Themenbereich
Philosophie & Wissenschaft

Leben - ein wissenschaftliches Rätsel (1/3) 
Die Entstehung des Lebens - und seine ungelösten Rätsel


Die Frage, woher das Leben auf der Erde kommt, scheint seit Darwin wissenschaftlich eindeutig beantwortet: Zufällig verband sich unbelebte Materie zu ersten Zellen, Mutation und Selektion brachten immer komplexer werdende Organismen hervor und am Ende jener langen Entwicklungskette entstanden sogar Säugetiere, die zum Mond fliegen und über den Sinn des Lebens reflektieren können. Zweifel an dieser Theorie hegen nur noch einige ewig gestrige, religiöse Fundamentalisten. So wird es jedenfalls gerne dargestellt. Doch was viele Menschen nicht wissen: Es gibt unter Forschern vereinzelt auch wissenschaftliche Zweifel an der Evolutionstheorie. Bevor wir diese Zweifel auf den folgenden Artikelseiten näher präsentieren werden, schauen wir uns auf dieser Artikelseite die Sicht der Evolutionstheorie auf die Entstehung des Lebens zunächst etwas genauer an. Dabei spannen wir den Bogen etwas weiter und beginnen unsere Zeitreise beim Urknall. So können wir die Evolutionstheorie in den Kontext der Kosmologie setzen und die Entstehung des Lebens zeitlich besser einordnen.


Inhaltsübersicht:

  1. Zeitleiste: Vom Urknall zur Entstehung des Menschen
  2. Fazit und Ausblick: Unbewiesene Hypothesen und offene Fragen
  3. Weiterführende Informationen und Buchtipps


 

1) Zeitleiste: Vom Urknall zur Entstehung des Menschen

vor 13,81 Millarden Jahren

Urknall


Nach herrschender Lehrmeinung der Naturwissenschaft ereignete sich der Urknall vor fast 14 Milliarden Jahren. Was den Urknall verursacht hat und was vor dem Urknall war, kann wissenschaftlich nicht beantwortet werden. Insofern bleibt der Anfang des Universums und damit letztlich auch der Ursprung des Lebens aus naturwissenschaftlicher Sicht mystisch.

vor 13,81 Millarden Jahren

Abkühlung des Universums und Entstehung von ersten Atomen

Eine Sekunde nach dem Urknall sollen sich aus dessen Energie die ersten Elementarteilchen gebildet haben. Etwa drei Minuten später verbanden sich diese ersten Teilchen zu den ersten beiden Atomkernen der Welt: Wasserstoff und Helium. Aber erst 300.000 bis 400.000 weitere Jahre später konnten diese Kerne infolge der weiteren Abkühlung des Universums Elektronen an sich binden. Das Universum füllte sich mit Wasserstoff- und Heliumwolken.

vor 13,7 Milliarden Jahren

Geburt und Tod von Sternen, Galaxien und Planeten

Die dichteren Wolken zogen aufgrund ihrer größeren Masse im Laufe von Jahrmillionen die dünneren Wolken an, sodass sich die Wasserstoff- und Heliumatome immer stärker konzentrierten. Nach etwa 100 Millionen Jahren entstanden unter der großen Dichte und Hitze die ersten Sterne, die sich in Galaxien gruppierten. In den Kernen dieser Sterne bildeten sich durch Fusionsprozesse neue, schwerere Elemente (also andere, weitere Atome).

Wenn im Laufe dieser Fusionsprozesse die Masse eines Sterns über einen kritischen Punkt hinaus anstieg, konnte es zur Explosion des gesamten Sterns kommen (Supernova). Dabei wurden neben Wasserstoff und Helium auch die neuen, schwereren Elemente freigesetzt, aus denen sich später Planeten bilden konnten.

vor 4,6 Milliarden Jahren

Entstehung der Sonne und der Erde

Auch unsere Sonne ist ein Stern, und zwar ein vergleichsweise junger Stern. Sie entstand „erst“ vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Die um die Sonne kreisende Materie verdichtete sich Jahrmillionen später zu verschiedenen Planeten. Einer davon ist unsere Erde.

Die Erde war zunächst sehr heiß und bildete eine Atmosphäre aus, die zu einem erheblichen Teil aus Wasserdampf bestand. Als die Erde abkühlte, regnete es Millionen Jahre lang und es entstanden riesige Ozeane, in denen sich auch Mineralien und Moleküle sammelten, die aus den festen Bestandteilen der Erde herausgespült wurden. Das war die sogenannte „Ursuppe“, in der sich mutmaßlich Leben bilden konnte.

vor 3,8 Milliarden Jahren

Entstehung der "Grundbausteine" des Lebens

Belebte Materie kann sich im Gegensatz zu unbelebter Materie selbst vermehren und wachsen und interagiert dazu mit ihrer Umwelt (Stoffwechsel). Materie, die das kann, braucht dazu unter anderem die folgenden Molekülketten als "Bausteine": Aminosäuren (als Bausteine für Proteine), Zucker (Kohlenhydrate), Nukleinsäuren (wie DNA und RNA) sowie Fette (Lipide).

