Berechnungsansatz zur Häufigkeit von Leben

Hallo,

ich möchte einen Ansatz vorstellen, der es erlaubt, die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens von Leben im Universum abzuschätzen. Ausgangspunkt ist die Überlegung, dass lebende Systeme ein geordnetes Netzwerk chemischer Reaktionskreisläufe darstellen, die ihren Ordnungsgrad selbstständig aufrecht erhalten und an Folgegenerationen weitervererben können. Die Voraussetzung dafür ist das Vorhandensein hinreichend komplexer chemischer Verbindungen, um die anfallenden funktionalen Erfordernisse bewältigen zu können. Bei den irdischen Zellen erfüllen diese Aufgabe im Wesentlichen zwei Klassen von Polymeren - Nucleinsäuren (RNA und DNA mit Nucleotiden als Basiskomponenten) und Proteine (Polypeptide mit Aminosäuren als Basiskomponenten, manchmal mit Metall-Ionen als aktivierendes Agens). Die Basiskomponenten werden auch als Monomere bezeichnet, so dass Polymere im Wesentlichen nichts weiter sind als Ketten, bestehend aus n Monomeren.

Die Entstehung der Polymere, die später in den ersten Zellen Stoffwechsel und Vererbung ermöglichten, erfolgte während einiger Hundert Millionen Jahre auf der Früherde in geeigneten Reaktionsräumen, wo zum einen Syntheseprozesse ablaufen konnten, als auch Anreicherungen und Neukombinationen von temporären Zwischenstufen des Polymerwachstums. Ob es sich bei diesen Reaktionsräumen um hydrothermale Schlote, Watt-Tümpel, Strandbuchten oder Meereis gehandelt hat oder um eine Kombination aus allem, lasse ich einstweilen offen, da es für den Berechnungsansatz irrelevant ist. Das Zeitfenster zwischen dem Ende des Late Heavy Bombardements und den ersten unsicheren Spuren frühen Lebens, also zwischen 3,9 und 3,5 Milliarden Jahren vor der Gegenwart, sei hier als ungefährer Durchschnittswert für die Dauer einer chemischen Evolution angenommen.

Unterstellt man, dass vor dem LHB die Erde bereits längere Zeit ausreichend kühl gewesen ist (wie einige Funde in Zirkonit-Kristallen nahelegen), würden noch einige Hundert Millionen Jahre hinzukommen, so dass als ungefähre Obergrenze ein Zeitrahmen von 2^54 s = 571 Millionen Jahre gesetzt wird. Das Gesamtalter der Erde beträgt 2^57 s und das Alter des Universums 2^58,6 s. Weiterhin wird angenommen, dass jeder zehnte Stern im Universum einen erdähnlichen Planeten in der stellaren habitablen Zone aufweist, so dass bei etwa 10^22 Sternen im sichtbaren Universum mit insgesamt 10^21 Planeten gerechnet wird, auf denen eine chemische Evolution starten kann. Diese Schätzung ist bewusst sehr optimistisch gehalten, um das Fazit möglichst plausibel zu machen. 10^21 entspricht 2^70. Der Grund, warum ich mit Zweierpotenzen arbeite, ergibt sich aus den folgenden Ausführungen.

Das Polymerwachstum beginnt mit der Entstehung von Dimeren aus zwei Monomeren. Dabei reduziert sich die Zahl der verfügbaren Reaktionspartner auf die Hälfte, nachdem alle Monomere zu Dimeren geworden sind. Dies wiederum führt zur Verlangsamung der weiteren Reaktionsschritte infolge des Absinkens der Konzentration der Ausgangsstoffe. Durch Zustrom weiterer Monomere aus dem Umfeld (z.B. über Gezeitenströmungen) kommen die Reaktionen allerdings nicht zum Stillstand, so dass sich sukzessive weitere Monomere an die Dimere anlagern und zu Trimeren reagieren. Ebenso können Dimere auch miteinander zu Tetrameren reagieren - allerdings mit einer geringeren Chance, da die Konzentrationsdichte stetig abnimmt.

