Wissenschaftler schlagen Brücke von der Astrobiologie zur Photomedizin Diamant als Quell des Lebens? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Wissenschaftler schlagen Brücke von der Astrobiologie zur Photomedizin

Diamant als Quell des Lebens?

Ultraglatter nanokristalliner Diamant-Film auf Silizium Wafer © Universität Ulm

Neue Versuche Ulmer Wissenschaftler legen nahe, dass die Bildung erster biologischer Moleküle auf der Erde auf Diamant stattgefunden hat. Die so genannte Polymerisation von Aminosäuren – die Bausteine der Proteine – wird heute als das wichtigste Ereignis in der Entstehung erster Lebensformen angesehen.

Die neue Lehrmeinung beruht auf dem gleichzeitigen Zusammentreffen dreier Beobachtungen: Zahlreiche Zellarten, einschließlich der von Pflanzen, Tieren und Menschen, reagieren, wenn sie mit sichtbaren Licht der Intensität der terrestrischen Sonnenstrahlung bestrahlt werden. Wassermoleküle bilden zudem an Grenzflächen geordnete Strukturen und sichtbares Licht der Intensität der terrestrischen Sonnenstrahlung wechselwirkt darüberhinaus mit Grenzflächenwasser, indem es dessen Ordnung verändert.

Schlüssel für die Arbeit waren Versuche, die zur Entdeckung einer kristallinen Wasserschicht auf mit Wasserstoff terminierten nanokristallinen (synthetischen) – und natürlichen Diamant hinwiesen. Die Entdeckung führte zu einer neuen Erklärung des Phänomens der Leitfähigkeit von Wasserstoff terminierten Diamant, so die Forscher in der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Crystal Growth & Design“.

Neues Paradigma für den Ursprung des Lebens

Die Erforschung der Wasserstruktur auf Diamant wird von Andrei P. Sommer und Dan Zhu am Institut für Mikro- und Nanomaterialien der Universität Ulm durchgeführt. Das neue Paradigma für den Ursprung des Lebens basierend auf dem gleichzeitigen Zusammenspiel von fünf Faktoren – alle wahrscheinlich vorhanden auf einer frühen Erde: Wasser, Sonnenlicht, Diamant, Vulkane (Emission von heißen Gasen, einschließlich Wasserstoff) und präbiotische Moleküle – könnte bald zu einer validen Plattform zur experimentellen Simulation von Szenarien zum Ursprung des Lebens im Labor werden.

Weitere Untersuchungen nötig

Physikalisch entspricht die Wechselwirkung von Licht mit Grenzflächenwasser an relevanten biologischen Oberflächen – etwa an extra- und intrazellulären Membranen und Proteinen – einem ordnenden Prozess, wahrscheinlich mit Einfluss auf zelluläre Programme.

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Die heute beobachtbare und photomedizinisch angewandte Empfindlichkeit unterschiedlicher Zellen – sogar solcher in trockenen Pflanzensamen – für gleiche Lichtintensitäten weist auf eine aktive Rolle der Sonne bei der Entstehung des Lebens auf der Erde hin und schließt Theorien, nach denen erste Lebensformen in der Dunkelheit von Tiefsee-Vulkanen entstanden sind, aus. Zum Verständnis der Zusammenhänge sind weitere Untersuchungen notwendig – so Sommer.

(idw – Universität Ulm, 14.07.2008 – DLO)

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