In Proben des Asteroiden Ryugu alle Bausteine von DNA und RNA entdeckt

• In Proben des Asteroiden Ryugu, die von einer japanischen Raumsonde gesammelt wurden, wurden alle grundlegenden Moleküle nachgewiesen, aus denen DNA und RNA bestehen
• Die Analyse bestätigte, dass alle Hauptbestandteile von Nukleinsäuren vorhanden sind, darunter Basen, Zucker und Phosphat
• Dies gilt als Beleg dafür, dass die für die Entstehung von Leben nötigen organischen Moleküle einen kosmischen Ursprung haben könnten
• Die Proben wurden, um Verunreinigungen von der Erde zu vermeiden, in versiegeltem Zustand aufbewahrt und analysiert, wobei präzise chemische Prüfungen durchgeführt wurden
• Die Entdeckung gilt als wichtiger Hinweis darauf, dass die chemischen Ausgangsstoffe des Lebens bereits in der Frühphase der Entstehung des Sonnensystems vorhanden waren

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Ergebnisse der Analyse der Asteroidenproben von Ryugu

• In den von Ryugu geborgenen Proben wurden alle Bestandteile von DNA und RNA nachgewiesen
  • Dazu gehören Basen (Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin, Uracil), Zucker und Phosphat
  • Die Analyse wurde unter versiegelten Laborbedingungen durchgeführt, um eine Kontamination durch die irdische Umwelt zu verhindern
• Diese Moleküle sind für die Speicherung und Replikation genetischer Information von Lebewesen essenzielle Verbindungen und deuten darauf hin, dass ihr Ursprung im All liegen könnte

Wissenschaftliche Bedeutung

• Das Ergebnis zeigt, dass für Leben notwendige organische Verbindungen bereits seit der frühen Entstehung des Sonnensystems vorhanden waren
  • Damit wird die Möglichkeit gestärkt, dass die chemischen Ausgangsstoffe des Lebens von außerhalb der Erde eingetragen wurden
• Die Analyse der Ryugu-Proben dürfte künftig eine wichtige Grundlage für die Forschung zur Planetenentstehung und zum Ursprung des Lebens sein

Weitere Forschungsrichtung

• Wissenschaftler planen, neben Ryugu auch andere Asteroidenproben vergleichend zu analysieren, um Verteilung und Vielfalt organischer Moleküle zu untersuchen
• Durch zusätzliche Forschung sollen Entstehungswege und Evolutionsprozesse kosmischer organischer Verbindungen aufgeklärt werden

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Hacker-News-Kommentare

• Ich bin kein Experte, aber die Theorie, dass der Ursprung des Lebens auf Meteoriten-Einschläge zurückgeht, klingt für mich etwas seltsam
  Die Erde war doch insgesamt voller Vulkane und Ozeane, daher frage ich mich, ob sich die Grundbausteine nicht von selbst gebildet haben könnten
  Letztlich ist die entscheidende Frage, wie ein Mechanismus zur Selbstreplikation entstanden ist. Ein paar Meteoriten mit organischem Staub allein reichen dafür meiner Meinung nach nicht aus

  • Entscheidend ist der Zeitpunkt der Anlieferung. Durch die Sonnenstrahlung wurden organische Stoffe und Wasser auf der frühen Erde aufgebraucht, daher brauchte es einen Mechanismus, der solches Material aus dem äußeren Sonnensystem nachlieferte
    Ein Asteroidenbombardement infolge der Migration großer Planeten könnte diese Rolle gespielt haben
    Näheres dazu erklärt das Nice model
  • Das hängt davon ab, wie man Leben definiert. Wenn es sich um chemische Reaktionen handelt, die Energie aus der Umgebung gewinnen, könnten sie bereits Nahrung für andere Lebensformen geworden sein
    Selbstreplikation und die Fähigkeit zur Energiegewinnung könnten als die primitivste Form von Leben gelten
    Spuren einer solchen frühen Lebenschemie könnten sich als lokale Anreicherung von Stoffen wie Nukleobasen zeigen
  • Das Problem der Panspermie ist letztlich, dass das Leben irgendwo trotzdem von selbst begonnen haben muss. Dann bleibt die Frage, warum das nicht auf der Erde möglich gewesen sein soll
  • Tatsächlich könnte der Großteil des Wassers auf der Erde von Meteoriten stammen. Das heißt, Meteoriten waren nicht „ein Tropfen im Ozean“, sondern „der ganze Ozean“
    Bei der Entstehung des Sonnensystems befanden sich schwere Elemente eher in Sonnennähe, leichte eisige Bestandteile weiter außen, und durch spätere Bahnänderungen schlugen Eismeteoriten auf der Erde ein und lieferten die für das Leben nötigen Chemikalien
  • Meine Vermutung ist, dass die frühe Erde ein Lavaklumpen war und alle organischen Stoffe zerstört worden wären, bevor die Oberfläche abkühlte. Anfangs wäre sie also vollständig steril gewesen