Wenn alle Trimere zu Tetrameren reagiert sind, hat sich die Anzahl der Monomere - bezogen auf den Ausgangszustand - ein weiteres Mal verdoppelt. Aus 2^0-kettigen Molekülen (= Monomere!) sind zuerst 2^1-kettige Moleküle (=Dimere!) und nun 2^2-kettige Moleküle (=Tetramere!) geworden. Die Reaktionszeit hat sich dabei stetig vergrößert, wobei die erste Verdopplung von 2^0 zu 2^1 einen Zeitraum von 2^1^1 mal durchschnittliche Reaktionsrate benötigt hat und die zweite Verdopplung von 2^1 zu 2^2 einen Zeitraum von 2^2^2 mal durchschnittliche Reaktionsrate. Setzen wir als durchschnittliche Reaktionsrate einen Faktor von 1 Reaktion pro Sekunde und Monomer (was ebenfalls sehr optimistisch geschätzt ist!), ergibt sich als Reaktionszeit zur Synthese von Dimeren ein Wert von (2^1)^1 s, also 2 s. Zur Synthese von Tetrameren bedarf es dann (2^2)^2 s, also 2^4 s = 16 s.

Mit zunehmender Länge der Polymere steigt auch die Anfälligkeit zum Zerbrechen der Monomerketten, so dass der Zeitbedarf zur Synthese längerer Polymere größer wird. Funktionsproteine wie z.B. Cytochrom c haben knapp über 100 Monomere. Die für die Proteinsynthese wichtigen tRNA-Moleküle besitzen etwa 80 Monomere. Das für die Entstehung funktionsfähiger Polymere nötige Wachstum liegt in der Größenordnung von etwa 2^6 bis 2^7 Monomeren pro Polymer. Der Zeitbedarf dafür errechnet sich nach obiger Methode:

Ein Polymer von 2^6 Monomeren benötigt (2^6)^6 s = 2^36 s = 2178 Jahre zur Entstehung.

Ein Polymer von 2^7 Polymeren benötigt (2^7)^7 = 2^49 s = 17,84 Millionen Jahre zur Entstehung.

Das bedeutet, dass funktionsfähige Polymere bereits binnen relativ kurzer Zeit zur Verfügung standen und sich in Protozellen anreichern konnten. Der vermeintliche Vorteil verkehrt sich ins Gegenteil, wenn man sich bewusst macht, dass eine Zufallskombination geeigneter Polymere, die den Stoffwechsel einer solchen Protozelle über längere Zeit stabilisiert, so lange wertlos ist, bis sie reproduziert und vererbt werden kann. Das erfordert wiederum einen Mechanismus, der Polymere hinreichend genau vervielfältigt (also irgendeine primitive Form des genetischen Codes, einschließlich des damit verbundenen Translationsapparates) und als Ganzer redupliziert und somit vererbt werden kann auf Tochtersysteme. Es geht um eine Maschinerie, die hinreichend groß ist, um die erforderliche Komplexität der Aufgabenstellung zu bewältigen. Eine primitive Form könnte sich aus einer Replicase (zur Reduplizierung des Mechanismus), einem Set von 10 einfachen tRNA-Analoga (zur Translation) und einer Syntheseeinheit (primitives Ribosom) zusammensetzen. Da die erforderlichen Polymere zugleich vorhanden sein müssen, multiplizieren sich die Wahrscheinlichkeiten der Entstehung jedes einzelnen Polymers zu einem Gesamtwert. Der erforderliche Aufwand für das Gesamtsystem umfasst etwa 2^11 Monomere.

Der Zeitaufwand berechnet sich wie folgt:

t = (2^11)^11 s = 2^121 s = 84,243 Quadrilliarden Jahre!

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich dies auf den verfügbaren 2^70 Planeten innerhalb der 2^58,6 s bisher vergangenen Zeit ereignet hat, ergibt sich aus dem Quotienten aus der verfügbaren Zeit mit der erforderlichen Zeit:

P = (2^58,6 s/2^121 s) = 2^-62,4

Multipliziert man diese mit der Anzahl der verfügbaren Planeten, erhält man:

2^-62,4 mal 2^70 = 2^7,6 = 194

Das bedeutet: Selbst bei sehr optimistischen Angaben findet sich etwa nur in jeder 500millionsten Galaxie ein belebter Planet im sichtbaren Universum! Dabei ist in dieser Rechnung nicht berücksichtigt, ob und wenn ja, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich aus dem Vorliegen hinreichend langer Polymere auch tatsächlich ein funktionierender Translationsmechanismus entwickelt. Folglich ist es durchaus möglich, dass die Erde der einzige belebte Planet im sichtbaren Universum und darüber hinaus noch ein gutes Stück weiter jenseits des Ereignishorizontes ist.

Dieses Fazit führt zu einigen widerlegbaren Vorhersagen:

1. Es gibt außerhalb des Sonnensystems innerhalb unserer Galaxis keine weiteren Biosphären (unter dem Vorbehalt, dass Punkt 3 entfällt!).