Nach Ansicht der Naturwissenschaften könnten diese molekularen Bausteine tatsächlich unter dem Einfluss von UV-Strahlung und Blitzen aus der "Ursuppe" hervorgegangen sein. Sie verweisen dafür gerne auf ein berühmtes Experiment aus dem Jahr 1953 (siehe Versuchsaufbau im Bild), bei dem die US-Amerikaner Miller und Urey in einem Kolben den Zustand der "Ursuppe" simulierten und unter Einfluss von Lichtblitzen Aminosäuren generieren konnten, die ihrerseits ja Bausteine für Proteine sind. Wie genau allerdings dann Proteine oder andere notwendige Molekülketten wie RNA oder DNA entstanden sind und wie daraus schließlich Zellen wurden, bleibt weiterhin unklar.

vor 3,5 Millarden Jahren

Erste Einzeller

Auch wenn sämtliche Zwischenschritte von der Entstehung der ersten Aminosäuren bis zur Herausbildung von Zellen wissenschaftlich nicht nachvollziehbar sind, gilt das Miller-Experiment in der Naturwissenschaft als starker Hinweis dafür, dass sich prinzipiell aus einfachen Gasen organische Stoffe bilden können.

Vor etwa 3,5 Milliarden Jahren soll sich dann jedenfalls nach gängiger Lehrmeinung die erste Zelle gebildet haben, sozusagen die "Urzelle" und damit der gemeinsame Vorfahre ALLER heutigen Lebewesen auf der Erde.

Die Urzelle vermehrte sich, ihre Kopien vermehrten sich weiter - und so sollen während etwa einer Milliarde von Jahren zunächst nur Einzeller den Planeten bevölkert haben.

vor 2,5 Milliarden Jahren

Herausbildung von Mehrzellern 

Es gibt verschiedene Theorien, wie sich Einzeller zu Mehrzellern entwickelt haben könnten. Beispielsweise könnten sie zunächst Kolonien gebildet haben, um sich dann zu verbünden und Aufgaben aufzuteilen.

Die ersten Mehrzeller müssen "weiche" Organismen gewesen sein, also noch keine Schalen oder Skelette gehabt haben. Diese bildeten sich erst mit weiter zunehmender Komplexität heraus. Neue Variationen und Verbindungen verschiedener Zellen entstanden, komplexere Organismen wurden möglich. Dabei überlebten diejenigen, die am besten an ihre Lebensumwelt angepasst waren (Selektion).

vor 540 Millionen Jahren

Kambrische Explosion: Im Sprint zur Artenvielfalt

Schier unglaublich: Während die Entwicklung der ersten "Grundbausteine des Lebens" über die erste Zelle bis hin zu den ersten Mehrzellern mehrere Milliarden Jahre in Anspruch nahm, entstanden die vermeintlichen Vorfahren fast aller heute existierender Tierarten in einem vergleichsweise winzigen Zeitraum von nur 5 bis 10 Millionen Jahren! Das entspricht in etwa dem Verhältnis von einem Marathon zu einem Sprint.

Diese extrem schnelle Herausbildung von fast allen heutigen Tierstämmen wird als kambrische Explosion bezeichnet und stellt in der Evolutionstheorie ein bis heute erklärungsbedürftiges Phänomen dar.

vor über 2 Millionen Jahren

Entstehung des Menschen

Der aus unserer Sicht letzte Schritt der ganzen Geschichte ereignete sich vor über 2 Millionen Jahren, als sich aus der Familie der Menschenaffen die Gattung "homo" entwickelte. Wir heutigen Menschen (homo sapiens) sind die einzige überlebende Art dieser Gattung.

2) Fazit und Ausblick: Unbewiesene Hypothesen und offene Fragen

Die hier in Kurzform dargestellte Entwicklung des Lebens bleibt in vielen Punkten spekulativ. Was eine breite Öffentlichkeit für Fakt hält, ist wissenschaftlich nämlich gar nicht zweifelsfrei bewiesen. Das gilt in erster Linie für das Schlüsselereignis der Entstehung des Lebens selbst: Die spontane Abiogenese. Mit diesem Fachausdruck bezeichnen Wissenschaftler die zufällige Entstehung von Leben aus zuvor unbelebter Materie. Das oben erwähnte Miller-Urey-Experiment reicht diesbezüglich bei genauem Hinsehen als empirische Stütze nicht aus. Weitere Kritik richtet sich außerdem gegen die Hypothese, komplexe Information, die zur Herausbildung funktionsfähigen Lebens nötig ist, habe sich zufällig organisieren können. Wie genau diese Kritik argumentiert wird und wie belastbar sie wirklich ist, erfahren Sie auf den nächsten Artikelseiten.

3) Weiterführende Informationen und Buchtipps