• Ich lese gerade Peter Brannens „The Story of CO2 Is the Story of Everything“, und darin wird der Ursprung des Lebens mit einer stoffwechselzentrierten Theorie erklärt
  Demnach entstand Leben vor der RNA-Information aus der thermodynamischen Notwendigkeit, Energieungleichgewichte abzubauen
  Mit den Worten von Anne-Marie Grisogono sei Leben ein zwangsläufiger Mechanismus, mit dem die freie Energie der Erde effizienter verbraucht wird als durch abiotische Prozesse

  • Das ähnelt auch Nick Lanes Arbeiten. Die Sichtweise, Leben als einen Prozess zu verstehen, bei dem Energie Barrieren überwindet, finde ich eindrucksvoll
    Das Thema nur als Zutatenfrage einer „Ursuppe“ zu behandeln, verfehlt aus meiner Sicht den Kern

• Selbst wenn Meteoriten Nukleobasen enthalten, ist entscheidend, ob auch Ribose oder Phosphat-Bindungsformen vorhanden sind
  Die Konzentration komplexer Moleküle nimmt mit zunehmender Komplexität stark ab, daher ist bloße Existenz allein nicht besonders aussagekräftig

  • Laut der Analyse der OSIRIS-REx-Proben durch die NASA wurden die Pentose Ribose und die Hexose Glukose gefunden
    Das heißt, schon die Existenz einer solchen „Suppe“ ist an sich wichtig, und sie zeigt, dass die Bausteine des Lebens im gesamten Universum verbreitet sind
  • Es ist zwar ein einzelner Meteorit, aber wenn Nukleobasen darin vorkommen, ist es gut möglich, dass solche Stoffe allgemein verbreitet sind
    Um sich jedoch zu Nukleinsäuren zu entwickeln, wären deutlich komplexere Schritte nötig
    Wahrscheinlich gab es anfangs eine primitive Lebenschemie eher auf dem Niveau selbstreplizierender Metaboliten

• Ich frage mich, wie die Kontaminationsvermeidung bei der Probenahmetechnik funktioniert. Im Vakuum müsste vollständige Reinheit gewahrt werden, und das wirkt ziemlich kompliziert

  • Tatsächlich gab es Kontroversen darüber, ob die Ryugu-Proben kontaminiert wurden
    Laut diesem Phys.org-Artikel behaupteten einige Forschende, die Proben seien durch irdische Mikroorganismen kontaminiert worden
    Laut der offiziellen Stellungnahme von JAXA wurden die Proben jedoch in einer Stickstoffatmosphäre versiegelt und nie der Erdatmosphäre ausgesetzt, weshalb die Wahrscheinlichkeit mikrobieller Kontamination extrem gering sei
    Eine Kontamination sei eher nicht innerhalb von JAXA, sondern erst im Labor der Forschenden entstanden
  • Das zugehörige Paper findet sich im Naraoka-2023-PDF

• Im Artikel steht „Victoria University of Wellington in Australia“, das ist ein Fehler
  Tatsächlich befindet sich die Universität in Wellington, Neuseeland, und Dr. Morgan Cable unterrichtet dort im Bereich Weltraumwissenschaften
  Auf der offiziellen Website der Universität und im Profil der Forscherin ist das eindeutig zu sehen

  • Meine Hochschule kommt im Artikel vor, aber dass dabei das falsche Land angegeben wurde, habe ich zum ersten Mal erlebt

• Laut dem Paper liegt die Konzentration der Nukleobasen bei etwa 1 Nanomol pro Gramm, also ungefähr 200 ppb nach Masse
  Es handelt sich um Spurenbestandteile, die in organischem Material ohne direkten Lebensbezug enthalten sind

• Was wir wirklich wissen wollen, ist die Frage, wie selten Leben im Universum tatsächlich ist
  Wenn solche Lebensbausteine in Meteoriten häufig vorkommen, könnte Leben viel verbreiteter sein als gedacht

• Es gibt die Frage, ob solche Bausteine des Lebens beim Einschlag nicht verdampfen

  • Tatsächlich wird nur die Oberfläche des Meteoriten erhitzt, und auch der Eintritt durch die Atmosphäre dauert nicht lang genug, um das Innere vollständig zu verbrennen

• Fred Hoyle hat solche Behauptungen schon in den 1970er- und 1980er-Jahren aufgestellt, wurde damals jedoch stark kritisiert

• Die Proben wurden direkt im Weltraum entnommen

  • Laut dem Beginn des Artikels wurde die japanische Sonde Hayabusa2 2014 gestartet, sammelte 5,4 g Gesteinsproben vom Asteroiden Ryugu und kehrte 2020 zurück
  • Die Oberflächenprobe wurde im Februar 2019 gesammelt, als sich die Sonde der Oberfläche näherte und mit einem Tantal-Geschoss Partikel herausschlug und auffing
    Anschließend wurde mit dem Small Carry-on Impactor (SCI) auch eine Untergrundprobe entnommen; dabei entstand ein Krater von 10 m Durchmesser, wodurch weniger verwittertes Material durch Weltraumverwitterung gesichert werden konnte
    Der genaue Ablauf ist im Hayabusa2-Wikiartikel zusammengefasst