2. Eventuell an anderen Orten vorhandenes Leben innerhalb des Sonnensystems ist mit dem auf der Erde verwandt.

3. Sollte sich die Panspermie-Hypothese bestätigen lassen, dann gibt es innerhalb der Galaxis einen einzigen Ort, an dem Leben entstanden ist und von dem aus es sich ausgebreitet hat.

4. Falls 3. erfüllt ist, folgt daraus, dass sämtliches in der Galaxis vorhandene Leben mit dem auf der Erde verwandt ist.

5. Es gab und gibt keine Außerirdischen, die jemals die Erde besucht haben und jemals besuchen werden.

6. SETI wird erfolglos bleiben.

Die Auffindung außerirdischer Biosphären auf Exoplaneten mit Hilfe von Atmosphärenspektroskopie wäre ein starkes Gegenargument dahingehend, dass die Entstehung von Leben offenbar doch nicht so selten ist wie von mir veranschlagt. Deshalb ist es notwendig, die Anstrengungen in der Exoplanetenforschung erheblich zu intensivieren, um hier zu belastbaren Aussagen zu kommen.

In diesem Sinne ... Mal sehen, was sich ergibt.

Ich versteh nur Bahnhof.

@damnDarling

O.K., wie kann ich Dir helfen, damit Du nicht nur Bahnhof verstehst?

tl;dr

mal ehrlich..kannst du es nicht auf eine lesefreundliche Länge kürzen?

Wikipedia: Drake-Gleichung

?

*blubb*

@rutz

Schwer zu machen, da die einzelnen Schritte ja aufeinander aufbauen. Vielleicht so:

Leben benötigt Polymere, um zu funktionieren. Polymere entstehen durch Aneinanderreihung von Einzelmolekülen gleicher Art (Aminosäuren bei Proteinen; Nucleotiden bei RNA oder DNA). Das Wachstum der Polymere benötigt Zeit. Je länger sie werden, um so länger dauert es. Der Zusammenhang zwischen Polymerlänge und Wachstumsdauer wird mit folgender Gleichung beschrieben:

M = M^2 mal t

M = Anzahl der Monomere im Polymer = 2^m

t = Zeit in Sekunden = 2^n

Also: Ein Polymer mit 2^7 Monomeren Länge benötigt 2^(7^2) mal 2^n Sekunden, um zu entstehen.

Wegen des Zusammenhangs (2^7)^7 = 2^(7 mal7) = 2^(7^2) ergibt sich: 2^49 mal 2^n s.

Für n = 0 folgt: 2^n s = 2^0 s = 1 s

Das bedeutet: Jedes Monomer ist pro Sekunde an einer Reaktion beteiligt.

Für ein Polymer mit 2^7 Monomeren Länge ergibt sich dann eine Entstehungszeit von 2^49 s, was - wie im Eröffnungsbeitrag angegeben - 17,84 Millionen Jahren entspricht. Bei einer Umsatzrate von größerer Dauer ergeben sich größere Zeiträume. Ebenso umgekehrt: Bei langsamerer Umsatzrate können in einem bestimmten Zeitraum die Polymere nicht so lang wachsen.

Aus den getroffenen Voraussetzungen ergibt sich, dass Leben im Universum extrem selten entsteht, weil ein funktionierendes lebendes System Polymere benötigt, die in der Summe viel länger sind als die, die im Verlauf der zur Verfügung stehenden Zeit heranwachsen könnten.

War es jetzt etwas klarer?

@Mahananda

ich glaube, es wäre nur Zeitverschwendung bei mir D;

Wikipedia: Drake-Gleichung

?

*blubb*

@Mahananda
noch nie was von der Drake-Gleichung gehört?

Vielleicht erklärst du mal,warum du Vorzeile bei der Drake Gleichung siehst und was der Peer Review dazu sagte.

Da wir nicht wissen ,wie die Chemoevution funktionierte,sind diese Berechnungen im
Gegensatz zum Ansatz von Drake noch mehr Spekulation.

@Luminarah
meinst du mich?


ok.
sie ist einfacher
(mehr fällt mir nicht ein

Luminarah schrieb:ind diese Berechnungen im
Gegensatz zum Ansatz von Drake noch mehr Spekulation.

genau.

da wir einige werte der Drake gleichung kennen, ist diese besser geeignet um die häufigkeit von intelligenten zivilisationen zu errechnen

@Luminarah

Ferraristo schrieb:... ist diese besser geeignet um die häufigkeit von intelligenten zivilisationen zu errechnen

Mein Ansatz versucht, einen weiteren Wert der Drake-Gleichung zu quantifizieren - nicht mehr, aber auch nicht weniger. Insofern schließt das eine das andere nicht aus.

