DNA-Bausteine in Meteoriten gefunden

DNA Bausteine im Meteoriten

Was für eine unglaubliche Entdeckung: In Meteoriten, die auf der Erde eingeschlagen sind, haben Wissenschaftler alle Bausteine des Lebens entdeckt. Stammen wir aus dem Weltraum? 

Ihr erinnert euch bestimmt noch an die siebte Klasse Biologie-Unterricht. Da lernte man etwas über die Bausteine der DNA, also des Erbguts, das die Eigenschaften jeder Spezies dieses Planeten definiert. DNA ist die englische Abkürzung für Desoxyribonukleinsäure und die Grundbausteine von DNA-Strängen sind vier verschiedene Nukleotide, die jeweils aus einem Phosphatrest, dem Zucker Desoxyribose und einer von vier Nukleinbasen bestehen. Diese Nukleinbasen heißen – und spätestens das wird sicherlich die Erinnerungen an den Bio-Unterricht wecken – Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Aus der Abfolge dieser Nukleinbasen ergeben sich unterschiedliche Informationen. Um die Entstehung des Lebens zu verstehen, müssen wir herausfinden, woher diese Nukleinbasen stammen. Sind sie auf der Erde in der Ursuppe entstanden? Oder kommen sie aus dem Weltraum und wir sind alle in gewisser Hinsicht Aliens?

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Dieser Frage wollte ein Team von Forschern der NASA und der Universität Hokkaido auf den Grund gehen. Sie mussten sich dabei nur noch auf die Suche nach zwei der DNA-Bausteinen begeben, nämlich Cytosin und Thymin. Die anderen beiden, Adenin und Guanin, hatte man bereits zuvor in Meteoritengestein entdeckt. Der Umstand, dass bislang nur Adenin und Guanin gefunden wurden, hätte bedeuten können, dass Cytosin und Thymin im Weltraum nicht vorkommen und auf der Erde entstanden sind. Oder es hätte bedeuten können, dass die bisherigen Messungen nicht gut genug waren – und genau das wollte das Forscherteam herausfinden. 

Künstlerische Darstellung der DNA

Wozu verwendet man Ameisensäure?

Bisher hat man zur Detektion von organischen Stoffen aus Meteoriten meist heiße Ameisensäuren verwendet und Proben von Meteoriten dieser ausgesetzt, um einen Extrakt zu  erhalten – gerade für die Suche nach Cytosin und Guanin ist das aber wenig geeignet, da diese beiden Nukleinbasen sehr empfindlich sind und dabei potentiell zerstört werden könnten. 

Das Forscherteam hat nun Meteoriten mit einem schonenden Verfahren untersucht: durch eine Extraktion der Proben in kaltem Wasser während diese Ultraschallbestrahlung ausgesetzt waren. Ihr könnt euch die unterschiedlichen Methoden besser vorstellen, wenn ihr es mit Kaffeezubereitung vergleicht: Ihr wollt aus dem Kaffeepulver einen Extrakt herstellen, den ihr nicht untersuchen, sondern trinken wollt. Es gibt mehrere Wege zum Ziel: Ihr könnt das Kaffeepulver mit heißem Wasser übergießen. Das führt sehr schnell zum gewünschten Ergebnis, aber auf mikroskopischer Ebene zerstört ihr durch die Hitze einiges in den gemahlenen Kaffeebohnen. Oder ihr könnt das Kaffeepulver über Nacht in kaltem Wasser ziehen lassen. Das nennt man Cold Brew. Es dauert zwar länger, führt aber zu einem sehr geschmacksintensivem Erlebnis, da der Kaffee langsam und schonend extrahiert wurde. 

Herstellung eines Kaffees – durchaus zu vergleichen mit der Meteoritenextraktion

Nukleinbasen im Meteoriten

Auf eine ganz ähnliche Art und Weise, durch einen wissenschaftlichen Cold Brew, haben die Forscher Proben von besonderen Meteoriten extrahiert, unter anderem des sogenannten Murchison Meteoriten. Der ist 1969 in Australien eingeschlagen und einer der am besten untersuchten Meteoriten überhaupt, da er unfassbar reich an organischen Verbindungen wie Aminosäuren ist. Es liegt der Verdacht nahe, dass er die Nukleinbasen der DNA enthält – und siehe da: Das Cold Brew-Verfahren hat tatsächlich Cytosin und Guanin in den Proben zu Tage gefördert. Das ist einfach unglaublich: Damit haben wir alle Nukleinbasen unseres Erbguts in Steinen aus dem Weltraum gefunden. Die Bausteine des irdischen Lebens sind nicht nur hier auf der Erde entstanden, sondern sind mindestens zusätzlich außerirdischen Ursprungs.

