Die Suche nach außerirdischem Leben beschäftigt die Menschheit seit einer gefühlten Ewigkeit. Britischen Forschern ist es nun gelungen, eine Methode zu entwickeln, mit der sie an der Zusammensetzung eines Moleküls erkennen können, wie es entstanden ist. Diese Methode könnte bei der Suche nach außerirdischem Leben im Universum helfen und schließlich sogar dazu führen, im Labor neue Lebensformen zu schaffen, sagen die Wissenschaftler der University of Glasgow unter der Leitung von Professor Lee Cronin, die diese Montagetheorie in Zusammenarbeit mit Mitarbeitern der NASA und der Arizona State University entwickelt haben.
Bei dieser Assembly Theory nutzt man zum Beispiel einen Massenspektrometer, um zu bestimmen, aus wie vielen Bits ein Molekül besteht. Je größer die Anzahl der Einzelteile ist, desto größer ist die Zusammensetzungszahl. Dabei ist es umso unwahrscheinlicher, dass es durch Zufall entstanden ist, je komplexer es ist. Es muss also im Laufe der Evolution entstanden sein. Außerdem konnten die Forscher demonstrieren, dass das System nicht nur bei Proben aus allen Teilen der Erde funktioniert, sondern auch bei außerirdischen Proben. Dabei zeigte sich, dass Leben auf der Erde nur Moleküle mit hohen Zusammensetzungszahlen herstellen kann.
“Die erste falsifizierbare Hypothese zur Erkennung von Leben”
Eine der größten Herausforderungen bei der Suche nach außerirdischem Leben sei die Identifizierung von chemischen Signaturen, die einzigartig für Leben sind, erklären die Wissenschaftler. Das habe bereits zu mehreren letztlich unbewiesenen Behauptungen über die Entdeckung von außerirdischem Leben geführt. Die Stoffwechselexperimente der NASA-Marslandefähre Viking hätten beispielsweise auch nur einfache Moleküle nachgewiesen. Deren Existenz könnte sowohl durch lebende als auch durch natürliche, nicht-lebende Prozesse erklärt werden.
“Unser System ist die erste falsifizierbare Hypothese zur Erkennung von Leben”, freut sich Professor Cronin, Regius Professor für Chemie an der Universität Glasgow. “Es basiert auf der Idee, dass nur lebende Systeme komplexe Moleküle produzieren können, die sich nicht zufällig in beliebiger Häufigkeit bilden können. Das erlaubt uns, das Problem der Definition von Leben zu umgehen – stattdessen konzentrieren wir uns auf die Komplexität der Chemie.”
Neben der reinen Anzahl der Bits, aus denen ein Molekül besteht, könne man mit der Theorie des molekularen Aufbaus auch erklären, dass es “umso unwahrscheinlicher ist, dass das Molekül ohne Leben entstanden ist, je größer die Anzahl der Schritte ist, die benötigt werden, um ein gegebenes komplexes Molekül zu zerlegen.” Das Ergebnis dieser Zerlegung ist die sogenannte molekulare Assemblierungszahl, die experimentell messbar ist.
Keine falsch-positiven Ergebnisse möglich
Die Forscher konnten die molekulare Ordnungszahl einzelner Moleküle bei Experimenten im Labor beobachten, indem sie die Moleküle mit Hilfe der Fragmentierungs-Tandem-Massenspektrometrie zerlegten. Im Gegensatz zu allen anderen Komplexitätsmaßen ist diese molekulare Assemblierungszahl das einzige Komplexitätsmaß, das sowohl berechenbar ist als auch direkt beobachtet werden kann.
“Dies ist wichtig, weil die Entwicklung eines Ansatzes, der keine falsch-positiven Ergebnisse produzieren kann, entscheidend ist, um die erste Entdeckung von Leben außerhalb der Erde zu unterstützen – ein Ereignis, das nur einmal in der Geschichte der Menschheit vorkommen wird”, so Professor Cronin. So könnte ein Instrument zur Erkennung von Leben, das auf dieser Methode basiert, eingesetzt werden um Leben außerhalb aufzuspüren und sogar, “das Entstehen neuer Formen künstlichen Lebens im Labor nachzuweisen”.
Einen universellen Ansatz zum Nachweis von Leben beschreibt das Team in der Zeitschrift Nature Communications. Unterstützt wurde die Forschung mit Mitteln des Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), der The John Templeton Foundation, des European Research Council (ERC) und der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
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