Warum gibt es Leben auf der Erde? Wie ist die erste lebende Zelle auf der Erde entstanden? Was haben Wissenschaftler darüber herausgefunden?
Stanley L. Miller, der berühmte amerikanische Biochemiker, schreibt darüber: "Kurz vor dem Jahre 1858 haben Charles Darwin und A. R. Wallace gleichzeitig und unabhängig voneinander ihre Theorie über die Evolution durch natürliche Auslese veröffentlicht. Diese Theorie konnte jetzt erklären, wie sich (das Leben) von dem einfachsten einzelligen Organismus bis hin zu den komplexesten Pflanzen und Tieren entwickelt hat, den Menschen mit eingeschlossen. Daher lautet das Problem über den Ursprung des Lebens jetzt nicht mehr: Wie ist jede Art entstanden?, sondern nur noch: Wie ist das erste Lebewesen entstanden?
"Nach dem, was wir bis heute über Biochemie wissen, sind selbst die einfachsten Bakterien äußerst komplex. Und die Wahrscheinlichkeit, dass eine Zelle in einem einzigen Vorgang aus anorganischen Verbindungen entstehen könnte, ist mit den etwa 5 x 109 Jahren seit dem Beginn der Erde viel zu gering.
"Etwas vernünftiger ist es anzunehmen, dass das Leben von selbst in den Ozeanen der Urerde entstanden ist, die große Mengen von organischen Verbindungen enthielten, ähnlich denen, die heute in den Lebewesen enthalten sind. Diese Theorie wurde von A. I. Oparin im Jahre 1938 vorgetragen. Und auf ihr beruhen heute die meisten Ansichten über den Ursprung des Lebens. Oparin meinte, wenn große Mengen von organischen Verbindungen miteinander reagierten, um Strukturen von immer größerer Komplexität zu schaffen, dann entstünde eine Struktur, die man als lebend bezeichnen könnte. Anders ausgedrückt: Die Entwicklung des ersten Lebewesens wäre von vielen nichtbiologischen Schritten abhängig. Und keiner dieser Schritte sei sehr unwahrscheinlich.
"Oparin meinte auch, dass sich organische Verbindungen auf der Urerde gebildet haben könnten, wenn eine reduzierende (= sauerstoffarme oder -freie) Atmosphäre mit Methan, Ammoniak, Wasser und Wasserstoff vorhanden gewesen wäre, statt der heutigen oxidierenden Atmosphäre mit Kohlendioxyd, Stickstoff, Sauerstoff und Wasser. Im Jahre 1952 stellte H. Urey die Theorie von der reduzierenden Atmosphäre dann auf eine feste Grundlage, indem er zeigte, dass Methan, Ammoniak und Wasser die beständigen Formen von Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff sind, wenn ein Überschuss an Wasserstoff vorhanden ist.
Gestützt wurden Oparins und Ureys Ansichten dann durch die Versuche von S. L. Miller im Jahre 1953. Er zeigte, dass ein Gemisch von Methan, Ammoniak, Wasser und Wasserstoff reichlich einfache Aminosäuren, Hydroxysäuren, Harnstoff und vielleicht auch Zucker erzeugt. Versuche mit ultraviolettem Licht erbrachten ähnliche Ergebnisse. Aufgrund dieser Ergebnisse glaubte man, dass die verschiedenen organischen Verbindungen (wie Aminosäuren, Hydroxysäuren, aliphatischen Säuren und Zucker) in den Meeren der Urerde vorhanden waren. Oparin hat vorgeschlagen, dass die ersten Organismen Koazervatteilchen waren, statt Streifen von Polynukleotiden. Ein Koazervat ist eine Art von Kolloid, das sich in zwei Phasen bildet: in der einen die Lösung, in der anderen das Koazervat, statt dass es sich gleichmäßig verteilt, wie die meisten Kolloide." (1978:415).
Methan-Ammoniak-Wasserstoff-reiche Uratmosphäre
Nach der Hypothese von der chemischen Evolution soll sich die erste Zelle auf der Erde von selbst nur durch die Naturgesetze aus lebloser Materie entwickelt haben, weil die Atmosphäre des frühen Präkambriums stark reduzierend war und viel Methan, Ammoniak und freien Wasserstoff enthielt. In dieser reduzierenden, methan-ammoniak-wasserstoff-reichen Uratmosphäre sollen sich die Bausteine des Lebens durch Zufall gebildet haben und dann auf die Oberfläche der Erde und des Meeres herab gerieselt sein. Im Urmeer sollen sich die Aminosäuren dann in Hunderten von Millionen, wenn nicht in Milliarden von Jahren zu einer dicken chemischen Suppe angereichert haben, so dick, wie eine kräftige Fleischbrühe.
Einige Anhänger von Professor A. I. Oparin sind zu dem Schluss gekommen, dass die Bausteine des Lebens nicht in der Uratmosphäre entstanden sein können, weil die starke ultraviolette Strahlung sie zerstört hätte. Sie glauben statt dessen, dass die Bausteine des Lebens nicht aus den Chemikalien der methan-ammoniak-reichen Uratmosphäre gebildet worden seien, sondern im Meer, weil sich die nötigen Chemikalien im Meer erhalten und sich anreichern konnten. Hat man das schon experimentell bewiesen? Hat es jemals solch eine stark reduzierende methan-ammoniak-wasserstoff-reiche Uratmosphäre gegeben, in der die nötigen Aminosäuren durch Zufall, Blitzschläge und UV-Strahlung entstehen konnten?
D. E. Hull
D. E. Hull von der California Research Corporation in Richmond, California (USA), berichtet über die Aminosäuren, die in der reduzierenden Uratmosphäre entstanden sein können, und wie viel davon das Urmeer erreicht hätten: ... 97 Prozent des Glycins (= eine Aminosäure) wäre zerfallen, bevor es die Oberfläche (des Meeres oder der Erde) erreicht hätte." (1960:693).
Wie lange etwa hätten sich die 3% der Aminosäuren, die die Oberfläche des Urmeeres erreicht hätten, dann erhalten können? Hätte dort aus diesen Aminosäuren dann eine dicke Suppe entstehen können, so reichhaltig wie eine kräftige Fleischbrühe? Dies ist für uns wichtig, weil sich aus dieser toten chemischen Ursuppe die erste Zelle gebildet haben soll, und aus dieser ersten Zelle dann alles spätere Leben.
D. E. Hull: "In der gemischten Schicht über der Pyknolinie, etwa 100 Meter tief, hätte das Glycin dann eine Halbwertzeit gegenüber der ultravioletten Zerstörung von etwa zwanzig Jahren gehabt." (1960:693).
Aber das Urmeer muss doch an vielen Stellen bestimmt viel tiefer gewesen sein, als nur 100 Meter! Die Aminosäuren, wie das Glycin, hätten sich bestimmt in Hunderttausenden von Jahren zu einer kräftigen Suppe angereichert, wo das Urmeer tiefer war als 100 Meter! Oder?
D. E. Hull: "Selbst wenn man annähme, dass sie (die Aminosäuren) bis zum Grunde des Meeres hin verteilt wären, mit einer durchschnittlichen Tiefe von 4 km, dann wäre die Halbwertzeit nur 1.000 Jahre gewesen. Da die Aminosäuren nur so kurz bestehen und wieder in der Atmosphäre oder im Ozean zerfallen, konnten sich keine brauchbaren Mengen an organischen Verbindungen in einer Ewigkeit von Zeiten ansammeln." (1960:694).
