Glycin, die einfachste Aminosäure, ist bei Astrophysikern hoch im Kurs, wenn es um die Ursprünge des Lebens geht. Forscher haben nun nachgewiesen, dass sich dieses Molekül in kalten, dunklen interstellaren Wolken – noch vor der Bildung von Sternen oder Planeten – bilden kann.
Glycin dient als Grundbaustein für Proteine. Seine Einfachheit macht seine Präsenz im All so faszinierend: Durch denselben Prozess lassen sich komplexere Aminosäuren wie Alanin oder Serin erzeugen, indem extramolekulare Gruppen angehängt werden.
"Nach diesem Mechanismus können andere funktionelle Gruppen ans Glycin-Rückgrat geknüpft werden, was zur Bildung von Aminosäuren wie Alanin und Serin in dunklen Wolken führt", erklärt Dr. Sergio Ioppolo von der Queen Mary University of London, Hauptautor der Studie. "Dieses organisches Molekülarsenal wird schließlich in Kometen eingebettet und an junge Planeten geliefert – wie einst an die Erde."
Glycin wurde bereits im Weltall nachgewiesen: Die NASA-Mission Stardust (1999) fand es in Proben des Kometen Wild 2. Die ESA-Rosetta-Mission detektierte es im Koma des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko.
Da Kometen unseres Sonnensystems früh entstanden, deuten diese Funde darauf hin, dass Glycin in einer interstellaren Wolke vor Sternenbildung produziert wurde. Bisher ging man von UV-Licht als Energiequelle aus.
Mehr zu den Ursprüngen des Lebens:
- Phosphor, ein Schlüsselbaustein des Lebens, könnte per Komet auf die Erde gelangt sein
- Kosmische Ursprünge: Von Staubwolken zum Leben
Ein internationales Team hat nun gezeigt, dass Glycin durch 'dunkle Chemie' – ohne energiereiche Strahlung – entsteht. "Dunkle Chemie meint chemische Reaktionen ohne externe Energiequellen wie UV-Licht", präzisiert Dr. Ioppolo.
Im Labor simulierten die Wissenschaftler Bedingungen interstellarer Wolken: Temperaturen von 10 bis 20 Kelvin (-263 bis -253 °C) und Staubkörner mit Eisschichten. Zuerst entstand der Glycin-Vorlaufer Methylamin (ebenfalls in Komet 67P gefunden), dann Glycin – ausschließlich bei Vorhandensein von Wassereis.
"Schlüsseleinsicht: Bausteine des Lebens bilden sich in einem sehr frühen Stadium, lange vor Sternen- und Planetenentstehung", betont Prof. Harold Linnartz, Direktor des Astrophysik-Labors am Leiden Observatory.
"Frühe Glycin-Bildung in Sternentstehungsregionen bedeutet: Diese Aminosäure ist im Weltall weit verbreitet, konserviert sich im Eis und gelangt via Kometen und Planetesimalen in Planeten."