👽 Wie erkennt man außerirdisches Leben durch Chemie?

Veröffentlicht von Adrien,
Quelle: PNAS Nexus
Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Wie erkennt man außerirdisches Leben, wenn die Chemie des Weltraums die gleichen Bausteine wie die Biologie hervorbringt? Diese grundlegende Frage gewinnt seit der Analyse der Proben vom Asteroiden Bennu an Bedeutung. Die Wissenschaftler haben dort einen Schatz an organischen Molekülen entdeckt, darunter Aminosäuren und Nukleinbasen, ohne dass irgendein Hinweis auf eine vergangene Lebensform damit verbunden wäre.

Diese Proben, die von der OSIRIS-REx-Mission zurückgebracht wurden, wiesen eine bemerkenswerte Besonderheit auf: Die Aminosäuren lagen dort in nahezu gleichen Anteilen ihrer sogenannten "linken" und "rechten" Spiegelbildformen vor. Auf der Erde hingegen verwendet das Leben fast ausschließlich die linke Version. Folglich lässt das Fehlen einer ausgeprägten Präferenz auf Bennu vermuten, dass diese für unsere Biologie typische molekulare Asymmetrie sich wahrscheinlich später, während für unseren Planeten spezifischer Prozesse, etabliert hat.


Angesichts dieser Situation schlägt ein Forscherteam einen neuen Ansatz namens LifeTracer vor, der in der Zeitschrift PNAS Nexus beschrieben wird. Anstatt ein einzelnes Molekül ins Visier zu nehmen, untersucht diese Methode die Gesamtheit der in einer Probe vorhandenen chemischen Muster. Die Ausgangshypothese beruht auf der Tatsache, dass das Leben Moleküle für einen bestimmten Zweck zusammenfügt, wie z.B. die Speicherung von Energie oder die Übertragung von Information, während nicht-lebende geochemische Prozesse anderen Gesetzmäßigkeiten folgen.

Um LifeTracer zu entwickeln, verglichen die Wissenschaftler Materialien biologischen Ursprungs, wie irdische Böden, mit abiotischen Proben aus kohlenstoffreichen Meteoriten. Jede Probe, die Zehntausende organischer Moleküle enthielt, wurde analysiert, indem die Verbindungen fragmentiert wurden, um ihre Eigenschaften zu untersuchen. Ein maschinelles Lernmodell lernte anschließend, die beiden Gruppen anhand der globalen Verteilung der chemischen Fingerabdrücke zu unterscheiden.

Dieser Ansatz ermöglichte es, allgemeine Trends abzuleiten. So enthielten die Meteoritenproben beispielsweise mehr flüchtige Verbindungen, was die kalten Umgebungen des Weltraums widerspiegelt. Eine Schwefelverbindung, das 1,2,4-Trithiolan, erwies sich als robuster Marker für nicht-biologische Proben. So stützt sich das Modell nicht auf einen einzigen Hinweis, sondern darauf, wie eine gesamte Sammlung von Molekülen strukturiert ist.

LifeTracer stellt somit ein interessantes Werkzeug für zukünftige Weltraummissionen dar. Wenn Sonden Proben vom Mars, von seinen Monden oder aus den Ozeanen von Europa und Enceladus zurückbringen, werden die organischen Gemische wahrscheinlich aus mehreren Quellen stammen. Diese Methode wird es ermöglichen abzuschätzen, ob die gesamte chemische Landschaft eher der Biologie oder einer zufälligen Geochemie ähnelt, und ergänzt so die bereits eingesetzten Techniken.