Phillip H. Abelson
Phillip H. Abelson von der Carnegie Institution von Washington, Washington, D.C., vom Geophysikalischen Laboratorium, hat auch die "chemische Evolution" und ihre angenommene Methan-Ammoniak-reiche Uratmosphäre, die sie für das Leben brauchte, näher untersucht. - Er schreibt:
"Die Hypothese von der frühen Methan-Ammoniak-Atmosphäre ist ohne jede Grundlage und ist statt dessen widerlegt. Wenn die Methan-Ammoniak-Hypothese stimmte, sollte es geologische Beweise dafür geben. Welchen Beweis für eine Ur-Methan-Ammoniak-Atmosphäre auf der Erde hat man? Die Antwort lautet: Man hat keine Beweise dafür; aber viel, was dagegen spricht. Die Methan-Ammoniak-Hypothese ist in großer Schwierigkeit, soweit es die Sache mit dem Ammoniak betrifft, denn Ammoniak auf der Urerde wäre schnell verschwunden.
Wie schnell wäre Ammoniak etwa in der Uratmosphäre zerstört worden?
Philipp H. Abelson: "Wenn soviel Ammoniak (in der Uratmosphäre) enthalten wäre, wie heute Stickstoff in der heutigen Atmosphäre, dann würde es (das Ammoniak) in 30.000 Jahren zerstört werden. Kleine Mengen an Ammoniak hätten sich wieder gebildet; aber dieser Vorgang ist unwichtig im Vergleich zu den Mengen, die vernichtet werden." (1966:1365).
Die Uratmosphäre soll auch viel Methan enthalten haben. Hat es wenigstens davon viel gegeben?
Philipp H. Abelson: "Wenn es jemals große Mengen an Methan in der Erdatmosphäre gegeben hat, sollte es dafür geologische Beweise geben. Laboratoriumsversuche zeigen uns, wenn eine dichte, stark reduzierende Atmosphäre bestrahlt wird, entstehen hydrophobe organische Moleküle, die von sinkendem Lehm aufgesogen werden. Die ältesten Gesteine sollten daher eine ungewöhnlich große Menge an Kohlenstoff von organischen Chemikalien enthalten. Das ist nicht der Fall." (1966:1365).
Warum kann die Uratmosphäre eigentlich nicht soviel Methan enthalten haben, wie das von der chemischen Evolution her nötig wäre?
Phillip H. Abelson: "Die Zusammensetzung der Gase Neon, Argon. Krypton und Xenon in der heutigen Atmosphäre ist entscheidend. Neon ist auf der Erde in einer Menge von etwa 10-10 vorhanden, soviel wie im Weltraum. Und auch Argon, Krypton und Xenon sind recht selten. Es ist wahrscheinlich, dass, wenn sich Xenon mit einem Atomgewicht von 130 nicht ansammeln konnte, andere flüchtige leichte Stoffe, wie Wasserstoff, Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxid dann damals auch verschwunden wären. Die Ansicht, dass die Erde eine dichte Methan-Ammoniak-Atmosphäre hatte, wird nicht durch die Geochemie bestätigt. Und sie wird durch die Seltenheit von Xenon und Krypton in unserer heutigen Atmosphäre widerlegt." (1966:1365).
Der Hauptunterweiser für Chemie an der Universität von Glasgow in Schottland, A. G. Cairns-Smith, meint dazu: "Nach Walker (1976) ist die Uratmosphäre die meiste Zeit über nur schwach reduzierend gewesen, als sich alles soweit beruhigt hatte, dass Leben bestehen konnte. Er sagt: ‚Eine reduzierende Atmosphäre, falls es sie jemals gegeben haben sollte, war nur von kurzer Dauer und endete gewaltsam‘, und er nimmt an, dass die Uratmosphäre wie unsere Atmosphäre jetzt gewesen ist, nur ganz ohne Sauerstoff, mit ein paar Prozent mehr Wasserstoff." (1981:16).
Hat es im frühen Präkambrium jemals eine Uratmosphäre gegeben, die viel Methan enthielt, so dass sie die Meere mit dem nötigen Methan versorgen konnte, wie sich das Oparin, Eigen und andere so vorstellen?
Prof. A. G. Cairns-Smith: "In solch einem ungewissen Gebiet wie diesem sollten wir nicht dogmatisch sein. Aber in Übereinstimmung mit der Skepsis von Abelson (1966) und Sillén (1965), findet die Ansicht, dass das Leben in einer Methan-reichen Atmosphäre entstanden sei, wo die Meere reich an organischen Molekülen waren, wenig Unterstützung durch die Astronomie und Geologie. Die Atmosphäre könnte wohl neutral gewesen sein - hauptsächlich N2 und CO2. Und in diesem Falle könnten trotzdem stellenweise organische Moleküle aus CO2 entstanden sein, durch die Einwirkung starker Energie des ultravioletten Lichtes, das die sauerstofflose Atmosphäre durchdringt. Aber dieselbe Strahlung würde verhindern, dass sich große ‚Nahrungsvorräte‘ ansammelten: sie zerbricht und macht organische Moleküle (Rein, et al. 1971)."
"Es gibt direkte Beweise dafür, dass es niemals eine stark reduzierende Atmosphäre gegeben hat, bis vor 3,8 Milliarden Jahren. In Grönland gibt es veränderte Sedimentgesteine dieses Alters (Moorbath, O’Nion & Parkhorst, 1973). Diese enthalten reichlich Kohlenstoffe (Allaart, 1976). Das beweist, dass es mindestens damals schon Kohlendioxyd in der Atmosphäre gegeben haben muss (Schidlowski, 1978). Da die Grönlandgesteine nicht allzu anormal sind, nimmt Moorbath (1977) sogar an, dass die Bedingungen, unter denen sie abgesetzt wurde, nicht viel anders gewesen sein konnten als heute." (1982:16, 17).
Bei ihren Versuchen gingen Stanley Miller und seine Anhänger davon aus, dass die Uratmosphäre, in der die Bausteine des Lebens entstanden sein sollen, viel Methan, Ammoniak und Wasserstoff enthielten. - Wie ist das mit dem vielen freien Wasserstoff. - Hat die Atmosphäre im Frühpräkambrium viel freien Wasserstoff enthalten?
Francis Crick hat sich auch damit befasst. Er hat im Jahre 1962 zusammen mit James Watson und Maurice Wilkins den Nobelpreis für Medizin erhalten. Und zwar, weil sie die Molekularstruktur der Desoxyribonukleinsäure (DNS) entdeckt hatten. Seit 1977 arbeitet Professor F. Crick am Salk-Institut für Biologische Forschung in San Diego, Kalifornien und an der Universität von San Diego. Er schreibt über den großen Anteil des freien Wasserstoffes in der Uratmosphäre:
"In neuerer Zeit hat man diese Vorstellungen angezweifelt. Wasserstoff ist so leicht, dass die Schwerkraft der Erde nicht stark genug ist, ihn festzuhalten, und er ohne weiteres in den Weltraum entweicht. In welchem Umfang das geschieht, hängt von einigen Faktoren ab, insbesondere von der Temperatur in der oberen Atmosphäre, denn je höher die Temperatur ist, um so schneller bewegen sich die Atome und Moleküle, und um so leichter entweichen sie in den Weltraum. Heute hält man es für möglich, dass ein Großteil des ursprünglichen Wasserstoffs so schnell entwich, dass er nie die Atmosphäre beherrschte." (1983:83).
