Forschung am Leibniz-Kolleg der Uni Potsdam: Eine kurze Geschichte des Lebens

Potsdam - Warum wir auf dem Mars keine grünen Männchen gefunden haben, obwohl es auf unserem Nachbarplaneten doch einmal Bedingungen gab, die Leben ermöglicht hätten? Weil es in der Entwicklung der Planeten meist nur ein verhältnismäßig kleines Zeitfenster gibt, in dem sich die Möglichkeit für Leben ergibt. Auf dem Mars ist dieses Fenster wohl wieder geschlossen – und auch bei uns wird es nicht ewig offen stehen. Der Frage nach den Bedingungen und Möglichkeiten außerirdischen Lebens widmen sich in dieser Woche Forscher beim diesjährigen Leibniz-Kolleg der Uni Potsdam. Vor dem Hauptvortrag von Robert M. Hazen am 21. Mai hatten sich Potsdamer Wissenschaftler am Dienstag schon einmal warmgelaufen, indem sie die Entwicklung des Lebens auf der Erde ausleuchteten.

Wichtig ist auch die Plattentektonik

Spannend dabei die Erkenntnis, dass neben den weithin bekannten Faktoren Atmosphäre, Temperatur und Magnetfeld eine weitere Eigenheit der Erde Leben erst ermöglichte: die Plattentektonik. Der Potsdamer Professor für Petrologie Patrick O’Brian erklärte, inwiefern auch die mineralogischen Prozesse für die Entstehung von Leben grundlegend waren. Die Bewegung der Erdplatten und die daraus resultierenden Kreisläufe – kurz gesagt die Durchmischung von Lava, Gestein, Wasser und die Bedingungen der Erosion – hätten die Mineralien erst hervorgebracht, die für die Entwicklung der Aminosäuren grundlegend waren. Doch gerade dieser permanente tektonische Bewegungsprozess sei es auch, der den Planeten regelmäßig wieder unbewohnbar macht. „Unsere Zeit ist nur geborgt“, sagt O’Brian. Statt über Klimaziele zu diskutieren, sollte man vielmehr die Frage stellen, was mit über sieben Milliarden Menschen wird, wenn einer der längst überfälligen Supervulkane ausbricht und weltweit die Ernten ausfallen. „Das ist ein wirkliches Problem.“

Mehrfach ähnelte die Erde einen Schneeball

In der Erdgeschichte gab es bereits mehrere Punkte, an denen das Leben kurz vor seiner Auslöschung stand. Die Ausrottung der Dinosaurier, wahrscheinlich durch die Kombination eines Asteroideneinschlags mit einem Vulkanausbruch vor 65 Millionen Jahre ausgelöst, ist nicht der einzige Einschnitt. Mehrfach bereits hatte die Erde einem Schneeball geähnelt, sie war für viele Millionen Jahre komplett vereist. Als eine Ursache dafür gilt die sogenannte „Große Sauerstoffkatastrophe“. Vor rund 2,5 Milliarden Jahren stieg der Sauerstoffgehalt in der Luft offenbar deutlich an, mit drastischen Folgen. Der Sauerstoff stammte offensichtlich von Cyanobakterien, die die Fotosynthese entwickelt hatten und so Kohlendioxid in erheblichen Mengen in Sauerstoff umwandelten. Vermutlich durch die daraus folgende Oxidation des Treibhausgases Methan kam es zu der Abkühlung, die letztlich 300 Millionen Jahre Bestand hatte. Ein Zustand, der durch die Reflektion des Sonnenlichts auch ewig hätte bleiben können – wenn nicht der Vulkanismus die Dauerkälte wieder unterbrochen hätte. Letztlich war mit der "Katastrophe" aber auch der Sauerstoff in die Atmosphäre gelangt, der heute Grundlage für das Leben der Säugetiere ist.

In ihrem viereinhalb Milliarden Jahre alten Leben waren es immer wieder die tektonischen Umwälzungen auf der Erde, die aus der Lava und dem Basalt immer neue Mineralien entstehen ließen – heute rund 5500. Über die Kristalloberflächen wiederum wurden die chemischen Verbindungen ins Meereswasser eingebracht, die im Umfeld von heißen Tiefseequellen biochemische Prozesse des Lebens in Gang brachten.

Wie wichtig schließlich das Kohlendioxid-Treibhaus der Atmosphäre für die Entstehung und Entwicklung des Lebens war, erklärte der Klimaforscher Georg Feulner vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung. Dass die Menschheit nun dabei sei, diesen CO2-Gehalt immer weiter in die Höhe zu treiben, sei nach seinen Worten ein Experiment, dessen Ausgang niemand kenne. 

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