Einführung in die Diskussion um die Entstehung des Lebens
Warum nicht Glaubensfragen, der YouTube-Kanal des Why-not-Teams? Kniffelige Fragen werden dort einfach erklärt, dialogisch und durchdacht.
Hey Timon, ich habe gehört, dass es im Biologieunterricht zwischen dir und Frau Hauser wieder zu einer Meinungsverschiedenheit gekommen ist. Schade, dass ich in einem anderen Biokurs bin. Ich hätte das gerne live miterlebt. Worum ging es denn?
Es ging darum, dass ich gesagt habe, viele Dinge, die in unserem Biologiebuch stehen, sind wissenschaftlich längst widerlegt.
Das Miller-Experiment und seine Bedeutung
Aha, was denn zum Beispiel? Ah, zum Beispiel hier. Das ist das Bild vom Versuchsaufbau von Müller. Na, das kennt man doch. Das ist das Experiment, bei dem die Uratmosphäre nachgemacht wird.
Genau. Und das Bild an sich ist ja auch nicht das Problem. Müller hat alle Stoffe, von denen er dachte, dass sie in der Uratmosphäre vorkamen, zusammengemischt. Mit elektrischen Entladungen hat er Gewitterblitze nachgeahmt, um chemische Reaktionen auszulösen.
Hier steht, dass dabei alle möglichen Aminosäuren entstanden sind, also Bausteine des Lebens, aus denen Eiweiße bestehen. Eiweiße sind tatsächlich aus Aminosäuren aufgebaut. Es sind doch ein paar von den zwanzig Aminosäuren herausgekommen, die als Lebensbausteine taugen.
Kritik an der Aussagekraft des Experiments
Aber insgesamt waren die Stoffe, die Miller in seinen Experimenten hergestellt hat, für den Aufbau von Eiweißen völlig ungeeignet.
Wieso sollten sie denn ungeeignet sein? Nun, seit mehr als siebzig Jahren hat man dieses Experiment immer wieder durchgeführt. Dabei sind jedoch nur die zwei einfachsten Aminosäuren in nennenswerter Menge entstanden.
Ah, siebzig Jahre, das ist eine lange Zeit. Aber die Evolution hatte doch Millionen von Jahren Zeit. Warum sollte etwas, das in siebzig Jahren nicht funktioniert hat, auf einmal funktionieren, nur weil ich es eine Million Mal wiederhole?
Und warum sollte es nicht funktionieren?
Probleme bei der Entstehung von Eiweißen aus Aminosäuren
Zum einen sind bei dem Experiment nicht nur Aminosäuren entstanden, sondern sie machen sogar nur den kleineren Teil der entstandenen Stoffe aus. Die Aminosäuren reagieren hauptsächlich mit diesen anderen Stoffen, anstatt lange Ketten untereinander zu bilden.
Die anderen Stoffe wirken dabei wie Stoppschilder oder besser noch wie glatte Lego-Platten ohne Noppen. An solchen Platten kann man einfach nicht weiterbauen.
Könnte es nicht einen Prozess geben, mit dem man die Aminosäuren sozusagen herausfiltern kann? Im Labor gelingt es Wissenschaftlern, und auch Lebewesen können das. Allerdings ist kein Prozess bekannt, durch den auf natürliche Weise hochreine Stoffe entstehen könnten.
Angenommen, es gäbe einen solchen Prozess. Nur weil wir ihn nicht kennen, heißt das ja nicht, dass er nicht existiert. Hm, okay.
Herausforderungen bei der Polymerisation von Aminosäuren
Angenommen, wir hätten ein Gemisch, das ausschließlich aus Aminosäuren besteht. Dann ergibt sich sofort ein neues Problem. In der Chemie hat man gelernt, dass Reaktionen in zwei Richtungen ablaufen können – hin und zurück – bis ein Gleichgewicht entsteht. Das würde jedoch bedeuten, dass die Aminosäureketten schneller zerfallen, als sie entstehen können, weil zu viel Wasser vorhanden ist, das die Ketten wieder spaltet.
In diesem Buch steht, dass man das Zerfallen der Ketten verhindern kann, wenn man dem Reaktionsprodukt ständig Wasser entzieht. Deshalb nehmen einige Wissenschaftler an, dass das Leben an den Rändern von Vulkanen entstanden ist, wo das überschüssige Wasser einfach verdampfen konnte.
Vulkane sind also eine gute Idee, um Eiweiße entstehen zu lassen. Ironie aus. Hast du schon einmal gesehen, was passiert, wenn man ein Ei in eine heiße Bratpfanne gibt? Ab einer Temperatur von knapp über vierzig Grad Celsius denaturieren Eiweiße. Das heißt, sie gehen kaputt und sind für biologische Prozesse unbrauchbar.
Aber wenn die Temperatur ganz genau stimmt – also wenn das Eiweiß gerade nicht kaputtgeht und trotzdem Wasser entweicht – dann könnte es doch funktionieren. Okay, und wer soll das so einstellen?
Weitere Probleme bei der Bildung biologisch nutzbarer Proteine
Aber dann tritt das nächste Problem auf. Wenn man die Aminosäuren einfach so miteinander reagieren lässt, entstehen nicht nur Ketten, sondern diese Ketten sind auch untereinander quer verbunden. Man nennt das auch vernetzt.