Hat es jemals eine Methan-Ammoniak-reiche Uratmosphäre im frühen Präkambrium geben, in der die erste Zelle von selbst entstehen konnte? Hätte diese Uratmosphäre die Bausteine für die erste Zelle liefern können? Wie war sie chemisch zusammengesetzt?
Prof. Klaus Dose und Horst Rauchfuß: "Verschiedene Autoren vertraten die Auffassung, dass die primordiale oder primitive Atmosphäre der Erde (d. h. der Atmosphäre der präbiotischen Erde) hauptsächlich Wasserstoff, Methan, Ammoniak und Edelgase enthielt (Russel, 1935; Oparin, 1938; Urey, 1952; Miller und Urey, 1959). In der Tat bestehen 80% der kosmischen Materie aus Wasserstoff; Helium und Wasserstoff zusammen bilden mehr als 90% der Materie des Universums." (1975:50).
Hat die Uratmosphäre hauptsächlich aus Methan, Ammoniak und freiem Wasserstoff bestanden?
Prof. K. Dose und H. Rauchfuß: "Wäre Wasserstoff und Helium nicht zusammen mit anderen flüchtigen Stoffen während der Bildung der Erde in den Weltraum entwichen und hätte die Temperatur der primordialen Atmosphäre niemals 25°C erheblich überschritten, dann wäre eine Methan-Ammoniak-Wasserdampf-Atmosphäre ... wahrscheinlich.
"Diese Vorstellungen sind jedoch geologisch unrealistisch, weil der überwiegende Teil der primordialen Gase (primäre Atmosphäre) während der Bildung der Erde wieder zurück in den Weltraum diffundierte. Während der Bildung der jungen Erde erreichte die Erdkruste wahrscheinlich nur noch Temperaturen von 200 bis 1.000°C, so dass hier kein allgemeines Schmelzen der Gesteine einsetzte (Urey, 1962). Damit sich aber signifikante Mengen an biochemischen Molekülen auf der Erdkruste anhäufen konnten, musste die durchschnittliche Oberflächentemperatur zunächst auf etwa das gegenwärtige Niveau fallen. Die meisten biochemischen Verbindungen sind bei höheren Temperaturen nicht über geologische Zeiträume stabil." (1975:50, 52).
"In der ersten Phase der Bildung der jungen Erde dürften vor allem freier Wasserstoff und Helium in den Weltraum diffundiert sein. In der folgenden Phase des Aufbaus einer ‚sekundären‘ Atmosphäre durch vulkanische Ausgasungen können zwar Methan und Ammoniak neben Wasserdampf höhere Konzentrationen in der Atmosphäre erreicht haben. Aber vor allem Methan und Ammoniak dürften in der folgenden Zeit durch strahlen- und photochemische Reaktionen unter Beteiligung von Spaltprodukten des Wassers (insbesondere von OH-Radikalen) langsam zu CO2, CO und N2 oxidiert worden sein. Abelson (1966) kommt zu dem Schluss, dass die primordiale Atmosphäre der Erde kein Ammoniak enthielt, weil dessen Halbwertzeit aufgrund der ultravioletten Strahlung der Sonne nur etwa 30.000 Jahre beträgt.
Nach Abelson kann die Atmosphäre der primordialen Erde in der Übergangsphase Protoerde - Erde auch keine größeren Mengen an Methan enthalten haben, weil diese Gase unter der Einwirkung von Strahlung teilweise auch in höhere Kohlenwasserstoffe umgewandelt worden wären. Diese Kohlenwasserstoffe hätten bei unmittelbarem Einschluss im Urgestein bis heute überdauern können. Wie Abelson hervorhebt, enthalten die älteren Steine jedoch keine signifikanten Mengen an organischen Verbindungen." (1975:52).
Chemische Ursuppe
Hat es jemals eine chemische Ursuppe gegeben? Und hätte sich darin dann die erste lebende Zelle aus anorganischer Materie entwickeln können?
Phillip H. Abelson: "Arginin zum Beispiel wird von sinkendem Lehm aufgesaugt, ebenso wie Chlorophyll und Porphyrine. Fettsäuren aus unlöslichen Salzen würden sich mit Magnesium und Kalium verbinden, und wären dadurch der Suppe entzogen. Mindestens fünf wichtige Faktoren begrenzen die Arten der Verbindungen, die sich im Urozean angesammelt haben können.
· Erstens, was man auf anorganische Weise machen kann, hat seine Grenzen;
· zweitens, alle organischen Stoffe zerfallen mit der Zeit von selbst;
· drittens, einige Stoffe werden leicht durch die Strahlung zerstört;
· viertens, viele Verbindungen würden dem Ozean durch Niedersinken und Ansaugen entzogen werden;
· fünftens, es gibt da schwerwiegende chemische Unverträglichkeiten zwischen den Bestandteilen der lebenden Materie, und einige Bestandteile der Suppe würden reagieren und nicht-biologische Stoffe bilden." (1966:1369).
Lars Gunnar Sillén vom Königlichen Institut für Technologie, Abt. für Anorganische Chemie, in Stockholm, Schweden, schreibt über die chemische Ursuppe: "Vernünftige Mengen an organischen Stoffen würden thermodynamisch instabile Bedingungen voraussetzen.... Man kann sich leichter vorstellen, wie sie zerstört werden, als wie sie sich - ohne Leben -, hätten bilden können." (1965:455).
Klaus Dose von der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz, am Institut für Biochemie, ist einer der führenden Experten für chemische Evolution. - Hätte es überhaupt solch eine "gehaltvolle" chemische Ursuppe geben können, wie eine "kräftige Fleischbrühe", in der sich die erste Zelle auf der Erde von selbst entwickeln konnte? Hätten sich die Aminosäuren und die anderen nötigen Moleküle in Hunderten von Millionen von Jahren in den Urmeeren so weit anreichern können, dass eine "chemische Suppe" daraus entstanden wäre?
Klaus Dose: "Solch eine Konzentration ist viel zu gering für die direkte Bildung von Polymeren und komplizerten Strukturen. Man könnte sie mit der Konzentration von freien Aminosäuren im heutigen nordatlantischen Ozean vergleichen... Es ist deshalb wahrscheinlich, dass die mittlere Konzentration an freien Aminosäuren im Urozean nicht viel höher gewesen ist als heute." (1974:74).
Die Zellen bestehen aus Proteinen und genetischen Coden. Proteine sind aus Aminsäureketten aufgebaut, und genetische Code aus Nukleinsäureketten. Hätten diese Aminosäure- und Nukleinsäureketten von selber in der chemischen Suppe entstehen können?
