Tiere und Natur

Hydrothermale Entlüftungsöffnungen: Theorien des frühen Lebens

Es ist noch unklar, wie das Leben auf der Erde begann. Es gibt viele konkurrierende Theorien, die von der Panspermia-Theorie bis zu den nachgewiesenen falschen Experimenten mit der Ur-Suppe reichen . Eine der neuesten Theorien ist, dass das Leben in hydrothermalen Quellen begann.

 

Was sind hydrothermale Entlüftungsöffnungen?

Hydrothermale Quellen sind Strukturen im Meeresboden, die extremen Bedingungen ausgesetzt sind. In und um diese Lüftungsschlitze herrscht extreme Hitze und extremer Druck. Da das Sonnenlicht nicht in die Tiefen dieser Strukturen gelangen kann, musste es eine andere Energiequelle für das frühe Leben geben, die sich dort möglicherweise gebildet hat. Die derzeitige Form der Entlüftungsöffnungen enthält Chemikalien, die sich für die Chemosynthese eignen – eine Möglichkeit für Organismen, ihre eigene Energie zu erzeugen, ähnlich wie bei der Photosynthese, bei der Chemikalien anstelle von Sonnenlicht zur Energieerzeugung verwendet werden.

 

Die strengsten Bedingungen

Diese Arten von Organismen sind Extremophile, die unter schwierigsten Bedingungen leben können. Die hydrothermalen Entlüftungsöffnungen sind sehr heiß, daher das Wort „thermisch“ im Namen. Sie neigen auch dazu, sauer zu sein, was normalerweise lebensschädlich ist. Das Leben in und in der Nähe dieser Öffnungen weist jedoch Anpassungen auf, die es ihnen ermöglichen, unter diesen harten Bedingungen zu leben und sogar zu gedeihen.

 

Die Archaea-Domäne

Archaea leben und gedeihen in und in der Nähe dieser Öffnungen. Da diese Domäne des Lebens als die primitivsten Organismen angesehen wird, ist es nicht schwer zu glauben, dass sie die ersten waren, die die Erde bevölkerten. In den hydrothermalen Quellen sind die Bedingungen genau richtig, um die Archaea am Leben zu erhalten und sich zu vermehren. Mit der Menge an Wärme und Druck in diesen Bereichen sowie den verfügbaren Arten von Chemikalien kann relativ schnell Leben geschaffen und verändert werden. Wissenschaftler haben auch die DNA aller derzeit lebenden Organismen auf einen gemeinsamen Vorfahren-Extremophilen zurückgeführt, der in den hydrothermalen Quellen gefunden worden wäre.

Die in der Archaea-Domäne enthaltenen Arten werden von Wissenschaftlern auch als Vorläufer für eukaryotische Organismen angesehen. Die DNA-Analyse dieser Extremophilen zeigt, dass diese Einzelzellorganismen einer eukaryotischen Zelle und der Eukarya-Domäne tatsächlich ähnlicher sind als die anderen einzelligen Organismen, aus denen die Bakteriendomäne besteht.

 

Eine Hypothese beginnt mit Archaea

Eine Hypothese über die Entwicklung des Lebens beginnt mit Archaea in den hydrothermalen Quellen. Schließlich wurden diese Arten von einzelligen Organismen zu Kolonialorganismen. Im Laufe der Zeit verschlang einer der größeren einzelligen Organismen andere einzellige Organismen, die sich dann zu Organellen innerhalb der eukaryotischen Zelle entwickelten. Eukaryontische Zellen in mehrzelligen Organismen konnten dann spezialisierte Funktionen differenzieren und ausführen. Diese Theorie, wie sich Eukaryoten aus Prokaryoten entwickelten, wird als endosymbiotische Theorie bezeichnet und wurde zuerst von der amerikanischen Wissenschaftlerin Lynn Margulis vorgeschlagen. Mit einer Vielzahl von Daten, einschließlich einer DNA-Analyse, die aktuelle Organellen in eukaryotischen Zellen mit alten prokaryotischen Zellen verbindet, verknüpft die endosymbiotische Theorie die Hypothese des frühen Lebens des Lebens, das in hydrothermalen Quellen auf der Erde beginnt, mit modernen mehrzelligen Organismen.

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