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Von Kaffee mit Gedächtnis bis neue Katze entdeckt

Fahrerlos in die Filiale

Rund 100 Meter trennen das Lidl-Zentrallager Edermünde und die Filiale an der Langen Heideteile südwestlich von Kassel. Für Aufmerksamkeit sorgt der Warentransport zwischen beiden Standpunkten dennoch: Seit Mitte September erfolgt dieser mittels Lkw ohne Fahrer und sogar ohne Fahrerhaus. 15 Paletten kann der dreiachsige, rund acht Meter lange und bislang auf 25 km/h begrenzte Lkw transportieren. Weitere Fahrzeugdaten nennen weder der schwedische Hersteller noch die Handelskette. Ganz ohne Fahrer geht es dennoch nicht. Gemäß aktuellen Auflagen begleitet ein „Local Operator“ den Lkw auf seiner rund 400 Meter langen Strecke in einem separaten Fahrzeug. Eine zweite Phase soll die Ausweitung auf eine weitere Filiale einschließen.

Premiere im deutschen Lebensmitteleinzelhandel: Lidl und Einride haben den E-LKW mit autonomer Fahrfunktion auf öffentliche Straßen gebracht.

Foto: Lidl

Ihr Kaffee hat ein Gedächtnis

Wer Kaffee zu lange stehen lässt, wird Zeuge eines unvermeidlichen physikalischen Prinzips: Wärme fließt von einem heißeren Körper – Ihrem Kaffee – zu einem kälteren – der Umgebung. Auf atomarer Ebene scheint diese universelle Regel nicht mehr so unumstößlich. Nicht nur kann Wärme zu einem heißeren Körper fließen, sondern sogar Informationen eines früheren Ereignisses tragen und somit eine Art Gedächtnis haben. „Wärme erinnert sich nicht wie wir an eine Person oder ein Ereignis“, erklärt Prof. Jianjun Dong von der Auburn University. „Seine Erinnerungen sind in mikroskopischen Bewegungen des Materials gespeichert.“ Während heißer Kaffee sich also weder Ihr Gesicht noch Namen merken kann, kann er vielleicht wissen, wie energisch Sie Ihre Tasse abgestellt haben.
Gesicht im Kaffee ist eine Form von Pareidolie

Eine Tasse Kaffee am Morgen kann erstaunliches leisten: die Stimmung aufhellen und eine Erinnerung bergen.

Foto: dmf87/iStock

Fehlendes Chromosom könnte Krebs begünstigen

Jede Zelle im männlichen Körper trägt normalerweise ein X- und ein Y-Chromosom. Besonders Immunzellen können letzteres im Alter einbüßen und, so eine neue Studie, eine „versteckte Zone genetischer Anfälligkeit“ für Krebs hinterlassen. Dr. Dan Theodorescu vom Krebszentrum der University of Arizona und sein Team analysierten rund 1.000 Gewebeproben von über 400 Männern. Dabei konnten sie den Verlust von Y-Chromosomen in „normal erscheinendem Gewebe neben Tumoren“ nachweisen. Gerade dies mache die Entdeckung so spannend, und sei womöglich „eines der frühesten Anzeichen sich bildender Tumore“, so der Medizinprofessor. Dies könnte eines Tages Ärzten helfen, Unregelmäßigkeiten in Biopsien zu erkennen, die kleine Tumore übersehen.

Liegt Nofretete hinter Tutanchamun?

Baustruktur und Malereien ließen Ägyptologen hinter dem Grab von Tutanchamun seit 2015 weitere Räume vermuten. Neue Untersuchungen verdichten diese Annahme und deuten auf verborgene Kammern und Gänge hinter einer Scheinwand hin. Diese könnten seit der Antike verschlossen und vor dem Tod Tutanchamuns entstanden sein. Erneut flammt damit die Hoffnung auf, dass dort das Grab von Nofretete – der Stiefmutter des jungen Pharaos – liegen könnte. Möglich ist auch, dass dort lediglich Lagerräume sind oder die potenzielle Grabkammer durch Sturzfluten gestört ist. Ob es weitere Untersuchungen geben wird und die Forscher mittels Bohrungen einen Blick hinter die Wand werfen dürfen, muss der Oberste Rate für Altertümer in Ägypten noch entscheiden.

Wilde Honigbienen auf Roter Liste

In Deutschland und der Schweiz würde das Summen wildlebender Honigbienen ohne Imkerei binnen eines Jahrzehnts gänzlich verstummen. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher um Dr. Patrick Kohl von der Universität Hohenheim anhand der Analyse von 700 Nistplätzen in sieben europäischen Ländern. In Südostengland würden sich die Bestände alle zehn Jahre hingegen vervielfachen. Die Untersuchung bildet die Grundlage für die Aufnahme wildlebender Westlicher Honigbienen auf die Rote Liste der IUCN als „stark gefährdet“.