Prof. Klaus Dose: "Die Wahrscheinlichkeit, dass Polypeptide und Polynukleotide in einem wässrigen System überleben können, ist viel geringer als bei den freien Aminosäuren. ... Man weiß nicht, wie Polypeptide entstehen könnten, so das genug Peptide im Ozean vorhanden wären, etwa 1% der Lösung, damit präbiotische Systeme von selbst entstehen könnten. Wir kommen aber zu dem Schluss, dass der Urozean große Mengen an Aminosäuren und anderen Arten von Molekülen enthalten haben könnte, die für das Leben wichtig sind; aber ihre Konzentration war zu gering, als dass dort präbiotische Systeme entstehen könnten." (1974:74).
"Dass sich verschiedene Arten von biochemischen Verbindungen in großen Teilen der Urgewässer hätten ansammeln können, ist jedoch sehr unwahrscheinlich, aus mehreren Gründen:
· Erstens, Aminosäuren, Aldehyde, Cyanide und andere solche reagierenden Stoffe sind in wässrigen Lösungen besonders instabil.
· Zweitens, die meisten Stoffe, die da entstehen, sind von den biologisch wichtigen Molekülen recht verschieden.
· Drittens, der Urozean wurde ständig von einer recht hohen Menge ultravioletten Sonnenlichtes bestrahlt. Eine ständige Bestrahlung einer recht gleichmäßigen Lösung führt zu abbauenden, statt zu aufbauenden Reaktionen: schließlich wird ein photochemisches Gleichgewicht erreicht. ...
Die Vorstellung von einer primitiven ‚dicken Suppe‘ oder ‚Ur-Fleischbrühe ist eine der hartnäckigsten Ansichten, die sehr klar widerlegt wird durch thermodynamische Überlegungen und durch einen Mangel an experimentellen Beweisen." Fox, S. W. und K. Dose (1977:37, 38).
J. Brooks und G. Shaw berichten über diese mythische "chemische Suppe": "Es gibt keine Beweise dafür, dass es jemals eine ‚Ursuppe‘ für irgendeine längere Zeit gegeben hat. Wenn es diese ‚Suppe‘ jemals gegeben hätte, wäre es gemäß der chemischen Evolution unbedingt nötig gewesen, dass sie große Mengen an stickstoffhaltigen organischen Verbindungen (Aminosäuren, Nukleinsäurebasen, usw.) enthält. Solche Stoffe werden in Laboratoriumsversuchen leicht von sinkenden anorganischen Teilchen angesogen. Und würden daher unter gewöhnlichen geologischen Bedingungen und in einer Umwelt, die kein Leben enthielt, zweifellos zusammen mit den Gesteins- und Mineralteilchen zu Boden sinken."
"Dadurch hätten dann große Gebiete mit Ablagerungen entstehen müssen, die organische Verbindungen enthalten - da die Theorie von der chemischen Evolution voraussetzt, dass große Mengen solcher Verbindungen über lange Zeit hinweg vorhanden warten, so dass der Zufall Gelegenheit hatte, die verschiedenen chemischen Vorgänge zu beeinflussen, die dann angeblich zu lebenden Systemen geführt haben sollen.
"Es wäre natürlich unvermeidlich, dass solche Sedimente sich ganz normal veränderten. Und wir sollten dann erwarten, dass wir bedeutende Mengen an Koksen (‚nitrogenen Koksen‘), die aus Stickstoff entstanden sind, vorfinden, die in den verschiedenen Sedimenten eingefangen wurden. Solche ‚Kokse‘ entstehen heute ganz normal, wenn man organische Stoffe, die viel Stickstoff enthalten, erhitzt. Solche Stoffe hat man bis jetzt aber noch nicht in präkambrischen Gesteinen auf diesem Planeten gefunden. Das Gegenteil scheint der Fall zu sein." (1978:605):
Wie viel Stickstoff enthält die organische Masse in präkambrischen Schichtgesteinen gewöhnlich?
J. Brooks und G. Shaw: "Der Stickstoffgehalt in der präkambrischen organischen Masse ist sehr gering (<0,2%). Die unlösliche organische Masse (‚Kerogen‘), die in den präkambrischen Sedimenten gewöhnlich enthalten ist, enthält gewöhnlich vorwiegend Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, mit sehr wenig organischem Stickstoff oder Schwefel." (1978:604).
Was schließen Sie daraus?
J. Brooks und G. Shaw: "Es hat niemals irgendwelche bedeutende Mengen von einer ‚Ursuppe‘ auf der Erde gegeben, als sich die präkambrischen Sedimente bildeten... Wenn es wirklich solch eine ‚Suppe‘ gegeben haben sollte, dann nur für ganz kurze Zeit. ... Die geochemischen Untersuchungen deuten darauf hin, dass es im ganzen frühen Präkambrium reichlich Beweise dafür gibt, dass lebende Systeme schon lebten, als sie abgelagert wurden, und dass sie photo-synthetisierenden biochemischen Reaktionen unterworfen waren, wie die heute lebenden Systeme auch." (1978:605)
Prof. H. Follmann sagt über die "chemische Suppe", ihren Inhalt und ihre Konzentration: "Eine der großen Unbekannten im präbiotischen Geschehen sind die Konzentrationen der organischen Verbindungen in den Urozeanen. Sie bestimmen über Geschwindigkeit und Richtung der Reaktionen, aber können in unseren Laborexperimenten, bei denen in begrenzter Zeit immer nur wenige Prozent Stoffumsatz und wenige Substanzen nebeneinander vorkommen, nicht gut simuliert werden. Sehr gehaltvoll kann die Ursuppe jedenfalls nicht gewesen sein: Selbst wenn alle heutige organische Materie im Volumen der Ozeane gelöst wäre, entstünde nur eine 1%ge Lösung!
"Frühere Vorstellungen, nach denen sich bei laufender Neubildung über Jahrmillionen hinweg eben doch hohe Konzentrationen an Biomolekül-Vorstufen anreichern sollten, haben übersehen, dass aus Lösungen von Aldehyden, Aminosäuren und Zuckern rasch und irreversibel humusartige, kondensierte, schließlich zu Boden sinkende Produkte entstehen, die weder chemisch noch biologisch weiterzuverwerten sind. Fettsäuren fallen als Caliumsalze, Porphyrine absorbieren sich an Sedimente. ... Das sich die Organisation von Monomeren zu Makromolekülen und höheren Strukturen bei derartigen Konzentrationen vollziehen konnte, ist sehr unwahrscheinlich. ... Ein Gemisch organischer Substrate macht noch keinen Stoffwechsel, und ein paar Nucleotide zusammen keine Erbinformation." Follmann, H. (1981:67).
Biochemiker A. G. Cairns-Smith über die "Ursuppe" in flachen Teichen und über die Zeit, in der die erste Zelle entstand: "Die ersten Monomere wären stark verunreinigt gewesen. Aus Simulierungs-Experimenten weiß man, dass sie dort in einer komplexen Mischung vorhanden gewesen wären, die viele verschiedene reagierende Moleküle enthielt. Kein vernünftiger organischer Chemiker wird erwarten, dass er viel an Reaktionen von Ausgangsstoffen bekommt, die aus Teeren bestehen und die nur wenige richtige Reagenten enthalten. Vielleicht, weil sie vernünftige organische Chemiker sind, beginnen die meisten Experimentatoren nicht mit solch komplexen Mischungen, wenn sie herausfinden wollen, wie Biopolymere von selbst entstanden sind." (1982:45, 46).
