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Freitag, 22.08.2014
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Urahn allen Lebens war hitzescheu

Genetische Studie enthüllt Überraschendes über erstes Lebewesen

Adam und Eva haben ausgedient: Wie der wirkliche Vorfahre allen irdischen Lebens aussah, haben jetzt kanadische Forscher erforscht – mit überraschenden Ergebnissen. Anstatt eines seltsamen hitzeliebenden Organismus muss „LUCA“ – der „Last Universal Common Ancestor“ – ähnlich hitzesensibel gewesen sein wie wir heute, das jedenfalls berichten die Wissenschaftler jetzt in „Nature“.
Wie entstand das Leben?

Wie entstand das Leben?

Wie sah das erste Lebewesen aus? Und unter welchen Bedingungen lebte es? Diese Fragen beschäftigen die Evolutionsforscher seit langem, eine eindeutige Antwort fehlt allerdings bisher. Jetzt haben Evolutionsgenetiker der Universität von Montreal gemeinsam mit Kollegen der Universitäten Lyon und Montpellier in Frankreich eine Studie veröffentlicht, die neue, überraschende Eigenschaften des letzten universellen gemeinsamen Vorfahren aufdeckt.

Spurensuche am „Stamm“ des Lebens


Die Wissenschaftler verglichen genetische Informationen von modernen Lebewesen um aus den Gemeinsamkeiten Eigenschaften des frühesten gemeinsamen Vorfahren herauszufinden. „Unsere Forschung gleicht der Etymologie der modernen Sprachen, in der es auch darum geht, fundamentale Dinge über deren Entwicklung herauszufinden“, erklärt Nicolas Lartillot, Professor für Bioinformatik an der Universität von Montreal. „Wir haben gemeinsame genetische Merkmale zwischen Tieren, Pflanzen und Bakterien identifiziert und nutzten sie um einem Stammbaum des Lebens zu erstellen, in dem die Äste die verschiedenen Arten darstellten. Alle diese gehen aus demselben Stamm hervor – LUCA, dessen genetische Komposition wir dann genauer charakterisierten.“

LUCA war kein „Heißsporn“


Die neuen Ergebnisse zeigen, dass der vor rund 3,8 Milliarden Jahren lebende Organismus ganz und gar nicht dem Bild entspricht, dass wir uns gemeinhin von ihm machen. „Es wird allgemein angenommen, dass LUCA ein hitzeliebender oder thermophiler Organismus war“, erklärt Lartillot. „Ein bisschen wie heute diese seltsamen Kreaturen, die in den mehr als 90 Grad heißen Schloten entlang der mittelozeanischen Rücken tief in den Meeren leben. Aber unsere Daten deuten darauf hin, dass LUCA tatsächlich empfindlich gegenüber wärmeren Temperaturen war und in einem Klima von weniger als 50 Grad Celsius lebte.“

Bestätigung für „RNA-Welt“-Theorie


Bedeutung hat dieser Fund vor allem im Licht der widerstreitenden Ideen über die Entwicklung der ersten Lebensformen. Besonders umstritten ist die Frage, ob die frühen Träger der Erbinformation DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder vielleicht doch erstmal RNA (Ribonukleinsäure) waren. Die jetzigen Ergebnisse unterstützen die Theorie einer „RNA-Welt“. Denn RNA ist hitzeempfindlich und unter den hohen Temperaturen auf der frühen Erde nicht stabil.

Da die genetischen Daten auf einen Organismus hinweisen, der ebenfalls der Hitze eher aus dem Wege ging, schließen die Forscher, dass sich LUCA in einem kühleren Mikroklima entwickelt haben muss. Eine kleinräumige Umwelt, in der theoretisch auch ein RNA-Organismus lebensfähig gewesen wäre.

Weiterentwicklung erst nach Umschalten auf DNA


„Erst in einem späteren Schritt entdeckten die Nachfahren von LUCA das thermostabilere DNA-Molekül, das sie unabhängig voneinander erwarben, wahrscheinlich von Viren, und damit die alte, fragile RNA ersetzten“, erklärt Lartillot. „Diese Erfindung erlaubte es ihnen, das kleine, kühle Mikroklima zu verlassen und sich in eine Vielzahl von komplexeren Lebewesen zu entwickeln und zu differenzieren, die Hitze vertrugen.
(University of Montreal, 02.01.2009 - NPO)

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