Bekannt sind bis jetzt nur die Sternentstehungsrate und die Planetenentstehungsrate. Die Zahl der erdähnlichen Planeten in habitablen Zonen habe ich bewusst "lebensfreundlich" auf das obere Limit angesetzt. Zu erwarten ist, dass es möglicherweise in jedem Planetensystem Planeten in der habitablen Zone gibt - diese aber eher selten als erdähnlich sondern venusähnlich zu klassifizieren sind, wenn es sich um Gesteinsplaneten handelt. Von daher ist die Zahl von 2^70 "Zwillingserden" eigentlich zu hoch, aber mir ging es um die Heranziehung von Obergrenzen, um abschätzen zu können, ob Leben eher häufig oder eher selten anzutreffen ist.

Luminarah schrieb:Da wir nicht wissen ,wie die Chemoevution funktionierte,sind diese Berechnungen im
Gegensatz zum Ansatz von Drake noch mehr Spekulation.

Da auch Drake nicht wusste, wie die Chemoevolution konkret ablief, sind dessen Berechnungen mindestens genauso spekulativ wie meine, was den Faktor f(l) betrifft. Ich habe mich darauf bezogen, was für funktionierendes Leben notwendig ist. Und das lässt sich quantifizieren. Konkrete Reaktionsabläufe sind insofern irrelevant, weil es um das Polymerwachstum schlechthin geht und nicht um besondere Polymerklassen. Und auch dieses lässt sich quantifizieren, so dass meine Kalkulation zwar spekulativ, aber nicht mehr sondern eher weniger spekulativ als das ist, was gewöhnlich als Wert in die Drake-Gleichung eingesetzt wird.

Mahananda schrieb:das ist, was gewöhnlich als Wert in die Drake-Gleichung eingesetzt wird.

Genau. Die Drake Gleichung ist ebenso unbrauchbar. Einverstanden.

@Luminarah

Nur mit dem Unterschied, dass mein Versuch, den Faktor f(l) zu bestimmen, weniger willkürlich, weil auf realen Fakten basierend ist. Darum ist er weniger und nicht mehr spekulativ als der Ansatz von Drake.

Mahananda schrieb:Und das lässt sich quantifizieren

Solange wie wir nicht wissen,wie der Lebensfunke zündete,lässt sich gar nichts quantifizieren.
Du gehst im großen und ganzen von einer "RNA Welt" aus. Wie R. Shapiro schon 1999 in seinem Buch Planetary Dreams kritisierte,Shapiro meinte mit Recht,dass den Schwierigkeiten ,solche Polymere zu erhalten,zu wenig Beachtung geschenkt wird.auf der Uretde gab es wahrscheinlich eine Menge Substanzen,die bei der Umsetzung miteinander konkurrierten ,um als nächster Baustein in (hypothetische ) Polymere eingebaut zu werden.die Ausbildung von informationsübertragenden Homopolymeren aus einer Substanzmischung erscheint nicht völlig ausgeschlossen aber extrem unwahrscheinlich.Shapiro denkt beispielsweise an Mineralien ,die als erste Replikatoren oder Polymerasen gedient haben könnten oder das das Leben als metabolisches Ndtzwerk von Reaktionen begann an denen Monomere beteiligt waren, die Replikatoren bildeten sich erst in einer viel späteren Phase der Evolution.Zahlteiche Untersuchungen über präbiotische Systeme gehen in Einklang dazu davon aus,dass Adsprptionsprozesse an Tonmaterialien von entscheidener Wichtigkeit waren,einmal um wässrige Lösungen zu konzentrieren und andererseits,weil katalytische Reaktionen erst ermöglicht wurden.
Leslie Orgel hat zur RNA Welt zwei Gedanken:
1.die RNA Welt war die erste biologische Welt.In diesem Fall kann man von der heutigen Biochemie wenig oder gar nichts zur Chemie der RNA Welt lernen.Möglicherweise nur die Tatsache,dass Bdubg und Polymerisation von Nucleotiden einstmals präbiotische Prozesse waren.
2.es gab eine Prä RNA Welt . Ribonucleotide sind sind zu kompliziert,um in genügender Menge und Reinheit auf der Urerde vorhanden gewesen zu sein. Hier füllt dann die Prä RNA Welt die Lücke.Das wäre eine Molekülklasse,die sich relativ einfach auf der Urerde bilden konnte ,beispielsweise Aminosäuren.Beispielsweise ein Alanin PNA Doppelstrang (Dieserichsen 1997).