Die Westliche Honigbiene (Apis mellifera) steht auf der Roten Liste als „stark gefährdet“.

Foto: Samuel Ray/iStock

Alkohol aus dem Erdreich

Lignin ist der Baustoff der Natur, der Pflanzen Festigkeit verleiht, kann laut Forschern der Universität Heidelberg aber auch Methanol bilden. Nötig sei dafür lediglich Erde und Wasser. Konkret spalten reaktive Eisen-Sauerstoff-Verbindungen einzelne Methoxygruppen vom Lignin ab. Dieser Prozess ist bisher vor allem bei knapp 300 Grad Celsius, erhöhtem Druck und Wasserstoffumgebung bekannt. In der Natur genügen Zimmertemperatur, Normaldruck und Anwesenheit von Wasser, selbst nach mehreren Trockenzyklen. Biologisch aktivere Böden setzten weniger Methanol frei, vermutlich weil Mikroorganismen die Verbindung als Energiequelle nutzen. Was das für Umwelt und Materialwissenschaft – Lignin ist als Abfallprodukt der Papierindustrie ein vielversprechender alternativer Rohstoff – bedeutet, ist Gegenstand künftiger Forschung.

Fraß unsere Sonne eine Supererde?

Im Gegensatz zu vielen anderen Sonnensystemen besitzt unseres keine Supererde. Wieso das so ist, fragen sich Astronomen seit vielen Jahren. Eine mögliche These ist, dass sie in jungen Jahren von der Sonne verschlungen wurde. Der türkische Forscher Prof. Mutlu Yildiz von der Ege-Universität hält dies für möglich und vermutet, dass die Sonne noch immer Spuren ihres Mahles in sich tragen könnte. So würden die subtilen Veränderungen der inneren Struktur der Sonne und ihr geringer Lithiumgehalt für das Verschlingen eines Planeten mit dem 5- bis 10-Fachen der Erdmasse sprechen. Ein endgültiger Beweis dafür könne laut den Forschern jedoch nie erbracht werden.

250 Jahre versteckt

Leopardus tilcayo schleicht sich als erste neu entdeckte Katzenart seit 100 Jahren in den Stammbaum der Tigerkatzen. Ihr hellbraunes Fell mit dunklen, unregelmäßigen Rosetten ermöglicht beste Tarnung in den bolivianischen Bergwäldern – und erschwerte Forschern die Unterscheidung von vier artverwandten Katzen, die erstmals 1775 vom Thüringer Mediziner und Naturforscher Johann Christian Daniel Scheber (1739-1810) beschrieben wurden. Mit „Tilcayo“ übernehmen die Entdecker jenen Namen, den Einheimische seit Generationen für die Wildkatze verwenden.

Die neu entdeckte Wildkatze Leopardus tilcayo aus Bolivien.

Künstliches Knie im Gehirn

Abtrieb aus künstlichen Gelenken lässt sich im Gehirn ihrer Träger nachweisen. In einer Autopsiestudie mit 701 verstorbenen Menschen fanden Forscher des Rush University Medical Center um Robin Pourzal erhöhte Konzentrationen von Kobalt, Titan und typischen Legierungen von Implantaten. Dass sich derartige Partikel im benachbarten Gewebe ablagerten, ist seit Jahren bekannt, neu ist, dass sie auch ins Gehirn gelangen. Welchen Weg sie dorthin nehmen, vermag die neue Studie dennoch nicht sagen. Unsicher ist ebenfalls, ob erhöhte Werte im Gehirn zu Demenz beitragen. Bei Kobalt zeigte sich kein signifikanter Zusammenhang, bei Titan schon. Dies lasse sich aber nicht eindeutig auf künstliche Gelenke zurückführen, weil Titanverbindungen unter anderem auch in Nahrung und Medikamenten vorkommen.

Burg in Universität gefunden

Lange suchten Historiker nach der verschollenen Burg Roebuck. Jetzt hat der irische Archäologe Tadhg O’Keeffe vom University College Dublin Hinweise gefunden: aber nicht in Form von Schriftquellen, sondern von Mauern. Tatsächlich war die Burg aus dem 13. Jh. nicht wie viele andere abgerissen, sondern neu aufgebaut und später als archäologisches Institut der Universität verwendet worden. Detaillierte Malereien des Baus aus dem Jahr 1765 machten es möglich, die unter dem Putz verborgen mittelalterlichen Strukturen wiederzuentdecken. Jetzt können Studenten ihre Zeit in dem einstigen Burghof verbringen, der heute der Innenhof ihrer Universität ist.