Diese Vernetzungen führen dazu, dass die Ketten aneinander kleben und verklumpen. Dadurch können sie nicht mehr weiter wachsen, und man kann damit nichts anfangen.
Trotzdem gebe ich noch nicht auf. Wir haben ja viel Zeit, und irgendwann könnten doch auch einfach nur lineare Ketten entstehen.
Das Problem der Chiralität bei Aminosäuren
Okay. Dann haben wir das nächste Problem. Die Aminosäuren liegen in dem Gemisch immer als Racemat vor.
Was heißt Racemat? Ein Racemat ist eine Mischung aus zwei spiegelbildlichen Formen eines Moleküls. Ein Molekül hat eine räumliche Struktur. Hier zum Beispiel: Meine beiden Hände haben die gleiche räumliche Struktur, sind aber trotzdem verschieden. Sie sind Spiegelbilder voneinander.
Genauso verhält es sich bei den Molekülen. Wie wir eine linke und eine rechte Hand haben, nennt man die Moleküle auch linkshändig oder rechtshändig.
Das Problem ist: Wenn in einer Kette aus linkshändigen Aminosäuren auch nur ein einziges rechtshändiges Molekül vorkommt, kann diese Kette keine biologische Funktion mehr ausführen. Das liegt daran, dass sich keine brauchbare räumliche Struktur aufbaut.
Aber wenn ich viel Zeit habe, sagen wir Millionen von Jahren, könnte dann nicht trotzdem zufällig eine längere Kette nur aus linksdrehenden Molekülen entstehen?
Weißt du, ein Eiweiß besteht aus mehreren hundert oder auch mehreren tausend Aminosäuren.
Okay, ich kann rechnen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ich aus dieser Suppe tausendmal hintereinander ein linksdrehendes Molekül ziehe, ist 2 hoch minus 1000, das sind ungefähr 10 hoch minus 300.
Ein Jahr hat ungefähr π mal 10 hoch 7 Sekunden. Wenn ich jetzt 3000 Milliarden Mal pro Sekunde ziehe, habe ich nach 10 hoch 280 Jahren eine Kette.
Ob diese Kette dann eine Funktion erfüllt, ist noch eine andere Frage.
Möglichkeiten und Grenzen der Trennung von Molekülformen
Gibt es keine Möglichkeit, nur die linksdrehenden Moleküle auszusortieren? Chemisch verhalten sie sich völlig gleich. Der einzige Unterschied liegt in ihrer Lichtbrechung, wenn sie in kristalliner Form vorliegen.
Moment mal, hier im Buch steht, dass zum Trennen der Aminosäuren eventuell Mineralien mit bestimmten optischen Eigenschaften als Katalysatoren gedient haben. Also kann man sie doch trennen?
Ja, das entscheidende Wort in diesem Satz ist „eventuell“. Wissenschaftler versuchen das schon seit Jahrzehnten. Mein Vater hat mir gesagt, dass derjenige, der einen natürlichen Weg findet, rechts- und linksdrehende Aminosäuren zu trennen, sofort den Nobelpreis für Chemie und Physik erhalten würde.
Fazit zur Aussagekraft des Miller-Experiments
Das heißt, das Experiment von Miller kann keine brauchbaren Vorstufen für Eiweiße beziehungsweise für das Leben liefern.
Warum steht es dann noch im Biobuch? Vielleicht, weil es sonst keine andere Erklärung gibt.
Außer natürlich der Bibel. Dort steht, dass Gott das Leben geschaffen hat.
Kritik am Umgang mit der Entstehung des Lebens im Unterricht
Okay, und warum findest du es nicht gut, wenn dieses Experiment im Biobuch steht?
Dagegen habe ich nichts. Aber es sollte nicht der Eindruck entstehen, als sei die Entstehung des Lebens im Wesentlichen geklärt.
Und außerhalb des Bio-Unterrichts? Kennst du jemanden, der sich wirklich später noch mit der Frage nach der Herkunft des Lebens beschäftigt?
Na ja, Frau Hauser offensichtlich nicht, und sie ist Bio-Lehrerin. Aber ich interessiere mich dafür.
Ja, aber du interessierst dich auch dafür, ob Gott wirklich existiert, ob er wirklich Himmel und Erde geschaffen hat und ob man ihn wirklich kennenlernen kann.
Stimmt. Bevor ich angefangen habe, mit dir über diese Themen zu diskutieren, hat es mich eigentlich auch nicht wirklich interessiert.
Siehst du, unsere Schulbücher liefern eine einfache, allerdings auch falsche Antwort auf die Frage nach der Entstehung des Lebens. Aber den meisten Leuten reicht diese einfache Antwort. Sie nehmen sie hin, ohne sie weiter zu hinterfragen. Und das ihr Leben lang.
Damit sie sich nicht damit auseinandersetzen müssen, wer das Leben geschaffen hat.
Abschluss und Segenswünsche
Das war es für heute. Bitte bete für Christen, die ins Zweifeln geraten. Schau dir den YouTube-Kanal „Why not Glaubensfragen“ an und bete darüber, ob du dort mitarbeiten sollst.
Der Herr segne dich, erfahre seine Gnade und lebe in seinem Frieden. Amen.