Wissenschaftler glauben, dass sie einen chemischen Schlüsselprozess entdeckt haben, der dazu beigetragen hat, das Leben auf unserem Planeten anzukurbeln, wobei alle Vorgänge in Wassertröpfchen stattfinden.
Es wurde lange vermutet, dass sich das Leben zuerst im Ozean entwickelt hat, aber es war nicht bekannt, wie die „ursprünglichen Moleküle“, die von Asteroiden als rohe Aminosäuren auf die Erde gebracht wurden, die komplexen Reaktionen durchlaufen haben könnten, die zur Bildung von Proteinen erforderlich sind.
Das Leben hängt von der Bildung von Proteinen ab, und wie genau diese erstmals im Überfluss stattfand, war den Chemikern lange ein Rätsel.
Dies liegt daran, dass die Peptidbildungsreaktion, die die Ketten von Aminosäuren erzeugt, die zur Bildung von Proteinen und damit von Organismen erforderlich sind, Wasser benötigt. Aber es erfordert auch den chemischen Verlust eines Wassermoleküls – etwas, von dem Wissenschaftler bisher glaubten, dass es in einer weitgehend vom Meer bedeckten Welt schwierig sei.
Aber jetzt wurde dieses Rätsel zum ersten Mal in der Forschung von US-Wissenschaftlern angegangen, die sagen, dass Orte, an denen „Wasser nicht nass ist“, diese Reaktion stattfinden können.
Das bedeutet, dass Orte, an denen flüssiges Wasser auf die Atmosphäre trifft, wie etwa Wassertröpfchen in Form von Meeresgischt, ideale Bedingungen für diese lebenswichtigen chemischen Reaktionen bieten könnten.
„Das ist im Wesentlichen die Chemie hinter dem Ursprung des Lebens“, sagte Graham Cooks von der Purdue University in Indiana in den USA.
„Dies ist der erste Beweis dafür, dass ursprüngliche Moleküle, einfache Aminosäuren, in Tröpfchen aus reinem Wasser spontan Peptide bilden, die Bausteine des Lebens. Das ist eine dramatische Entdeckung.“
„Wasser ist nicht überall nass“, sagte Dr. Cooks.
An den Rändern unserer Wasserwelt, wo das Wassertröpfchen auf die Atmosphäre trifft, können „unglaublich schnelle Reaktionen ablaufen“, so das Team, die Aminosäuren in die Bausteine des Lebens verwandeln.
„Orte, an denen Gischt in die Luft fliegt und Wellen auf das Land schlagen oder wo frisches Wasser einen Hang hinunter sprudelt, waren fruchtbare Landschaften für die potenzielle Entwicklung des Lebens“, sagte er.
Das Team von Purdue verbrachte mehr als 10 Jahre damit, Massenspektrometer zu verwenden, um chemische Reaktionen in wasserhaltigen Tröpfchen zu untersuchen.
„Die Reaktionsgeschwindigkeiten in Tröpfchen sind hundert- bis millionenmal schneller als die gleichen Chemikalien, die in einer großen Lösung reagieren“, sagte Dr. Cooks.
Sie sagten, dass ihre Entdeckung auch zu einer schnelleren Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung der schwächsten Krankheiten der Menschheit führen könnte.
„Wenn Sie nachts durch einen akademischen Campus gehen, sind die Gebäude mit eingeschalteten Lichtern dort, wo synthetische Chemiker arbeiten“, sagte Dr. Cooks.
„Ihre Experimente sind so langsam, dass sie tage- oder wochenlang am Stück laufen. Das ist nicht notwendig, und wir haben mithilfe der Tröpfchenchemie einen Apparat gebaut, der jetzt bei Purdue verwendet wird, um die Synthese neuartiger Chemikalien und potenzieller neuer Medikamente zu beschleunigen.“
Das Team sagte, dass ihre Ergebnisse auch dazu beitragen würden, Wissenschaftler zu informieren, die danach suchen, ob sich Leben auf anderen Planeten und Monden bilden könnte.
Die Forschung ist veröffentlicht in der Proceedings of the National Academy of Sciences.