Gibt es noch andere Probleme in der "chemischen Evolution"?
Cairns-Smith: "Die Bedeutung der ultravioletten Strahlung, die die organischen Moleküle zerstört, wurde erneut von Rein, Nir & Stamadiadou (1971) hervorgehoben. ... Dose zeigt uns, dass die Konzentration der Aminosäuren in der ‚Suppe‘ etwa so hoch gewesen sein sei, wie in den Ozeanen heute. Zu einem ähnlichen Schluss kommt Nissenbaum (1976) aufgrund anderer (nicht-biologischer Vorgänge), die organischen Moleküle im Ozean vertilgen, indem sie sich mit sinkenden Stoffen verbinden.
"Deshalb bestehen die organischen Moleküle 1.000-3.000 Jahre. Eine weitere Auswirkung, die man jetzt auf dem Mars beobachten kann, würde die Oberfläche (der Erde) frei von organischen Molekülen gehalten haben. Ultraviolette Strahlung, die eine sauerstofffreie (oder -arme) Atmosphäre durchdringen kann, kann sich oxidierend auf anorganisches Oberflächenmaterial auswirken, wobei sie Sorten erzeugt, die bereit sind, jedes organische Molekül zu vernichten, das sich gebildet hat."
"Alle wichtigen Biopolymere in wässriger Lösung können sich im Verhältnis zu ihren (deaktivierten) Monomeren verändern. Das Polypeptid wird sich im Wasser in seine Bestandteile, in Aminosäuren, auflösen: Miller & Orgel (1974) schätzen, dass die Halbwertzeit von Alanylanin etwa 8 x 107 Jahre bei 0°C beträgt, und etwa 6 x 105 Jahre bei 25°C." (1982:46-48).
"Es scheint mir, dass die Ansicht, Haftvermittler (coupling agents) würden in einer leblosen Welt Polypeptide zusammenstellen, eine weitere Unwirklichkeit einem schon unwirklichen Gedanken hinzufügt.
· Erinnern Sie sich bitte daran, dass Versuche, die die Urzeit nachahmen sollen, gewöhnlich nur wenige Aminosäuren erzeugen.
· Erinnern Sie sich bitte daran, dass die Produkte (die dabei entstehen), Teere sind, und dass Vorschläge darüber, wie das Leben entstanden sein soll, gewöhnlich fehlen.
· Erinnern Sie sich bitte daran, wie schwierig es ist, Lösungen von Aminosäuren oder von Cyaniden oder Phosphaten in Konzentration herzustellen, wenn man Haftvermittler (coupling agents) macht.
· Erinnern Sie sich bitte daran, dass diese Mittel selbst dann nicht sehr gut arbeiten, wenn man sie aus der Laborflasche nimmt."
"Es ist ebenfalls schwierig, sich vorzustellen, dass Polysaccharide sich im Urwasser anhäufen könnten. Die Monosaccharide konnten, wie wir gesehen haben, nur leicht aus Formaldehyd hergestellt werden, soweit man bis heute weiß, und es ist zweifelhaft, ob sie in genügender Konzentration vorhanden gewesen sein konnten. Das Produkt der Formose-Reaktion ist in jedem Fall, wie wir uns erinnern werden, eine sehr komplexe Mischung, aus der dann leicht höhere Polymere und Karamel entstehen kann."
P. Karlson schreibt in seinem Lehrbuch für Biochemie: "Proteine können sich nicht aus den freien Aminosäuren durch Umkehrung der Proteolyse bilden. Wir haben betont, dass das Gleichgewicht ganz weit auf seiten der Hydrolyse (= Kettenspalten durch Wasser) liegt. Peptide also leicht in Aminosäuren aufspalten. Aminosäuren aber nicht zu Peptiden zusammentreten. Hierzu muss die Aminosäure zunächst ‚aktiviert‘, d.h. auf ein höheres Gruppenübertragungspotential gehoben werden. Die dafür notwendige chemische Energie wird von Adenosintriphosphat (ATP) geliefert. Für jede Aminosäure existiert mindestens ein spezifisches aktivierendes Enzym und mindestens eine spezifische Transfer-RNS. Die Substanzen, die diese recht komplexe Reaktion ermöglichen, sind also Enzyme und Transfer-RNS, die sich aus Blitzen, Ammoniak, Wasserdampf und Methan nicht bilden lassen. Die Synthese von Peptiden und Proteinen in einer Ursuppe wäre auch aus denen Gründen chemisch nicht möglich." (1966:115).
Sir Fred Hoyle war zuletzt Direktor des Cambridge Instituts für Theoretische Astronomie. Er hat auch darüber nachgedacht: Konnte die erste Zelle von selbst in der "chemischen Ursuppe" entstehen? - Er schreibt: "Es gibt nicht den geringsten stichhaltigen Beweis für die Hypothese, dass das Leben in einer organischen Suppe hier auf der Erde entstanden ist. Francis Crick, der sich einen Nobelpreis (mit einem anderen Forscher) teilt, weil er den Aufbau der DNA entdeckte, ist ein Biophysiker, den diese Theorie nicht überzeugt. Weshalb schwelgen Biologen dann in unbegründeten Phantasien, um zu leugnen, was doch so offensichtlich ist, dass die 200.000 Aminosäure-Ketten, und damit das Leben, nicht durch Zufall entstanden sind?" (1983:22, 23).
Der westdeutsche Arzt Paul Lüth schreibt dazu: "Aminosäuren bauen Eiweiße, Proteine, auf und Proteine sind ‚Apparate‘. Aber wir dürfen nicht übersehen: Eiweiß, dessen Bausteine nun plötzlich da waren, ist selbst noch kein Leben. Eiweiß allein ist nicht lebensfähig. Viren, die aus Nukleoproteiden bestehen, können keinen einzigen der für das Leben typischen Prozesse ausführen, auch nicht den der Vermehrung; sie benötigen immer eine lebende Zelle. Diese nimmt nur den Nicht-Eiweißteil des Virusmoleküls, die Nukleinsäuren, in sich auf, während das Viruseiweiß draußen bleibt. Wir sind damit unvermittelt mit dem wirklichen Problem konfrontiert: Leben gibt es niemals außerhalb von Lebewesen." (1981:48, 49).
Beweisen Stanley Millers Versuche die Ansicht, dass das Leben aus dem Meer stammt, dass es sich von selbst in einer chemischen "Ursuppe" entwickelt hat?
Paul Lüth: "Wir haben schon angemerkt, dass Eiweiß noch nicht Leben bedeutet: Aminosäuren leben nicht. Das weiß jeder Biologe. Doch bei Besprechungen der Millerschen Versuche wird es ein wenig retuschiert, so dass der nicht Informierte glauben könnte, mit diesen Aminosäuren hätten wir bereits die Strecke zwischen der chemischen und der biologischen Evolution überwunden. Nach dem Massenwirkungsgesetz sind alle chemischen Reaktionen umkehrbar, je nach den Bedingungen, die bei der Ausgangsposition vorliegen. Es entstehen nämlich Gleichgewichte, die sich von beiden Seiten her einstellen, weil die Geschwindigkeit der Reaktion von ‚links‘ und ‚rechts‘ dieselbe ist.
