Abiogenese

Abiogenese bezeichnet den natürlichen Prozess, durch den Leben erstmals aus unbelebter Materie entstand. Im Gegensatz zur Biogenese (Leben entsteht aus Leben) beschreibt Abiogenese den einmaligen Sprung von komplexer Chemie zu den ersten selbstreplizierenden Molekülen.

Auf der Erde geschah das vor etwa 3,8 Milliarden Jahren. Die genauen Mechanismen sind ungeklärt, aber die führenden Hypothesen umfassen die RNA-Welt (selbstreplizierende RNA als Vorläufer der DNA), hydrothermale Schlote am Ozeanboden und die Panspermie-Theorie, nach der Bausteine des Lebens durch Meteoriten zur Erde gelangten.

Für die Science Fiction ist Abiogenese aus zwei Gründen zentral. Erstens bestimmt sie, wie häufig Leben im Universum ist. Wenn Abiogenese leicht passiert, sollte das All voller Biosphären sein. Wenn es ein extrem unwahrscheinliches Ereignis war, sind wir möglicherweise allein. Zweitens stellt sich die Frage, ob Leben auf anderen Welten auf denselben biochemischen Grundlagen basieren würde.

Peter Watts erforscht in Blindsight und Echopraxia radikal andere Formen von Abiogenese. Greg Egan geht in seinen Romanen noch weiter und fragt, ob Leben auch in mathematischen Strukturen entstehen kann, völlig unabhängig von Materie.

Die RNA-Welt-Hypothese ist derzeit die am besten gestützte Erklärung für den Ursprung des Lebens auf der Erde. RNA-Moleküle können im Gegensatz zu DNA sowohl genetische Information speichern als auch chemische Reaktionen katalysieren. Wenn frühe RNA sich selbst kopieren konnte, wäre der erste Schritt zur Selektion und Evolution getan. Laborexperimente haben gezeigt, dass sich RNA unter bestimmten Bedingungen spontan aus einfacheren Bausteinen zusammensetzen kann, ohne dass Enzyme nötig wären.

Hydrothermal vents, also heiße Quellen am Meeresgrund, werden als eine der wahrscheinlichsten Umgebungen für frühe Abiogenese betrachtet. Die Energie aus der Erdwärme und die chemischen Gradienten in diesen Strukturen liefern die Voraussetzungen für komplexe Chemie. Interessant dabei ist, dass ähnliche Bedingungen auf Ozeanmonden wie Europa und Enceladus existieren könnten, was die Frage stellt, ob Abiogenese im Sonnensystem mehrfach stattfand.

Für die SF-Frage nach der Häufigkeit von Leben im Universum ist Abiogenese der erste kritische Filter im Drake-Fermi-Rahmen. Wenn der Übergang von Chemie zu Leben leicht ist, sollten Biosphären häufig sein. Wenn er extrem selten ist, erklärt das ohne jeden weiteren Schritt die Stille des Universums. Aktuelle Forschung kann diesen Filter noch nicht präzise beziffern, was die Antwort auf die Frage 'Sind wir allein?' grundlegend offen hält.