Die Aussichten für die Entstehung des alten Lebens auf dem Mars sind etwas plausibler geworden. Wissenschaftler haben festgestellt, dass in der fernen Vergangenheit des Planeten die Bedingungen für die Bildung von RNA-Molekülen genau richtig sein könnten.
Wenn dies der Fall wäre, hätte sich das Leben auf dem Mars gemäß der RNA-World-Hypothese bilden können – der Idee, dass RNA vor der DNA liegt, in der unsere genetische Information heute überwiegend gespeichert ist, ein Schritt in einem komplexen Evolutionsprozess.
Die Studie wurde auf den Preprint-Server von bioRxiv hochgeladen und ist noch nicht von Experten begutachtet worden. Sie ist jedoch ein aufregender Schritt vorwärts für unser Verständnis des Potenzials oder des früheren Lebens auf dem Roten Planeten.
Wenn es darum geht, bestimmte Lebensspuren auf dem Mars zu finden, sind unsere Möglichkeiten durch die Entfernung begrenzt, was wiederum die Technologie einschränkt, mit der wir den Mars untersuchen können. Aber eines der Dinge, die wir tun können, ist zu versuchen, die geochemische Geschichte des Roten Planeten zusammenzusetzen, um festzustellen, ob der Mars zumindest für das Leben gastfreundlich war.
Die RNA-Welt ist ein weit verbreitetes hypothetisches Szenario für die Entwicklung des Lebens hier auf der Erde. Er schlägt vor, dass sich einzelsträngige RNA (Ribonukleinsäure) zu doppelsträngiger DNA (Desoxyribonukleinsäure) entwickelt hat.
RNA repliziert sich selbst, kann zelluläre chemische Reaktionen katalysieren und genetische Informationen speichern. Aber etwas zerbrechlicher als DNA – als DNA erschien, wurde nach der Hypothese die RNA ersetzt.
Für die Bildung von RNA sind jedoch zunächst bestimmte geochemische Bedingungen erforderlich. Um festzustellen, ob sich diese Moleküle auf dem Mars gebildet haben könnten, hat ein Forscherteam unter der Leitung des Planetenwissenschaftlers Angel Mojarro vom Massachusetts Institute of Technology die geochemischen Bedingungen des Mars vor 4 Milliarden Jahren modelliert, basierend auf unserem heutigen Verständnis seiner Geochemie.
“In dieser Studie kombinieren wir Orbitalbeobachtungen des Mars und Simulationen seiner frühen Atmosphäre mit Lösungen, die einen Bereich des pH-Werts und der Konzentration von präbiotisch signifikanten Metallen enthalten, die sich über verschiedene mögliche aquatische Umgebungen erstrecken”, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
“Wir bestimmen dann experimentell die Kinetik des RNA-Abbaus, der durch metallkatalysierte Hydrolyse verursacht wird, und bewerten, ob der frühe Mars für die Akkumulation langlebiger RNA-Polymere günstig sein könnte.”
Der Mars hat derzeit kein flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche, aber geologische Daten aus verschiedenen Missionen deuten darauf hin, dass es schon vor langer Zeit dort war.
So entwickelten Mojarro und sein Team Lösungen aus mehreren Metallen, von denen angenommen wird, dass sie für die Entstehung von Leben in den im Marsschlamm beobachteten Anteilen – Eisen, Magnesium und Mangan – und verschiedenen Säuren, die auch auf dem Mars beobachtet wurden, wichtig sind. Sie haben eine Reihe von Marsumgebungen kopiert, von denen wir glauben, dass sie einst ziemlich feucht waren.
Das Team goss dann die genetischen Moleküle in verschiedene Lösungen, um zu sehen, wie lange es dauerte, bis die RNA abgebaut war.
Sie fanden heraus, dass RNA in leicht sauren Wässern – etwa pH 5,4 – mit einer hohen Konzentration an Magnesiumionen am stabilsten war. Die Umgebungen, die diese Bedingungen unterstützen würden, wären vulkanische Marsbasalte.
Natürlich sind diese Ergebnisse kein schlüssiger Beweis dafür, dass sich RNA auf dem Mars entwickelt hat, zumal die Geochemie eine Annahme ist (eine sehr fundierte Vermutung, aber immer noch eine Annahme). Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass diese Bedingungen möglicherweise auf dem Mars bestanden haben, sodass wir die Hypothese der RNA-Welt als Mars-Evolutionspfad nicht ausschließen können.
“Weitere Arbeiten sind erforderlich, um die Zusammensetzung der theoretischen Gewässer des Mars im Hinblick auf die Mechanismen zu begrenzen, mit denen die Anreicherung von Metallen auf präbiotisch signifikante Konzentrationen möglich ist”, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
“Die hier vorgestellte Arbeit betont die Bedeutung von Metallen und pH-Werten, die aus verschiedenen Grundgesteinszusammensetzungen und hypothetischen atmosphärischen Bedingungen für die RNA-Stabilität stammen … [und] trägt zu unserem Verständnis bei, wie geochemische Umgebungen die Stabilität der potenziellen RNA-Welt auf dem Mars beeinflusst haben können.”
Das Teamdokument ist auf dem bioRxiv-Preprint-Server verfügbar.
Quellen: Foto: NASA / JPL-Caltech