"Nach St. Millers Experimenten entstehen in der Ursuppe quasi naturgesetzliche Aminosäuren, die sich wiederum zu höheren Aminosäuretypen (Polypeptiden) aufbauen. Dabei handelt es sich um eine Reaktion, die als Kondensation beschrieben wird, weil dabei stets ein Molekül Wasser freigesetzt wird. Früher hat man überhaupt angenommen, das Wesen des Lebens bestehe in ‚nichts anderem‘ als diesem Vorgang zwischen Aminosäuren unter Ausscheidung von Wasser. Wenn aus einfachen Aminosäuren Dipeptide entstehen, dann wird ein Molekül Wasser frei. Und wenn Dipeptide zu einem Tripeptid zusammenschließen, geschieht dies wiederum."
"Wenn man die Aminosäuren jedoch in Wasser bringt, so kommt der Kondensationsvorgang nicht zustande, und zwar deshalb nicht, weil ein Wasserüberschuss als Ausgangssituation vorhanden ist. ... In dem gegebenen Wasserüberschuss kann es nicht zu den Reaktionen kommen, die die Aminosäuren zu Polypeptiden zusammenschweißt."
"Man hat dies zwar niemals öffentlich zugegeben, jedoch versucht, die Konsequenzen aus der Gültigkeit des Massenwirkungsgesetzes, die ja auch für die Ursuppe und die Uratmosphäre angenommen werden muss, durch eine Hilfshypothese zu umgehen. Man zieht die Ausbrüche von glühender Lava bei und rechnet dann mit Krustenbildungen, an welchen es zu solchen biogenen Reaktionen kommen könnte. Wie immer solche Krusten beschaffen sein würden, sie wären auf jeden Fall zu heiß. - Hitze aber, das weiß jeder, der einmal ein Ei gekocht hat, zerstört, denaturiert Eiweiß. Das Eiweiß, das nach Erhitzung übrigbleibt, ist so beschaffen, dass es nicht mehr Träger des Lebens sein kann.
Was hat Stanley Miller denn mit seinen Versuchen bewiesen?
Paul Lüth: "Was in Millers Versuchen entstand, war, wie gesagt, weder das Leben noch eine Vorstufe des Lebens; denn die erzeugten Moleküle waren leblos. ... Millers Hypothese führt uns in eine Sackgasse. Wir begegnen übrigens hier zum ersten Male der tautologischen Grundeigenschaft der rein materialistischen Erklärungsversuche: Leben entsteht immer nur, wenn Leben bereits da ist. ... Die unerlässlichen Vorbedingungen, nämlich optisch linksdrehende Aminosäuren, entstehen nur, wenn es optisch aktive Aminosäuren in reiner Form bereits gibt. Aus racematischen Gemischen, die optisch inaktiv sind, können sie nicht entstehen." (1981:51, 58).
"Die Nukleinsäuren nämlich drehen sich nach rechts, ebenso ausschließlich wie die Aminosäuren, die das Leben verwendet, links drehen. Die Nukleinsäuren selber sind an den Kern gebunden, also an eine bereits ausdifferenzierte Organisationsform des Lebens. Die Ribonukleinsäuren hingegen finden sich vor allem außerhalb des Kerns. .. Einen direkten Übergang zwischen beiden kennen wir nicht. Hier merken wir dann, dass es sogenannte missing links, also Übergangsformen, die die Entwicklung - den qualitativen Sprung - von einer Form, einer Art zur anderen erklären und belegen könnten, nicht gibt. In diesem Fall anzunehmen, eine Art ‚Glasperlenspiel‘ (M. Eigen) würde ausreichen, die Dinge zusammenzuwürfeln, dass am Ende derart komplizierte Formen entstehen, zeugt von einem ausgesprochenen Wunderglauben.
"Eiweiße sind Maschinen, aber sie sind nicht die Ingenieure, die diese Maschinen erdacht und konstruiert haben. Hier klafft ein Hiatus (= eine Lücke), der nicht zu übersehen ist: Mit dem Verweis auf die Spieltheorie ist nichts gewonnen, denn nicht Würfel entscheiden da, wo tatsächlich ganz konsequent bestimmte, auf ein Ziel hin angelegte Funktionen durchgesetzt werden." Lüth, P. (1981:60).
Prof. A. E. Wilder Smith sagt über die "chemische Suppe" und die Millerschen Versuche, die die chemische Evolution beweisen sollen: "Die Urzelle entstand nie aus einem Gemisch von Aminosäuren (nach Miller), das per Zufall durch Blitze in einer Uratmosphäre zustande kam. Denn alle Bausteine des Lebens - Aminosäuren oder auch andere asymmetrische (d.h. spiegelfähige Substanzen, die für das Leben notwendig sind), die durch Blitze, d. h. durch Zufall oder andere natürliche, nicht-biologische Prozesse entstehen, bestehen ausschließlich aus Racematen, also aus 50% linksdrehenden und 50% rechtsdrehenden Formen. Die von Miller hergestellten Aminosäuren sind ausschließlich Racemate - und eben deshalb sind sie grundsätzlich und absolut ‚lebensuntüchtig‘.
"Ein Racemat (dl-Form) ist unter absolut keinen Umständen fähig, irgendwelche lebende Eiweiße oder lebensfähiges Protoplasma zu bilden. Die räumliche Konfiguration eines Racemates ist nach heutigen biochemischen Erkenntnissen für die Synthese des Lebens nicht geeignet. Um bei der Urzeugung lebensfähiges Protoplasma und vitale Eiweiße zu bilden, muss man von optisch reinen l-Aminosäuren ausgehen. Mischungen von l- und d-Formen reichen als Quelle nicht aus. Blitz und Zufall können grundsätzlich nie reine linksdrehende Aminosäuren bilden - sie bilden ausschließlich Racemate - d. h. 50% l- und 50% d-Formen."
"Es ist aus diesem Grund ein naturwissenschaftlicher Irrtum zu behaupten, dass Millers Experimente, die Synthese des Lebens durch natürliche Vorgänge (organische Chemie) und Zufall möglich gemacht hätten. Es handelt sich hier um irreführende Halbwahrheiten, denn Miller und seine Kollegen nach ihm haben alle nur Racemate erzeugt, die für die Biogenese (= Entstehung des Lebens) genau so nutzlos sind wie gar keine Aminosäuren. Es ist unvergleichlich viel schwerer (und verlangt viel Know-how), die optisch reinen Formen einer Aminosäure zu synthetisieren als deren Racemate. ... Aber im großen ganzen beginnen breite Kreise von Wissenschaftlern selbst in Europa langsam zu erkennen, dass Neodarwinismus eher mit Metaphysik als mit Naturwissenschaft zu tun hat." Wilder Smith, A. E. (1980:30, 1983:11).
Der Schotte A. G. Cairns-Smith, Hauptunterweiser für Chemie, meint zu den Millerschen Versuchen und deren wissenschaftlichem Erfolg: "Der Erfolg dieser Nachahmungsversuche ist jedenfalls oft übertrieben worden. Die Produkte sind immer komplexe Mischungen, gewöhnlich vorwiegend polymerische Teere. Außerdem sind einige wichtige Moleküle von mittlerer Komplexität, besonders Nukleotide und Lipide (Fette) nicht unter diesen einfachen unkontrollierten Bedingungen erzeugt worden (Miller und Orgel, 1974, Dickerson, 1978)." (1978:17).
