In Kürze:
- Mars und Erde entstanden vor über 4,5 Milliarden Jahren, wobei der Rote Planet etwas Vorsprung hatte.
- Heute bietet unser kosmischer Nachbar weder Wasser noch Atmosphäre, doch das war nicht immer so.
- Während die Erde sich nach einem gigantischen Einschlag wortwörtlich neu formte, bot der frühe Mars über Jahrmillionen bessere Bedingungen für das Leben.
- Könnte es sein, dass dieses frühe Leben rechtzeitig den Absprung schaffte, bevor der Mars unbewohnbar wurde, und eine neue Heimat auf der Erde fand?
Wie entstand das Leben auf der Erde? Zwar haben Wissenschaftler Theorien dazu, doch verstehen sie noch nicht vollständig, welche chemischen Abläufe genau zur Entstehung des Lebens führten und wann die ersten primitiven Lebensformen auftauchten.
Was aber, wenn das Leben auf der Erde nicht hier seinen Ursprung hätte, sondern mit Meteoriten vom Mars hierher gelangte? Es ist zwar nicht die am meisten favorisierte Theorie zum Ursprung des Lebens, bleibt aber dennoch eine faszinierende Hypothese. Hier werden wir die Argumente dafür und dagegen untersuchen.
Gute Ausgangslage auf Mars und Erde?
Der zeitliche Ablauf ist ein entscheidender Faktor. Der Mars entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, während die Erde mit 4,54 Milliarden Jahren etwas jünger ist. Die Oberflächen beider Planeten waren anfangs geschmolzen, bevor sie allmählich abkühlten und sich verfestigten.
Theoretisch hätte Leben kurz nach der Entstehung sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars unabhängig voneinander entstehen können. Während die marsianische Oberfläche heute für Leben, wie wir es kennen, eher unbewohnbar ist, herrschten auf dem frühen Mars vermutlich ähnliche Bedingungen wie auf der frühen Erde.
Der frühe Mars scheint eine schützende Atmosphäre und flüssiges Wasser in Form von Ozeanen, Flüssen und Seen gehabt zu haben. Möglicherweise war er auch geothermisch aktiv, mit zahlreichen hydrothermalen Schloten und heißen Quellen, die die notwendigen Bedingungen für die Entstehung von Leben boten.
Diese Abbildung zeigt den Jezero-Krater, wie er vor Milliarden von Jahren auf dem Mars ausgesehen haben könnte, als er noch ein See war.
Foto: NASA/JPL-Caltech
Vor etwa 4,51 Milliarden Jahren prallte jedoch ein marsgroßer, felsiger Planet namens Theia auf die Ur-Erde. Durch diesen Einschlag verschmolzen beide Himmelskörper miteinander und trennten sich anschließend in unsere Erde und ihren Mond. Hätte sich Leben vor diesem Ereignis entwickelt, hätte es dieses sicherlich nicht überlebt.
Der Mars hingegen erlebte wahrscheinlich kein globales Umschmelzereignis. Der rote Planet musste im turbulenten frühen Sonnensystem zwar zahlreiche Einschläge hinnehmen, doch deuten die Beweise darauf hin, dass keiner davon groß genug gewesen wäre, um den Planeten vollständig zu zerstören. Einige Gebiete könnten daher relativ stabil geblieben sein.
Wenn also auf dem Mars kurz nach der Entstehung des Planeten vor 4,6 Milliarden Jahren Leben entstanden wäre, hätte es sich mindestens eine halbe Milliarde Jahre lang ohne größere Unterbrechungen weiterentwickeln können.
Nach dieser Zeit brach das Magnetfeld des Mars zusammen, was den Anfang vom Ende der Bewohnbarkeit des Mars markierte. Die schützende Atmosphäre verschwand, wodurch die Oberfläche des Planeten eisigen Temperaturen und ionisierender Strahlung aus dem Weltraum ausgesetzt war. Doch wie sah es auf der Erde aus? Wie schnell entstand Leben nach dem Einschlag, der den Mond formte?
Eine Frage des Zeitpunkts
Führt man den Stammbaum des Lebens bis zu seinen Wurzeln zurück, gelangt man zu einem Mikroorganismus namens LUCA (Last Universal Cellular Ancestor, zu Deutsch: letzter gemeinsamer Vorfahre aller Lebewesen). Dies ist die Mikrobenart, von der die Forschung alles heutige Leben ableitet.
Eine aktuelle Studie rekonstruierte die Eigenschaften von LUCA mithilfe der Genetik und der Fossilienfunde des frühen Lebens auf der Erde. Daraus wurde geschlossen, dass LUCA vor 4,2 Milliarden Jahren lebte – früher als einige frühere Schätzungen vermuteten.
Doch LUCA war nicht der früheste Organismus auf der Erde, sondern eine von mehreren Mikrobenarten, die zu dieser Zeit gleichzeitig auf unserem Planeten existierten. Sie standen im Wettbewerb miteinander, kooperierten, überlebten die Widrigkeiten der Natur und wehrten Angriffe von Viren ab. Wenn es vor etwa 4,2 Milliarden Jahren auf der Erde kleine, aber recht komplexe Ökosysteme gab, muss das Leben schon früher entstanden sein. Doch wie viel früher?
Vereinfachter Stammbaum des Lebens mit LUCA und LECA, wie ihn sich die Forscher vorstellen.
