Lange ging man davon aus, dass komplexere organische Moleküle wie DNA-Bausteine, Proteine oder Aminosäuren in bestimmten irdischen “Lebenswiegen” entstanden sind – beispielsweise an unterseeischen Schloten, hydrothermalen Tümpeln oder in Gesteinsporen entstanden sind. Inzwischen mehren sich jedoch Hinweise darauf, dass der Ursprung der ersten Lebensbausteine auch im Weltall liegen könnte – in Asteroiden und Kometen, die in der Frühzeit der Erde auf dem Planeten einschlugen. Denn Analysen und Weltraummissionen zeigen, dass viele organische Moleküle auch unter Weltraumbedingungen entstehen können. So wies die ESA-Landesonde “Philae” auf dem Kometen 67P/Churyumov–Gerasimenko 16 verschiedene organische Verbindungen nach, darunter Vorstufen von Zuckern, Aminosäuren, Peptiden und Nukleotiden. Auch DNA-Basen wurden in Meteoritenproben schon gefunden. Zudem legen Laborexperimente nahe, dass vor allem die eisüberzogenen Staubkörnchen in Kometenkernen und interstellaren Staubwolken günstige Bedingungen für die chemische Synthese von Peptiden, Komponenten des DNA-Zuckergerüst und weiteren Bausteinen von Biomolekülen bieten.
Aminosäuren vom Asteroiden Bennu
Mehr Aufschluss über die kosmische Molekülbildung liefern nun Proben des erdnahen Asteroiden (101955) Bennu. Dieser rund 500 Meter große und 60 Millionen Tonnen schwere Asteroid kreist auf einer von knapp innerhalb der Erdbahn bis hinaus zum Mars reichenden Bahn um die Sonne und gilt als Relikt aus dem frühen Sonnensystem. Teleskopbeobachtungen legten zudem nahe, dass Bennu zu den Typ-B-Asteroiden gehört – kohlenstoffreiche Brocken mit einem erhöhten Anteil von Wasser und anderen flüchtigen Substanzen. Solche Asteroiden wären daher gute Kandidaten als “Lieferanten” für die frühen Lebensbausteine. Um mehr über den Asteroiden Bennu und seine Zusammensetzung zu erfahren, hat die NASA im Jahr 2016 die Raumsonde OSIRIS-REx zum Asteroiden Bennu geschickt. Nach ihrer Ankunft im Jahr 2018 sammelte die Sonde zunächst Daten aus dem Orbit um den Brocken. 2020 folgte dann der entscheidende Schritt: OSIRIS-Rex näherte sich der Oberfläche von Bennu so weit, dass ihr Roboterarm Proben von seiner Oberfläche und dem bei einer kleinen Sprengung aufgewirbelten Material nehmen konnte. 2023 brachte die Raumsonde die gut 120 Gramm Asteroidenmaterial dann zurück zur Erde.
Jetzt hat ein internationales Team unter Leitung von Daniel Glavin und Jason Dworkin vom NASA Goddard Space Flight Center die Ergebnisse der Probenanalysen veröffentlicht. Eine der Forschungsgruppen hatte dafür gezielt die organischen Bestandteile des Asteroidenmaterials untersucht – und zehntausende chemischer Verbindungen auf Kohlenwasserstoffbasis entdeckt. Unter ihnen waren auch mehrere essenzielle Lebensbausteine: “Wir haben Aminosäuren, Amine, Formaldehyde, Karbonsäuren, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und stickstoffhaltige Heterozyklen entdeckt, außerdem rund 10.000 stickstoffhaltige Chemikalien”, berichten Glavin und seine Kollegen. Unter den 33 nachgewiesenen Aminosäuren waren 14 der 20 für irdisches Leben und die Proteinproduktion essenziellen Aminosäuren wie Glycin, Asparagin oder Tyrosin. “Zusätzlich haben wir 19 Nicht-Protein-Aminosäuren identifiziert”, so das Team. Diese kommen im genetischen Code und in den Proteinen irdischer Lebewesen nicht vor. Viele Aminosäuren aus den Bennu-Proben lagen zudem als Mischung links- und rechtshändiger Varianten vor – als sogenanntes Racemat. Damit unterscheiden sie sich deutlich von den Aminosäuren, die von irdischen Lebewesen erzeugt werden, denn diese sind allesamt linkshändig. “Dies widerspricht der Hypothese, nach der das auf linkshändigen Proteinen basierende Leben auf der Erde durch ein auch im Sonnensystem vorhandenes Ungleichgewicht geprägt wurde”, schreiben die Wissenschaftler. Gleichzeitig bestätige dies den extraterrestrischen Ursprung dieser Moleküle.