Sir Fred Hoyle sagt über die Urey-Miller-Versuche: "Bis jetzt hat noch niemand bewiesen, dass die richtige Anordnung von Amimosäuren, wie z. B. das Ordnen eines Enzymes, so entstehen kann. Für diesen großen Sprung in der Komplexität hat man noch nie Beweise gefunden, noch wird man sie meiner Ansicht nach jemals finden." (1983:18).
Bruno Vollmert, Professor für Chemie und Direktor des Polymer Instituts der Universität von Karlsruhe, schreibt über die "chemische Ursuppe" und die Millerschen Versuche: "Die Ursuppe war (wie immer ihre Zusammensetzung gewesen sein mag) ein totes Meer, das in seiner stofflich-chaotischen Zusammensetzung in etwa dem entsprach, was nach dem Vermodern und Verwesen von den Lebewesen übrig bleibt. Wenn aber die Ursuppe ein totes Meer war und der metastabile Zustand des Fließgleichgewichts der Lebewesen mit dem Tode zusammenbricht und in den stabilen Zustand des thermodynamischen Gleichgewichts übergeht, wie soll es dann in der toten Ursuppe zum Aufbau eines metastabilen Fließgleichgewichts mit langen Kettenmolekülen weitab vom thermodynamischen Gleichgewicht kommen?
"Selbst wenn man berücksichtigt, dass Erde und Ursuppen im thermodynamischen Sinne offene Systeme sind, die von der Sonne Strahlungsenergie beziehen, so dass den Ursuppen ständig energiereiche Monomere zugeführt wurden, blieb die Ursuppe ein totes Meer, weil in Ursuppen die Zeit für die Hydrolyse (= Kettenspalten durch Wasser) arbeitet."
"Versuche von Wissenschaftlern, die in drei verschiedenen Laboratorien unabhängig voneinander durchgeführt wurden, zeigen nämlich übereinstimmend, dass mit steigender Kettenlänge - wie theoretisch zu erwarten - die Hydrolyseanfälligkeit zunimmt, das heißt, je länger die Ketten durch Polykondensation werden, desto rascher werden sie durch Hydrolyse wieder zerteilt. Polykondensation in Ursuppen wäre, selbst wenn er starten könnte, ein Prozess, der sich nach Art einer Autokatalyse selbst wieder zum Stehen brächte." (1983:20).
Prof. Bruno Vollmert: "Wenn es den vielen Selbstorganisationsexperimentatoren ernstlich darum zu tun ist, zu erfahren, ob sich in Ursuppen Makromoleküle bilden können oder nicht, müssen sie endlich damit aufhören, ihre Versuche mit reinsten Ausgangsstoffen, die unter strengstem Ausschluss von Wasser hergestellt werden, durchzuführen und statt dessen ihre Polykondensationsversuche in wirklichen, der prähistorischen Situation angepassten MILLER-Ursuppenmodellen starten. Sie können sicher sein, dass nicht nur die Selbstorganisationstheoretiker ihnen zu Dank verpflichtet wären, wenn sie unter solchen Bedingungen Moleküle fänden, sondern auch die Vorstände der großen Chemiekonzerne, die in ihren Werken Kunststoffe durch Polykondensation herstellen.
"Mehr als die Hälfte der Gestehungskosten für diese Kunststoffe entfallen auf Operationen zur Reinigung der monomeren Ausgangsstoffe durch aufwendige Trennverfahren zur Entfernung von monofunktionellen Verunreinigungen. Diese Kosten könnten eingespart werden, wenn es gelänge, die Rohprodukte - den Ursuppen entsprechend - ohne Reinigung zur Polykondensation, das heißt zum Ablauf einer Kunststoff-Synthese zu veranlassen. Wenn trotzdem kein Industrie-Chemiker nach solchen Verfahren sucht, so deshalb, weil alle wissen, dass gegen bestehende Naturgesetze eine Polykondensation in monofunktionelle Stoffe in höherer Konzentration enthaltenen Mischungen nicht stattfindet, denn die funktionellen ‚Verunreinigungen‘ sind im gleichen Reaktor, das heißt unter denselben Reaktionsbedingungen entstanden und sind daher von derselben Art und haben die gleichen Reaktionsgeschwindigkeiten. Genauso ist es mit den Bestandteilen der Ursuppe:
"Eine Trennung in reine Komponenten würde die Von-selbst-Entstehung großer Ursuppenaufbereitungsanlagen voraussetzen, was natürlich ein ganz unsinniger Gedanke ist. Die Stoffgemische der Urerde unterlagen daher am gleichen Ort stets den gleichen Bedingungen. Gleiche Bedingungen aber lassen immer nur die Entstehung gleicher funktioneller Gruppen zu, gleichgültig, ob diese einfach oder doppelt pro Molekül vorliegen. Gleiche Gruppen aber besitzen immer auch annähernd gleiche Reaktionsgeschwindigkeiten. Die Vorstellung, dass die richtigen Bausteine schneller reagieren, ist daher ein ausgesprochener Wunschtraum für dessen Realisierung in keiner wir auch immer im einzelnen zusammengesetzten Ursuppe eine Chance bestand." (1983:23)
"Der Vergleich - Ursuppenbedingungen und Polykondensationsgesetze - zeigt, dass die gegenwärtig als bewiesene Theorien verbreiteten Hypothesen über die Entstehung des Lebens durch Selbstorganisation jeder wissenschaftliche Grundlage entbehren, denn die Entstehung vom Makromolekülen in Ursuppen ist extrem unwahrscheinlich:
1. Weil mit steigender Kettenlänge die Kettenspaltungsgeschwindigkeit durch Hydrolyse zunimmt und
2. Weil in Ursuppen monofunktionelle Moleküle, die das Kettenwachstum blockieren, gegenüber bifunktionellen Monomermolekülen, die das Kettenwachstum ermöglichen, in der Überzahl sind."
"Man kann sich heute nur wundern, mit welch einer von Sachkenntnis völlig ungetrübten Naivität sich OPARIN, HALDANE und FOX ihre Eobionten, Protobionten oder Mikrokugeln als Zellvorstufen ausgedacht und einem unkritischen Leserpublikum als Wissenschaft verkauft haben, - als wenn diese ganz gewöhnlichen kolloiden Systeme etwas mit lebenden Zellen zu tun hätten." - Vollmert, B. (1983:23).
Wie Ketten wachsen
Das Eiweiß besteht aus Aminosäureketten. Und die genetischen Code aus Nukleinsäureketten. Wie können die Moleküle zu diesen Ketten heranwachsen?
Prof. Bruno Vollmert: "Wenn man geeignete Moleküle hat, die man als Monomere bezeichnet, fügen sie sich unter dem Einfluss der Molekularbewegung von selbst zur Kette zusammen; immer dann tun sie das, wenn die verwendeten monomeren Ausgangsmoleküle bifunktionell sind, das heißt sozusagen zwei klebrige Stellen nach Art eines Klettenverschlusses haben, mit denen sie bei passenden Zusammenstößen hängen bleiben, so dass zwangsläufig lange Ketten entstehen. Voraussetzung für das Funktionieren dieses Mechanismus’ ist, dass die Monomermoleküle genau zwei Haftstellen haben.