Der Murchison Meteorit in Australien
Murchison Meteorit

Skeptiker mögen einwenden: Ist es nicht sehr wahrscheinlich, dass die Meteoritenproben einfach kontaminiert waren? Immerhin liegen die schon einige Jährchen auf der Erde und hier wimmelt es nur so vor Nukleinbasen. Um das auszuschließen, haben die Forscher auch Proben der Erde rund um den Murchison-Meteoriten dem Cold-Brew-Verfahren unterzogen. Zwar wurden auch darin einige DNA-Basen und verwandte Moleküle nachgewiesen – was ja logisch ist – aber nicht alle. Und der Aufbau dieser Verbindungen unterschied sich von denen im Meteoritenmaterial. Eine Kontamination durch irdisches Material kann im Prinzip ausgeschlossen werden. 

Sind die Bausteine des Lebens im Weltraum vorhanden?

Ist der Gedanke von unserem kosmischen Ursprung nicht unfassbar faszinierend? Co-Autor der Studie Danny Glavin vom Goddard Space Flight Center der NASA sagt: „Wir haben verschiedene Pyrimidin-Nukleobasen identifiziert, darunter Cytosin und Thymin. Wir haben damit jetzt den Beweis, dass der komplette Satz an Nukleobasen, der heute in Lebewesen vorkommt, schon zur Zeit der Lebensentstehung auf der Erde verfügbar gewesen ist.“

Meteorit

Hier bekommt ihr euren eigenen Meteoriten

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien. Mitgeliefert wird ein Echtheitszertifikat. Verschiedene Größen verfügbar. 

Übrigens ist das nicht nur faszinierend im Hinblick auf das Leben auf unserem Planeten. Denn, wenn die Bausteine des Lebens auf x-beliebigen Steinen im Weltraum vorhanden ist, dann – ihr erratet es – könnte die Entstehung von Leben kein rein irdisches Phänomen sein. Jeder Planet wäre dann eine potentielle Eizelle und jeder Asteroid ein potentielles Spermium – sozusagen.

Außerirdisches Leben immer wahrscheinlicher

Die Tatsache, dass die Bausteine des Lebens nicht auf der Erde entstanden, sondern im Weltraum vorhanden sind, erhöht die Wahrscheinlichkeit für außerirdisches Leben immens! Andererseits kennen wir nur das irdische Leben und wissen gar nicht, ob diese Nukleinbasen auch die Bausteine für Alien-Lebensformen sind. Gewissheit werden wir erst bekommen, wenn wir eine außerirdische Lebensform finden.

Ihr wollt mehr über die Bausteine des Lebens erfahren? Dann schaut euch das neue Video von Astro-Tim an:

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Gigantischer Einschlag in der Antarktis

Meteoriteneinschlag Antarktis

Außerirdische Partikel und ein gigantischer Meteoriteneinschlag in der Antarktis – das haben Forscher nun im ewigen Eis entdeckt. Was hat es damit wohl auf sich?

Die Ausmaße der Antarktis sind kaum zu begreifen. Die größte Eiswüste der Welt erstreckt sich über 13,2 Millionen Quadratkilometer und hat jede Menge Landschaftsmerkmale, die auf anderen Kontinenten vermutlich absolute Touristenattraktionen wären. Eine dieser spektakulären Landschaften ist das Sør Rondane Gebirge in der Ostantarktis. Dieses Bergmassiv erstreckt sich über 160 Kilometer und seine Gipfel erreichen Höhen von 3.400 Metern. Lägen diese Berge in Europa, würde sie vermutlich jeder kennen und Dj Ötzi hätte schon drei Après-Ski-Songs darüber verfasst. Aber da sie in der unwirtlichen und schwierig zugänglichen Antarktis liegen, sind diese Berge relativ unbekannt. 

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Ein britisches Forscherteam hat sich dorthin gewagt. Und was sie dort fanden, ist im wahrsten Sinne des Wortes nicht von dieser Welt. Auf dem Gipfel des Walnumfjellet, einer der Berge im Sør Rondane Gebirge, fanden sie außerirdisches Material. Gesteinsproben, die nicht von der Erde stammen, sondern von einem anderen Himmelskörper, der irgendwann mal auf der Erde eingeschlagen sein muss. 