Daxsir um diese Prozesse gar nichts wissen,sind Schlussfolgerungen,wie komplex Polymere aufgebaut sein müssten,um Leben zu ermöglichen, nicht ohne weiteres möglich. Damit steht und fällt aber deine gesamte Berechnung.

Die ältesten irdischen Gesteine sind etwa 3,8 Milliarden Jahre alt zum Ende des Late Heavy Bombardments. Erstes primitives Leben finden wir in 3,5 Milliarden alten Gestein. Schon das zeigt,das das Leben nicht lange auf sich warten ließ,nachdem die grundsätzlichen Bedingungen gegeben waren. Schon das lässt die Schlussfolgerung zu,dass es auch in Expdystrmen so ablaufen kann.Das ist ein weiterer Fingerzeig.

Edit:

Luminarah schrieb:Bdubg

Soll Bildung heißen

Luminarah schrieb:Expdystrmen

Soll Exodysteme heißen

@Luminarah

Welche Prozesse konkret zur Entstehung der ersten Organismen geführt haben, spielt letztlich keine Rolle. Entscheidend ist, dass am Ende die Polymere herauskamen, die für das Funktionieren von Organismen notwendig sind. Ob das anderswo RNA oder PNA oder andere Substanzklassen sind, aus denen sich die entsprechenden Funktionsmoleküle bilden, ist egal. Wichtig ist, dass die Moleküle am Ende komplex genug sind, um ein komplexes Reaktionsnetzwerk aufrecht zu erhalten und weiterzugeben an nachfolgende Generationen. Und diese Komplexität erfordert eine hinreichend komplexe Struktur der beteiligten Katalysatoren sowie ein hinreichend fein aufeinander abgestimmtes Zusammenwirken von Polymeren, um einen Vererbungsvorgang so präzise ablaufen zu lassen, dass eine Darwinsche Evolution möglich ist.

Natürlich spielen Mineraloberflächen eine wichtige Rolle - schon allein zur Ortsgebundenheit von protozellulären Reaktionskreisläufen innerhalb von Vesikeln, aber auch als Matrix an der Kristallisationsprozesse ablaufen können, die z.B. auf die Chiralität der Monomere Einfluss haben - aber wie gesagt, das ist alles nur Beiwerk zum Polymerwachstum, auf das es letztlich allein ankommt, um die erforderliche Komplexität eines Organismus' zu meistern. Und dieses Polymerwachstum habe ich versucht, in Abhängigkeit zum Zeitbedarf zu quantifizieren.

Der Umstand, dass es auf der Erde "nur" einige Hundert Millionen Jahre gedauert hat, bis die ersten Lebewesen entstanden sind, kann lediglich ein glücklicher Zufall sein, der sich andernorts erst sehr viel später oder aber gar nicht ereignet. Mein Ansatz legt nahe, dass Polymere, die für einen Translationsmechanismus nötig sind, äußerst selten im Universum anzutreffen sind. Damit wird der Faktor f(l) der Drake-Gleichung bei fast Null liegen. Alle darauf aufbauenden weiteren Faktoren verschwinden dann zur Bedeutungslosigkeit. Aber wie ich bereits anführte, sind diese Schlussfolgerungen falsifizierbar.

Hier noch einmal Überlegungen dazu:

http://www.synbio.at/uploads/pdf/09_03_NZZ_Der_Ursprung_des_Lebens.pdf (Archiv-Version vom 21.08.2011)

Und die Originalarbeit von Shapiro 2007

A Simpler Origin for Life
Scientific American, June 2007; Cover and pages 24-31

Summary: The sudden appearance of a large self-copying article such as RNA was exceedingly improbable. Energy-driven networks of small molecules afford better odds as initiators of life.

Brief overview: The idea that life began with small molecules (sometimes called "metabolism-first") has circulated for decades, but has received little attention because of the popularity of another theory. In the more-favored theory the origin of life involved the appearance, by chance, of a very large molecule that could copy itself ("RNA-first"). In this article I summarized the arguments that support the former position. A longer, more technical version was published in 2006 in the Quarterly Review of Biologh, Volume 81, pages 105-125, under the title "Small Molecule Interactions Were Central to the Origin of Life."

