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Evolution

Der Miller-Urey-Versuch

Abb.1

Stanley Miller und Harold Urey simulierten 1953 im Labor die chemischen Bedingungen der Uratmosphäre. Für das Urmeer benutzten sie einen erwärmbaren Kolben mit Wasser. Die Uratmosphäre wurde mit einem Gasgemisch aus H2O, H2, CH4 und NH3 nachempfunden. Damals glaubte man, dies seien die Hauptbestandteile der Uratmosphäre gewesen. Da es zu Urzeiten vermehrt Blitze gab, wurden in die Versuchsanordnung zwei Elektroden eingebaut. Während des Versuches wurde das Wasser ständig erwärmt und Wasserdampf gelangte in die Atmosphäre. In dieser Atmosphäre wurden dann elektrische Entladungen ausgelöst, wobei Radikale und Ionen entstanden, die später zu größeren organischen Molekülen reagierten. Die nun im Wasserdampf gelösten Substanzen wurden der Flüssigkeit (also dem Urmeer) zurückgeführt. Nach acht Tagen Versuchsdauer nahm die anfangs klare Lösung eine dunkelbraune Färbung an.

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Abb.2

Am Ende des Versuches wurden eine Vielzahl an organischen Substanzen in der Flüssigkeit nachgewiesen. Darunter befanden sich zahlreiche Aminosäuren, verschiedene Kohlenhydrate, Lipide sowie alle RNA-Basen (Adenin, Guanin, Cytosin, Uracil). Die DNA-Base Thymin entstand hierbei nicht. Auch Formaldehyd, Milchsäure, Ameisensäure, Harnstoff und Essigsäure wurden in diesem Versuch gebildet. Somit könnten wichtige chemischen Bestandteile der Organismen schon existiert haben, bevor es überhaupt Leben gab.

Den Modellversuch hat man im Laufe der Zeit modifiziert, das heißt, mit anderer chemischer Zusammensetzung (z.B. mit CO2, N2 und UV-Licht) mehrmals wiederholt. Das Ergebnis unterschied sich dabei kaum vom ursprünglichen Versuch.

Moderne Analysen weisen weitere Stoffe nach

Fünfundfünzig Jahre nach dem wegweisenden Versuch wurden die noch erhaltenen, wenn auch inzwischen eingetrockneten Proben mit modernen, verbesserten Analysemethoden erneut untersucht. Dabei konnten neben den ursprünglichen fünf Aminosäure nicht nur neun weitere, sondern in einem zweiten Experiment sogar 22 Aminosäure-Varianten nachgewiesen werden. Die Auswertung der beiden bis dato nicht analysierten Miller-Urey-Versuche mit leicht verändertem Versuchsaufbau lieferte zudem neue Erkenntnisse über den möglichen Entsehungsort der ersten planetaren Aminosäuren. Demnach könnten die Grundbausteine des Lebens nicht, wie bisher angenommen, über dem Meer oder an Kleinstgewässern auf Landmassen entstanden sein, sondern innerhalb oder in der Nähe von Vulkanen1).

2011 wurden weitere Ergebnisse aus einem von Miller nicht publizierten Versuch veröffentlicht. Miller hatte in einem weiteren Aufbau versucht, den Einfluss von Vulkanen auf die chemische Evolution zu simulieren. In den steril verschlossenen Proben fand man mit modernen Analysemethoden 23 racemische Aminosäuren, vier Amine und sieben organische Schwefelverbindungen2).

Weitere Informationen

Studie 2009: Entstehung komplexer Biomoleküle im Inneren von Salzkristallen (PDF des Original-Artikels)

1)Johnson, A. P.; Cleaves, H. J.; Dworkin, J. P.; Glavin, D. P.; Lazcano, A.; Bada, J. L. (2008): The Miller Volcanic Spark Discharge Experiment. In: Science. 322 , 404
  • Quelle
  • 2)Parker, E. T.; Cleaves, H. J.; Dworkin, J. P.; Glavin, D. P.; Callahan, M.; Aubrey, A.; Lazcano, A.; Bada, J. L. (2011): Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment. In: Proc. Natl. Acad. Sci.. 108 (14) , 5526-5531
  • Quelle
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