologie: Asteroiden als Ursprung der Linkshändigkeit des Lebens

Linkshändige Aminosäuren sind die Basis irdischen Lebens

Die biochemischen Bauteile des Lebens laufen links herum: Zwar kann die Ausrichtung von Aminosäuren prinzipiell links- oder rechtshändig sein, spiegelverkehrt wie ein Paar Hände. Auf der Erde allerdings herrscht die linkshändige Ausrichtung vor und daher wurde bisher angenommen, dass dies ein Indiz für Leben ist. Deshalb konzentrierte man sich bei der Suche nach extraterrestrischem Leben auch darauf, nach linkshändigen Aminosäuren zu suchen. Nun berichtet ein Forscherteam, eine mögliche Erklärung für die Linkshändigkeit lebensnotwendiger Aminosäuren gefunden zu haben, der keine biologische Aktivität zugrunde liegt.

Linkshändige Aminosäuren sind die Basis irdischen Lebens | Ein Überschuss von linkshändiger Asparaginsäure könnte in Asteroiden entstanden und danach über Meteoriteneinschläge auf die Erde gelangt sein. Die Linie im unteren Bild zeigt die Verteilung der Händigkeit der Asparaginsäure in der Meteoritenprobe von Tagish Lake: Linkshändige Asparaginsäure trat viermal häufiger auf als rechtshändige Asparaginsäure.
Das Team um Daniel Glavin von der US-Weltraumbehörde NASA hat Aminosäuren aus Fragmenten eines Meteoriten analysiert, der im Jahr 2000 über dem gefrorenen Tagish Lake in Kanada explodierte. In den Proben fanden sich die Aminosäuren Asparaginsäure sowie Alanin, die auch beide auf der Erde vorkommen. Hierbei war linkshändige Asparaginsäure viermal so häufig wie rechtshändige Asparaginsäure, während bei Alanin lediglich ein achtprozentiger Überschuss der linkshändigen Orientierung auftrat. Dies wurde als Hinweis auf den kosmischen Ursprung der Aminosäuren gewertet: Wären sie irdischer Herkunft, würde man auch bei Alanin ein größeres Ungleichgewicht in der Verteilung von Links- und Rechtshändigkeit erwarten.

Eine mögliche Erklärung für den Überschuss an Linkshändigkeit ist der Einfluss von polarisierender Strahlung innerhalb der Gas- und Staubwolke, aus der sich schließlich das Planetensystem und damit auch die Asteroiden gebildet haben. Allerdings reicht die Strahlung allein nicht aus, um den großen Überschuss an linkshändiger Orientierung zu erklären.

Dafür ist ein weiterer Prozess nötig: die Kristallisation der Aminosäuren in flüssigem Wasser von Asteroiden. Asparaginsäure kristallisiert nur in einer Händigkeit: Der gesamte Kristall besteht so entweder ausschließlich aus links- oder aus rechtshändigen Molekülen. Ein leichter Überschuss an Aminosäuren mit linkshändiger Ausrichtung führt langfristig dazu, dass sich die linkshändigen Aminosäuren auf Kosten ihrer rechtshändigen Gegenstücke durchsetzen. Alanin hingegen bevorzugt eine gemischte Händigkeit bei der Kristallisierung, woraus sich für die Händigkeit der Aminosäuren eine Tendenz zur Gleichverteilung ergibt. Eine Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Orientierung der Aminosäuren in Wasser verändert werden kann.

Es ist also möglich, dass die Linkshändigkeit des Lebens auf der Erde durch die Linkshändigkeit der Aminosäuren in Asteroiden gegeben ist: Durch Kometeneinschläge auf der Erde wurden die kosmischen Aminosäuren möglicherweise in das sich entwickelnde Leben eingebunden. Alternativ könnte es sein, dass sich die Aminosäuren in wasserumspülten Sedimenten auf der Erde abgelagert haben, wo sich das durch die polarisierte Strahlung verursachte leichte Ungleichgewicht zwischen den Händigkeiten anschließend durch Kristallisationsprozesse verstärkt hat.

Die Suche nach extraterrestrischem Leben ist mit diesem Befund ein wenig komplizierter geworden: Ein Überschuss an Linkshändigkeit von Aminosäuren kann also nicht zwingend als Hinweis auf biologische Aktivität angenommen werden.

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