Foto: gemeinfrei
Die neue Schätzung für das Alter von LUCA liegt bei 360 Millionen Jahren nach der Entstehung der Erde und 290 Millionen Jahren nach dem Mond-bildenden Einschlag. Wir wissen lediglich, dass sich in diesen 290 Millionen Jahren irgendwie Chemie zu Biologie entwickelte. Reichte diese Zeit aus, damit Leben auf der Erde entstehen und sich dann zu den Ökosystemen diversifizieren konnte, die zu Lebzeiten von LUCA existierten?
Ein marsianischer Ursprung des irdischen Lebens umgeht diese Frage. Der Hypothese zufolge könnten Arten marsianischer Mikroorganismen auf Meteoriten zur Erde gelangt sein – gerade rechtzeitig, um von den günstigen Bedingungen nach der Mondentstehung zu profitieren.
Der Zeitpunkt mag für diese Idee günstig sein. Als jemand, der auf diesem Gebiet arbeitet, würde ich jedoch vermuten, dass 290 Millionen Jahre reichlich Zeit sind, damit chemische Reaktionen die ersten Lebewesen auf der Erde hervorbringen und sich die Biologie anschließend diversifizieren und komplexer werden konnte.
Die Reise vom Mars zur Erde überstehen
Das rekonstruierte Genom von LUCA lässt vermuten, dass es sich von molekularem Wasserstoff oder einfachen organischen Molekülen als Nahrungsquellen ernähren konnte. Zusammen mit anderen Hinweisen deutet dies darauf hin, dass LUCAs Lebensraum entweder ein flaches marines Hydrothermalquellen-System oder eine geothermische heiße Quelle war.
Bislang nehmen Forscher an, dass solche Umgebungen auf der frühen Erde die notwendigen Bedingungen boten, damit Leben aus nicht-lebender Chemie entstehen konnte. LUCA verfügte zudem über biochemische Mechanismen, die es vor hohen Temperaturen und UV-Strahlung schützen konnten – echte Gefahren in diesen frühen Umgebungen der Erde.
Es ist jedoch keineswegs sicher, dass frühe Lebensformen die Reise vom Mars zur Erde hätten überleben können. Und nichts im Genom von LUCA deutet darauf hin, dass es besonders gut an den Weltraumflug angepasst war.
Heiße geothermale Quellen, wie sie heute im Yellowstone National Park existieren, könnten der Lebensraum für früheste Mikroorganismen wie LUCA gewesen sein.
Foto: Daphne Zheng/iStock
Um es bis zur Erde zu schaffen, hätten Mikroorganismen zunächst den ersten Aufprall auf der Marsoberfläche und einen Hochgeschwindigkeitsausstoß aus der Marsatmosphäre überstehen müssen. Danach folgte eine fast einjährige Reise durch das Vakuum des Weltraums, bei der sie die Bombardierung mit kosmischer Strahlung überleben mussten.
Anschließend hätten sie den hochtemperaturreichen Eintritt in die Erdatmosphäre und einen weiteren Aufprall auf die Erdoberfläche überstehen müssen. Dieses letzte Ereignis hätte sie möglicherweise in eine Umgebung gebracht, an die sie auch nur ansatzweise angepasst waren – oder auch nicht.
Wahrscheinlichkeit gering, aber nicht null?
Die Wahrscheinlichkeit, dass all dies geschieht, erscheint mir ziemlich gering. So schwierig der Übergang von der Chemie zur Biologie auch erscheinen mag, so erscheint er mir doch weitaus einfacher als die Vorstellung, dass dieser Übergang auf dem Mars stattfinden würde, wobei Lebensformen die Reise zur Erde überleben und sich dann an einen völlig neuen Planeten anpassen würden. Ich könnte mich jedoch irren.
Es ist sinnvoll, sich Studien anzusehen, die untersuchen, ob Mikroorganismen die Reise zwischen Planeten überleben könnten. Bislang sieht es so aus, als könnten das nur die widerstandsfähigsten Mikroorganismen. Dabei handelt es sich um Arten, die sich daran angepasst haben, Schäden durch Strahlung zu vermeiden, und die durch die Bildung von Sporen in der Lage sind, Austrocknung zu überleben.
In dem Mars-Meteoriten ALH84001 sollen mikroskopisch kleine Fossilien eingeschlossen sein.
Foto: JSC via NASA
Aber vielleicht könnten Mikroorganismen, wenn eine Population von ihnen im Inneren eines ausreichend großen Meteoriten eingeschlossen wäre, vor den meisten der rauen Bedingungen im Weltraum geschützt sein. Einige Computersimulationen stützen diese Idee sogar. Derzeit laufen weitere Simulationen und Laborexperimente, um dies zu überprüfen.
Dies wirft eine weitere Frage auf: Wenn Leben innerhalb der ersten 500 Millionen Jahre nach der Entstehung unseres Sonnensystems vom Mars zur Erde gelangt ist, warum hat es sich dann in den folgenden vier Milliarden Jahren nicht von der Erde auf den Rest des Sonnensystems ausgebreitet? Vielleicht sind wir also doch keine Mars-Menschen.
Dieser Artikel erschien im Original auf theconversation.com unter dem Titel „Are we the Martians? The intriguing idea that life on Earth began on the red planet“. (redaktionelle Bearbeitung: ts)