Zeichnung der Burg Roebuck von dem Maler Gabriel Beranger aus dem Jahr 1768.

Dicker ist besser

Moderne Batterien bestehen aus sehr vielen, sehr dünnen Schichten. Dabei wechseln sich Kathode und Anode sowie Stromleiter und Trennschichten ab. Dieser Aufbau ermöglicht hohe Leistungen, die vielen inaktiven Schichten benötigen jedoch ihrerseits Platz. Forscher um Dr. Oliver Fitz vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme haben die Dicken einzelner Schichten „von bisher üblichen 100 bis 200 Mikrometer auf bis zu 800 Mikrometer“ vervielfacht, die Zahl nötiger Schichten reduziert und dadurch Material gespart. Auf demselben Bauraum und bei gleichem Gewicht wird so mehr Platz für aktives Material. Das erhöht die Energiedichte um rund 10 bis 15 Prozent. Obgleich die Fertigung auf einer „industrienahen Fertigungslinie“ erfolgte, sei weitere Forschung nötig.

Menschliche Zellen in Mäusen

Neurologische Erkrankungen sind schwer zu untersuchen, da das Gehirn komplex und sein lebendes Gewebe fast unzugänglich ist. US-amerikanische Forscher um Prof. Sergiu Pașca von der Stanford Medicine haben dennoch eine Möglichkeit gefunden. Dafür haben sie genetisch veränderte Mäuse erzeugt und ihnen funktionsfähige menschliche Hirnorganoide eingepflanzt. Danach wurden die Nager mit Sauerstoffmangel konfrontiert, der nachweislich zu neurologischen Schäden führt. Der Versuch zeigte funktionelle Einschränkungen bei den menschlichen Gehirnzellen, nicht aber bei normalen Mäusen, was auf die Einzigartigkeit des menschlichen Gehirns hindeutet. Künftig wollen die Mediziner mit dieser Methoden Epilepsie, Autismus und andere Krankheiten erforschen.

Für den Tierversuch wurden die Mäuse so genetisch verändert, dass der Großteil ihres Neokortex und Hippocampus nicht gebildet wurde.

Foto: JacobStudio/iStock

Schon gewusst? Heißes Eis im All

Bei Eis denken wir zunächst an gefrorene Würfel, die wir in ein kaltes Getränk geben. Doch auf den Gasplaneten Neptun und Uranus gibt es auch heißes, flüssiges Eis. Dieser nach irdischem Maßstab seltsame Zustand liegt an der immensen Hitze und des enormen Drucks. Dadurch sind Sauerstoffatome in einem festen Gitter gebunden, während Wasserstoffkerne wie eine Flüssigkeit frei durch sie hindurchfließen können, und sich sogenanntes superionisches Eis bildet.

Nicht alle Wege führen nach Rom

Verkehrstechnisch gilt Rom heute als Mittelpunkt des Römischen Reiches. Das haben dänische Forscher der Universität Aarhus widerlegt, indem sie 300.000 Kilometer des antiken Straßennetzes untersuchten. Dabei entdeckten sie, dass nicht alle Straßen gerade verliefen, sondern sich – wo nötig – der Landschaft anpassten und Provinzhauptstädte oft wichtige Knotenpunkte waren. Doch nicht Rom spielte eine dominierende Rolle, sondern die spätantike Hauptstadt Konstantinopel. Und noch etwas zeigte sich: Römische und heutige Ingenieure nutzten nicht selten die gleichen Strecken, sodass die moderne Infrastruktur wortwörtlich Parallelen zur antiken aufweist.

Rekonstruierter Verlauf der 299.171 Kilometer römische Straßen, die in der Studie untersucht wurden.

Foto: Pažout et al. (2026) | CC BY 4.0 ; Zuschnitt Epoch Times

Jahrelange Nachbeben nach Atomwaffentest

Nordkorea führte 2006 bis 2017 sechs unterirdische Kernwaffentests durch. Unmittelbar danach traten zahlreiche kleinere Erdbeben auf, die Spannungen und Einstürze im Untergrund zeigten, binnen Wochen jedoch abklangen. Am 2.205 Meter hohen Mantapsan nahm die seismische Aktivität hingegen bis 2025 zu. „Besonders bemerkenswert“ ist laut Prof. Kwang-Hee Kim von der Pusan National University, dass die „Erdbeben mit der Zeit eine zunehmend deutliche Verteilung entlang bestehender Störungen“ zeigten, was auf eine Reaktivierung der geologischen Bruchzonen durch die Sprengungen deute. Aufgrund unterschiedlicher Geologie lassen sich die Ergebnisse nicht direkt auf andere Testgelände übertragen, erfordern zugleich aber eine langfristige Überwachung – auch bei weniger intensiven Bodennutzungen.