The key requirements needed to start life (as listed in the Scientific American article) were:
1. A boundary is needed to separate life from nonlife.
2. An energy source is needed to drive the organization process.
3. A coupling mechanism must link the release of energy to the organization process that produces and sustains life.
4. A chemical network must be formed to permit adaptation and evolution.
5. The network must grow and reproduce.

The dispute between these two theories has broad implications. I can quote the last two paragraphs of the Scientific American article:

If the general small-molecul paradigm were confirmed, then our expectations of the place of life in the universe would also change. A highly implausible start for life, as in the RNA-first scenario, implies a universe in which we are alone. In the words of the biochemist Jacques Monod: “The universe was not pregnant with life nor the biosphere with man. Our number came up in the Monte Carlo game.”

The small molecule alternative, however, is in harmony with the views of biologist Stuart Kauffman: “If this is all true, life is vastly more probable than we have supposed. Not only are we at home in the universe, but we are far more likely to share it with as yet unknown companions.”


Wer die gesamte Arbeit lesen möchte und wen viel Englisch nicht stört:

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=a-simpler-origin-for-life

Wenn Interesse ist,fasse ich vielleicht morgen das wichtigste auf Deutsch zusammen.

@Luminarah

Den Artikel von Shapiro kenne ich. Er ist auch in Deutsch veröffentlicht worden - zuletzt in Spektrum der Wissenschaft, Dossier 3/10, S. 14 - 22. Folgender Link fasst Shapiros Aussagen auch ganz gut zusammen:

http://www.nzz.ch/nachrichten/forschung_und_technik/eingedampfte_ursuppe_1.2592423.html (Archiv-Version vom 27.05.2009)

Diese "Stoffwechsel-zuerst"-Modelle zeigen, dass sich Reaktionsnetzwerke sukzessive zu immer größerer Komplexität aufschaukeln, lassen in der Regel die Entstehung eines Translationsmechanismus jedoch außen vor. So einfach wie im NZZ-Beitrag, dass mit der Entstehung von RNA und Aminosäuren zugleich das Leben begonnen hätte, ist es jedenfalls nicht:

Schliesslich könnten sich die Nukleotide zum Erbmolekül RNA zusammengefügt haben, aus dem sich später die DNA entwickelte. Etwa gleichzeitig mögen sich Aminosäuren zu Proteinen aneinandergereiht haben. Damit wäre die Zelle zum Leben erwacht.

Aber wie auch immer: Am Ende müssen Polymere entstehen - und dazu bedarf es Zeit ...

@Mahananda

Du schreibst ja selber ,das die Entstehung von Leben ein glücklicher Zufall sein k a n n .
Damit k ö n n t e s t Du recht haben. Damit m u s s t Du aber nicht recht haben.

Die Wahrscheinlichkeit ist ebenso hoch , das die kurze Zeitspanne dafür sprechen k a n n ,das Leben ein ubiquitäres Prinzip sein kann , wenn die Rahmenbedingungen stimmen

Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass derzeit keine überzeugenden Modelle für Synthesewege von Nukleotiden unter plausiblen präbiotischen Bedingungen zur Verfügung stehen. Einige wenige Reaktionsschritte können wohl nachgeahmt werden, jedoch immer unter Verwendung reiner Ausgangssubstanzen und nicht selten mit sehr geringen Produktausbeuten. Auch führt jede präbiotische Synthese von Nukleotiden unweigerlich zu einem Razemat, d. h. zu einem Produktgemisch, in dem auch das biologisch inaktive D-Enantiomer auftreten muss. Überlegungen zu einer außerirdischen Herkunft der Grundbausteine der Nukleinsäuren werden zwar diskutiert, können aber nichts zur Lösung des eigentlichen Problems beitragen.

James P. Ferris und Mitarbeitern gelang es mit silikatbeschichtetem Ton langkettige und vernetzte RNA-Moleküle herzustellen.40 Nach Angaben der Autoren wirkt Ton dabei nicht nur als Katalysator für die Bildung der RNA-Stränge, er dient auch als Matrize, diktiert also auf irgendeine Weise die Sequenz der Nukleotideinheiten. Ferris kann noch nicht erklären, wie Ton diese Aufgabe bewerkstelligen kann, forscht aber mit seinem Team intensiv an der Klärung dieser Frage.

Da wir überhaupt nicht wissen ,wie sich alles zu einem LUCA zusammenfügte verbietet sich derzeit jeglicher apodiktischer Ansatz.