Satellitenbild des Sør Rondane-Gebirges

Dank des Materials und der Struktur der Umgebung konnten die englischen Forscher einiges über den Einschlag herausfinden. Die Entdeckung deutet auf einen so genannten meteoritischen Tieflandeinschlag hin, bei dem ein Strahl aus geschmolzenem und verdampftem Material eines mindestens 100 Meter großen Meteoriten mit hoher Geschwindigkeit die Oberfläche erreichte. Die Auswirkungen des Einschlags erstreckten sich über ein Gebiet von fast 2.000 Kilometern. Das ist etwas mehr als die Entfernung von Köln nach Lissabon, also wirklich ein gigantisches Gebiet. 

Meteorit
Ein echter Meteorit fürs Wohnzimmer!

Bruchstück eines großen Eisenmeteoriten aus Campo del Cielo in Argentinien.

Meteoriteneinschlag ohne Krater?

Der Einschlag muss vor 430.000 Jahren geschehen sein – für menschliche Maßstäbe ist das eine lange Zeit. Geologisch gesehen war das gestern. Seltsam erscheint auf den ersten Blick, dass es keinen riesigen Krater zu geben scheint – bei einem solch heftigen Ereignis müsste doch eigentlich einer entstanden sein, oder? 

Dort liegt das Walnumfjellet

Bei meteoritischen Tieflandeinschlägen ist es aber typisch, dass es keinen wirklichen Krater gibt. Das Forscherteam schreibt in seiner Arbeit: “Das Fehlen eines bestätigten Kraters auf dem antarktischen Eisschild und die geochemischen Sauerstoffisotopsignaturen lassen die Hypothese zu, dass die Einschlagspartikel aus einem Touchdown stammen, bei dem ein projektilartiger Dampfstrahl mit dem antarktischen Eisschild interagiert. Numerische Modelle unterstützen das Szenario eines Touchdown.” Einfacher gesagt: Durch den flachen Einschlagswinkel des Meteoriten, der dann zu einem sogenannten Touchdown führt, und die spezielle Wechselwirkungen mit dem Eisschild ist kein Krater entstanden, sondern nur eine senkrechte Explosionssäule. 

Rasterelektronen-Untersuchung: außerirdisch oder nicht?

Wie findet man überhaupt heraus, ob Partikel, die man findet, irdischen oder kosmischen Ursprungs sind? Durch eine sogenannte Rasterelektronen-Untersuchung lässt sich viel über die Struktur von gefundenen Steinchen herausfinden. Unten seht Ihr die Rasterelektronen-Rückstreuungsbilder von Partikeln vom Gipfel des Walnumfjellet. Die Chemie der Spurenelemente in diesen Partikel und der hohe Nickelgehalt beweisen die extraterrestrische Herkunft dieser Teilchen. Und die Sauerstoffisotopsignaturen lassen sich nur so erklären, dass dieses Material bei einem Einschlag mit dem Sauerstoff im antarktischen Eisschild reagiert hat. Das klingt alles sehr abstrakt, aber Geowissenschaftler können daraus ableiten, dass es sich um Meteoriten-Material handelt.

Rasterelektronen-Rückstreuungsbilder der Partikel

Die Relevanz von Einschlägen in der Antarktis

Man könnte sich jetzt fragen, weshalb es überhaupt wichtig ist, mehr über Einschläge in der Antarktis herauszufinden. Stellt euch mal vor, so ein Ding würde nicht im Sør Rondane Gebirge runterkommen, sondern über Köln. Das Verständnis über solche Einschläge kann uns helfen, mögliche Auswirkungen und Schäden zu prognostizieren. Ein solches Touchdown-Ereignis könnte absolut verheerend sein, wenn es über besiedelten Gebieten stattfände.

In der Studie heißt es: “Abgesehen von der Bildung einer großen Abgasfahne und der Injektion von Eiskristallen und Aufprallstaub in die obere Atmosphäre, wenn sie über der Antarktis stattfinden, stellen Touchdown-Ereignisse keine Bedrohung für menschliche Aktivitäten dar. Wenn jedoch ein Touchdown über einem dicht besiedelten Gebiet stattfindet, würde dies zu Millionen von Opfern und schweren Schäden über Entfernungen von bis zu Hunderten von Kilometern führen.”

Ihr wollt mehr über dieses spannende Thema erfahren? Dann schaut euch das neue Video zum Einschlag in der Antarktis von Astro-Tim an:

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