"Wenn auch Moleküle dabei sind, die nur eine Haftstelle haben und an der anderen Seite glatt sind, besetzen diese sogenannten Monofunktionellen die Kettenenden, und eine Verlängerung der Ketten ist unmöglich, weil zum wiederholten Einhaken von Molekülen notwendigerweise zwei Haftstellen oder Haftgruppen notwendig sind."
"Was mit diesem Modellbeispiel veranschaulicht wird, ist das Gesetz der konstanten Proportionen, auch Stöchiometriegesetz genannt. Dieses Gesetz besagt, dass die Bildung von Makromolekülen unmöglich ist, wenn sich neben den bifunktionellen größere Anteile an monofunktionellen Molekülen - entsprechend den Kugeln mit nur einem Druckknopfanteil - in der Ausgangsmischung befinden, und liefert somit eine klar umrissene naturgesetzliche Bedingung für das Entstehen von Makromolekülen durch Polykondensation." - Vollmert, B. (1983:11, 12)
Urey-Miller-Versuche: Warum sie nicht funktionieren
Evolutionisten in Ost und West behaupten, die "chemische Evolution" sei durch die Urey-Miller-Versuche bewiesen worden. Die Lehrbücher der Biologie sind voll von diesen Behauptungen. - Wie ist es damit? Was hat man inzwischen herausgefunden?
Prof. Bruno Vollmert: "Die Analyse (der Urey-Miller-Versuche) zeigte, dass Stoffe mit monofunktionellen Molekülen wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und Monoamine gegenüber den ebenfalls gebildeten Aminsäuren in großem Überschuss entstanden waren. Die Monomer-Bauteile der Nukleinsäure DNS und RNS wurden bei dieser Versuchsordnung nicht gefunden. ... Wie daraus die eigentlichen Nucleosidphosphatmonomeren oder Nucleotide entstanden sein sollen, kann man sich nur schwer vorstellen. Sicher ist aber, dass bei allen möglicherweise abgelaufenen Prozessen, die zur Bildung von Nucleotidmolekülen geführt haben mögen, immer auch die jeweiligen Monofunktionellen mit den gleichen funktionellen Gruppen entstehen. Das ist bei ungesteuert ablaufenden chemischen Prozessen von Stoffgemischen ganz unvermeidlich."
"Halten wir also fest: Ursuppen - wenn es sie gab und wie die Zusammensetzung im einzelnen auch immer gewesen sein mag - waren Lösungen mit zahlreichen verschiedenen Komponenten: monofunktionellen, bifunktionellen und höherfunktionellen mit mehr als zwei Gruppen pro Molekül. Jetzt erinnern Sie sich bitte, dass nach den stöchiometrischen Gesetzen der Polykondensation Makromoleküle mit langen Ketten nicht entstehen können. Wenn neben den bifunktionellen Monomeren oder Kettenbauteilen auch monofunktionelle Komponenten mit gleichartigen funktionellen Gruppen oder Haftgruppen zugegen sind, schon gar nicht, wenn - wie in den Ursuppen - diese monofunktionellen Komponenten in großem Überschuss vorliegen.
"Die in Vorträgen, Zeitschriften und Schulbüchern verbreitete Vorstellung, dass Ursuppen geeignete Medien für die Entstehung der lebensnotwendigen Moleküle gewesen sein könnten, ist daher ganz abwegig und sollte als wissenschaftlich unhaltbar fallengelassen werden. Damit brechen natürlich auch alle Hypothesen über die Entstehung lebender Zellen in Ursuppen in sich zusammen, denn wo keine Makromoleküle durch Polykondensation entstehen können, kann auch kein Leben von selbst entstehen."
"Das Ergebnis ist immer das gleiche: in Gegenwart einer Überzahl von monofunktionellen Molekülen ist die Entstehung von langkettigen Makromolekülen extrem unwahrscheinlich, dass heißt, Ursuppen sind denkbar ungeeignet für den Ablauf der präbiotischen Evolution."
"Indessen wissen wir, vor allem dank den Versuchen von UREY und MILLER, viel mehr über Ursuppen als unseren Selbstorganisationstheoretikern lieb ist, - soviel jedenfalls, dass wir mit Sicherheit sagen können, dass eine Ursuppe für das Ablaufen einer Polykondensation und damit für die Entstehung des Lebens denkbar ungeeignet ist." - Vollmert, B. (1983:18).
Was wir nur zu wissen brauchen
Prof. Bruno Vollmert fragt: "Denn was müssen wir schon wissen von Ursuppen, um zu dieser Aussage gezwungen zu sein? Nichts weiter, als dass sie ein Stoffgemisch war von bifunktionellen Bio-Monomeren und homologen Monofunktionellen, also Kettenbildung verhindernden Molekülen wie Monocarbonsäuren und Monoaminen. Das aber ist durch hundertfache Wiederholung der UREY-MILLER-Versuche wieder und wieder bestätigt worden."
Aber Stanley Miller ist doch bei seinen Versuchen davon ausgegangen, dass die Uratmosphäre viel Methan und Ammoniak enthielt, damit die nötigen Aminosäuren entstehen konnten. Das ist aber widerlegt worden.
Prof. Bruno Vollmert: "Ja selbst, wenn wir den MILLER-Versuch ablehnen, weil nicht nachweisbar, ist, dass die Uratmosphäre wirklich die angenommene Zusammensetzung hatte, würde die Aussage bestehen bleiben. Denn wie auch immer die Zusammensetzung der Uratmosphäre im Detail gewesen sein mag, zeigt doch die lange Erfahrung der chemischen Industrie, dass bei Gasreaktionen mit starker lokaler Erwärmung stets Stoffgemische mit zahlreichen mono- bis polyfunktionellen Komponenten entstehen." (1983:18).
Was spricht sonst noch gegen die Evolution von Makromolekülen?
Prof. Bruno Vollmert: "Noch ein zweites Argument spricht gegen die Entstehung von Makromolekülen von der Art der Nucleinsäuren und Proteine durch Polykondensation in wässrigen Medien: das thermodynamische Gleichgewicht. Die Kettenaufbaureaktion oder Polykondensation, die unter Abspaltung eines Wassermoleküls pro Reaktionsschritt verläuft, steht die Kettenspaltungsreaktion oder Hydrolyse entgegen. Solange die Polykondensationsreaktion schneller ist als die Hydrolyse, wächst die Kette, sind beide Reaktionen gleich schnell, herrscht Gleichgewicht, das heißt, es ändert sich nichts, und wenn die Hydrolyse schneller ist, nimmt die Kettenlänge ab.
"Welche der beiden Reaktionen rascher verläuft, hängt von der Gleichgewichtskonstante und den Konzentrationen der Reaktionspartner, hier im wesentlichen von der Wasserkonzentration ab. Daher muss man, um Polyester wie Trevira oder Polyamide wie Nylon mit den für sie gewünschte Festigkeit erforderlichen hohen Molekulargewichten zu erhalten, bei der Synthese durch Polykondensation sehr niedrige Wasserkonzentrationen von weniger als 1/100 Prozent einstellen, zum Beispiel durch Anlegen eines hohen Vakuums." (1983:19).