Auch wenn wir den Weg, der zu diesen frühen bakteriellen Formen führte, nicht kennen, scheint es wahrscheinlich, dass sich die DNA zu diesem Zeitpunkt als Informationsmolekül herausgebildet hatte. Der Mikrobiologe und Physiker Carl R. Woese geht davon aus, dass es unter den ersten Bakterienformen, den Archaebakterien, einen beträchtlichen lateralen Gentransfer gab.4 Der laterale Gentransfer, d. h. die Übertragung von Genen von einem Bakterium auf ein anderes, hätte den Austausch von genetischem Material ermöglicht und damit den Prozess der Diversifizierung der biologischen Funktionen durch natürliche Selektion beschleunigt. Wie diese ersten Organismen überhaupt entstanden sind, wird im Folgenden erörtert.
Das Miller-Urey-Experiment
Charles Darwin wird häufig die ursprüngliche Hypothese vom „warmen kleinen Teich“ zugeschrieben, die besagt, dass sich das Leben aus einer Kombination von anorganischen Verbindungen und Energie gebildet haben könnte.5 Der sowjetische Biochemiker Aleksandr Ivanovich Oparin griff diese Idee auf und schlug vor, dass sich das Leben in einer Umgebung bildete, in der es keinen Sauerstoff gab, die aber durch Sonnenlicht mit Energie versorgt wurde.6 Diese Art von Ideen bilden die Grundlage für viele Forschungen über den Ursprung des Lebens, darunter das berühmte Miller-Urey-Experiment.
1953 gingen Stanley Miller und Harold Urey an der Universität von Chicago das Problem des Ursprungs des Lebens an, indem sie die Bedingungen reproduzierten, die ihrer Meinung nach auf der Urerde herrschten, als das Leben entstand. Indem sie ein Gemisch aus Wasser und anorganischen Verbindungen mit Elektrizität zappten, erzeugten sie organische Verbindungen, darunter Aminosäuren, die Bausteine von Proteinen.7 Dieses Ergebnis war der Auslöser für weitere Experimente – und zumindest für einige schien es, als stünde die Lösung des Rätsels des Lebens kurz bevor.
Eine spätere Entdeckung von Joan Oro an der Universität von Houston, die 1961 veröffentlicht wurde, zeigte, dass ein wesentlicher Bestandteil der DNA – Adenin – sowie mehrere Aminosäuren durch Erhitzen der anorganischen Verbindung Cyanwasserstoff in Wasser-Ammoniak gebildet werden konnten.8 Obwohl diese Arbeit möglicherweise nützliche Teile des Puzzles beisteuerte,9 konnten die Experimente vom Typ Miller-Urey keine vollständige Antwort auf die Frage geben, wie das Leben entstanden ist. Es ist eine Sache, dass organische Verbindungen vorhanden sind, aber eine ganz andere, dass sie ein sich selbst reproduzierendes System bilden.
In jüngster Zeit wurden diese ersten Ergebnisse mit empfindlicheren Methoden überprüft. Forscher entdeckten zusätzliche Aminosäuren und andere Bausteine, die während der Miller-Urey-Experimente gebildet wurden und die sie ursprünglich nicht erkannt hatten.10 Miller setzte eine Reihe von Experimenten fort, um den Ursprung des Lebens zu ergründen, und obwohl das Rätsel ungelöst blieb, entdeckten Mitglieder seines Labors, dass sich Aminosäuren und andere Bausteine des Lebens auch aus anorganischen Verbindungen in extrem kalten Umgebungen bilden können.11
Wie das Leben entstand
Die Erklärungen, wie die Aminosäuren, Nukleotide und Zucker gebildet wurden, wie sie sich in Form von DNA und RNA zusammensetzten und wie diese Bausteine des Lebens dann dazu kamen, sich selbst zu replizieren und die Enzyme zu erwerben, die diesen Prozess erleichtern, sind allesamt noch spekulativ. Es werden jedoch viele interessante Ideen erforscht, darunter die Theorie der Tiefsee-Schlitze,12 die Theorie des radioaktiven Strandes13 und die Kristall- oder Ton-Theorie.14 Eine andere Meinung, die von Francis Crick und anderen vertreten wird, ist, dass die einzige Erklärung für das Leben auf der Erde darin besteht, dass es von einem anderen Planeten stammt.15 Diese Art von Erklärung wirft die Frage jedoch nur noch weiter zurück: Wie ist dieses außerirdische Leben entstanden? Eine überzeugende wissenschaftliche Erklärung für den Ursprung des Lebens auf der Erde gibt es bisher nicht.
Die Evolutionstheorien zur Entstehung des Lebens lassen sich in zwei Hauptrichtungen einteilen: die Gen-Hypothese und die Stoffwechsel-Hypothese. Die Hypothese des ersten Gens konzentriert sich derzeit auf die RNA und nicht auf die DNA, da bestimmte RNA-Moleküle die Fähigkeit gezeigt haben, als Enzyme zu fungieren, was darauf hindeutet, dass die RNA sowohl Informationen übertragen als auch sich selbst kopiert haben könnte. Aus dieser Sicht ging die RNA sowohl der DNA als auch der Proteinsynthese voraus. Die Hypothese des ersten Stoffwechsels hingegen besagt, dass die Moleküle der präbiotischen Materialien chemische Zyklen und Netzwerke chemischer Reaktionen bildeten, aus denen primitive Stoffwechselsysteme hervorgingen. Diese Stoffwechselsysteme existierten vor der RNA und bildeten das Umfeld für die spätere RNA-Replikation. Trotz der Erkundung zahlreicher Forschungsmöglichkeiten fehlen für beide Theorien derzeit schlüssige Beweise.
Zwar haben Forscher vor kurzem selbstreplizierende RNA aus präbiotischen Molekülen im Labor erzeugt,16 aber es ist schwer zu verstehen, wie RNA – ein notorisch instabiles Polymer – selbstreplizierende Systeme in der feindlichen chemischen und thermischen Umgebung des frühen Planeten Erde unterstützen konnte.
Schlussfolgerung
Ungeachtet dessen, wie das Leben entstanden ist, steht fest, dass es sich bei den ersten Lebensformen um Einzeller handelte, die begannen, sich zu vermehren und zu diversifizieren. Der fehlende wissenschaftliche Konsens über den Ursprung des Lebens schmälert nicht die Stärke der Evolutionstheorie, die nur versucht, die Vielfalt der Lebensformen zu erklären, nachdem das Leben bereits begonnen hatte.
Obwohl der Ursprung des Lebens sicherlich ein echtes wissenschaftliches Rätsel ist, ist dies nicht der Ort für nachdenkliche Menschen, ihren Glauben zu verwetten. Alles, was in der Geschichte des Lebens geschehen ist, geschah nach Gottes souveränem Plan, und Christus „ist vor allen Dingen, und in ihm halten alle Dinge zusammen“ (Kol. 1:17).