Erster Riese Europas

Unser Kontinent ist um einen Dinosaurier reicher: Paläontologen haben in Spanien die fossilen Überreste eines Diplodocus entdeckt. Dieser gehört zu den Sauropoden, im Volksmund auch Langhälse genannt, und war bislang ausschließlich aus Fundstellen in den USA bekannt. Der 25 Meter lange Gigant wanderte vor 150 Millionen Jahren zwischen den heute voneinander getrennten Kontinenten Europa und Nordamerika umher. Die Fossilien sind derzeit im Dinosaurier-Saal des Museo Aragonés de Paleontología in Dinópolis bei Teruel, Ostspanien, öffentlich ausgestellt.

Künstlerische Darstellung eines Diplodocus.

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Winzige Plasmawirbel auf der Sonne entdeckt


In Kürze:

  • Ein Solar-Teleskop auf Hawaii entdeckt kleine Wirbel auf der Sonnenoberfläche.
  • Forscher werten das als Anzeichen von Instabilitäten im Sonnenplasma.
  • Die Entdeckung soll dazubeitragen explosive Sonnenausbrüche besser zu verstehen.

 
Forschern des US-amerikanischen Sonnen- und des Höhenobservatoriums sowie des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung (MPS) in Göttingen sind erstmals Aufnahmen kleinster wirbelartiger Strukturen auf der Sonnenoberfläche gelungen. Sie nutzten dafür das weltgrößte Sonnenteleskop, das NSF Daniel K. Inouye Solar Telescope auf Hawaii, und verglichen diese Bilder mit denen aufwendiger Computersimulationen.

Kleinste sichtbare Wirbel auf der Sonne

Die Wirbel treten an den Rändern zwischen sogenannten Granulen auf, welche die sichtbare Oberfläche der Sonne dicht an dicht überziehen. Sie messen zwischen 500 und 2.000 Kilometern im Durchmesser. In ihrer Gesamtheit bilden sie die sogenannte Granulation der Sonne: ein Muster, das an die blubbernden Blasen in einer siedenden Flüssigkeit erinnert. Die Granulation entsteht jedoch durch Plasmaströme, die aus dem heißen Innern der Sonne aufsteigen, abkühlen und wieder in die Tiefe sinken.
In der neuen Studie gelang es erstmals, ausgefranst wirkende Strukturen an den Rändern dieser Granulen sichtbar zu machen, die stellenweise verwirbeln und dabei anmuten wie sich brechende Meereswellen. Die „Fransen“ sind stellenweise kaum mehr als 20 Kilometer breit. Diese feinen Strukturen abzubilden, ist vergleichbar damit, eine Ein-Euro-Münze aus einer Entfernung von 180 Kilometern zu erkennen.
„Das ist an der Grenze dessen, was selbst das weltgrößte Sonnenteleskop und modernste Simulationen leisten können“, weiß Michiel van Noort vom MPS.
Van Noort trug als Teil des Teams zu den Beobachtungen auf Hawaii bei und verantwortete die Datenreduktion und Bildrekonstruktion. Die Forscher nutzen eine Breitband-Kamera des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung.
Ein Vergleich einer Beobachtung des Inouye Solar Telescope (oben links) mit einem Bild, das mit Hilfe modernster Computersimulationen erzeugt wurde (oben rechts). Die bemerkenswerte Übereinstimmung beider Bilder ermöglicht es Forschenden, den Ursprung der Kelvin-Helmholtz-Instabilität zu bestätigen – ein universelles physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn benachbarte Flüssigkeits- oder Gasschichten sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen und an ihrer Grenzfläche Wirbelmuster erzeugen. Eine simulierte Karte des Magnetfeldes an der Sonnenoberfläche (unten rechts) bestätigt, dass diese Prozesse die Grenzen der magnetischen Elemente physikalisch krümmen und verformen. Foto: © NSF/NSO/AURA/HAO

Beobachtungen des Inouye Solar Telescope (o.l., u.l.) zeigen eine „bemerkenswerte Übereinstimmung“ mit Simulationen von Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten (o.r., u.m.), einem universellen physikalischen Phänomen, das auftritt, wenn benachbarte Flüssigkeits- oder Gasschichten sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen. Eine simulierte Karte des Magnetfeldes an der Sonnenoberfläche (u.r.) bestätigt, dass diese Prozesse die Grenzen der magnetischen Elemente physikalisch krümmen und verformen.

Foto: NSF/NSO/AURA/HAO

Instabilitäten im Sonnenplasma

Die Forscher werten die wirbelartigen Plasmaströme als Anzeichen von sogenannten Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten. Dies ist ein bekannter Effekt aus der Dynamik von Flüssigkeiten. Er tritt auf, wenn zwei Fluide mit verschiedenen Geschwindigkeiten aneinander vorbeiströmen. Dabei kommt es an der Grenzfläche zu Scherkräften, durch die kleinste Störungen zu wellen- oder wirbelartigen Strömen anwachsen.
Der Effekt kommt in unterschiedlichsten Bereichen und auf verschiedenen Größenskalen zum Tragen. Man sieht ihn etwa an der Oberfläche von Seen oder bei Meereswellen und bei der Wolkenbildung. Auch in den Atmosphären der riesigen Gasplaneten Jupiter und Saturn ist er zu sehen. Es gibt ihn auch bei der Wechselwirkung des Sonnenwindes mit den Magnetosphären von Planeten.
Offenbar entstehen auch an den Rändern der Sonnengranulen Bereiche, in denen aneinander angrenzende Plasmaschichten mit verschiedenen Geschwindigkeiten strömen und so die notwendigen Voraussetzungen für Kelvin-Helmholtz-Instabilitäten schaffen.
Die nun entdeckten, im Vergleich zur Sonnenoberfläche, winzigen Plasmawirbel erlauben damit einen völlig neuen Blick auf Prozesse, durch welche die Sonne Energie in ihrem Magnetfeld speichert und freisetzt. Dies geschieht etwa in Form kleinster Strahlungsausbrüche, sogenannter Nano-Flares. Gemäß der gängigen Theorie baut die Sonne magnetische Energie auf, indem sich Magnetfeldlinien verdrillen und verdrehen – ähnlich wie die mechanische Energie, die in einer eng gewunden Metallfeder gespeichert ist.

Verdrillte Magnetfeldlinien an der Grenze des heute Sichtbaren

So entsteht eine sehr energiereiche, aber auch instabile Magnetfeld-Architektur. Die aufgestaute Energie kann sich schlagartig entladen. Dabei reißen die verdrillten Magnetfeldlinien auf und verbinden sich neu. Der Vorgang wird als magnetische Rekonnektion bezeichnet.
Allerdings war bisher unklar, wodurch sich die Magnetfeldlinien überhaupt verdrillen. Die neue Entdeckung könnte einen Teil der Antwort auf diese Frage liefern. Da die Wirbel offenbar ständig und überall dort auftreten, wo das Magnetfeld stark genug ist, könnten sie der Motor sein, der das Verdrillen routinemäßig in Gang setzt. Sami K. Solanki, Direktor des MPS und Koautor der neuen Veröffentlichung erklärte:
„
„Die neu entdeckten Plasmawirbel zeigen auf beeindruckende Weise, wie kleinste Prozesse – an der Grenze dessen, was wir mit allen Mitteln der Kunst auflösen können – maßgeblich das Wesen unseres Sterns bestimmen.“
Die Auswertungen zeigen zudem, dass die Mini-Wirbel magnetisiertes und nicht magnetisiertes Plasma an der Sonnenoberfläche effizient vermischen. Dies könnte dazu beitragen, dass sich das Magnetfeld von der Oberfläche rasch in die Atmosphäre der Sonne ausbreitet.
Das ist wichtig, um zu verstehen, warum die Sonnenaktivität im elfjährigen Rhythmus ansteigen und wieder abfallen kann. Denn ein Wechsel von niedriger zu hoher Aktivität ist begleitet von einem raschen Wechsel des magnetischen Grundgerüsts der Sonne von einem relativ geordneten Dipol-Magnetfeld zu einem chaotischen Feld und wieder zurück.
Diese Veränderungen sind nur möglich, wenn magnetischer Fluss effizient durch die Sonnenatmosphäre „abtransportiert“ wird. Bisherige Modelle können eine solch schnelle „Diffusion“ nicht erklären. Die neu entdeckten Wirbel könnten das Verständnis des Sonnenzyklus einen entscheidenden Schritt voranbringen.
Mit Material der Max-Planck-Gesellschaft
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Kam das Leben vom Mars zur Erde?


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.
Jezero-Krater auf dem Mars

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.

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.
Meteorit vom Mars mit mikroskopisch kleine Fossilien

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)The Conversation