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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
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Wir sehen mehr als jemals zuvor, und verstehen so wenig wie nie


In Kürze

  • Regensburger Forscher können mit einem neuartigen Mikroskop Dinge auf atomarer Ebene sichtbar machen.
  • Das James-Webb-Teleskop liefert nie dagewesene Bilder des Universums.
  • Immer präzisere Instrumente zeigen in erster Linie, wie wenig wir wirklich wissen. Grundfragen bleiben unbeantwortet, im Großen wie im Kleinen.
  • Wahre Erkenntnisse entstehen durch neue Perspektiven, die nicht durch bessere Technik zu erreichen sind.

 
Atomare Eigenschaften konnten bisher nur berechnet oder gemessen werden. Physikern um Felix Schiegl von der Universität Regensburg ist es 2025 gelungen, die feinsten Strukturen erstmals rein optisch abzubilden. Das verwendete Nahfeld-optische Tunnelmikroskop (NOTE) ermöglicht durch Quanteneffekte Messungen bis etwa 0,1 Nanometer (nm). Im Vergleich zur herkömmlichen Lichtmikroskopie verbessert dies die Auflösung um mehr als das Tausendfache. Deren theoretische Auflösungsgrenze liegt bei 177 bis 488 nm.
Am anderen Ende der Größenskala zeigen James-Webb- und andere Teleskope das Universum in einer Klarheit, die vor Jahrzehnten noch unvorstellbar gewesen wäre. Galaxien, einst optisch nur als schwache Flecken sichtbar, treten als gewaltige, fein strukturierte Systeme hervor. Gaswolken leuchten in pastellenen Schichten, und selbst die Regionen um Schwarze Löcher, einst nur theoretisch greifbar, sind inzwischen wahrnehmbar und formen die Materie um sie herum.
Doch wenn wir mehr sehen, bedeutet dies zwangsläufig auch, dass wir mehr verstehen?
Es ist kaum möglich, Bilder aus den Tiefen des Universums zu betrachten, ohne ein demütiges Staunen zu empfinden. Hier handelt es sich um reale Beobachtungen, entstanden aus Licht, das Milliarden von Jahren durch den Weltraum gereist ist, bevor es uns erreichte. Die Bilder sind ohne Frage eine Errungenschaft menschlichen Erfindungsreichtums, und doch sind sie für einige Wissenschaftler etwas beunruhigend: Sie zeigen etwas, was niemand erwartet hätte.

Bessere Bilder erweitern, was wir nicht wissen

Eine der überraschendsten Entdeckungen, die das James-Webb-Teleskop ermöglichte, ist die Erkenntnis, dass Galaxien scheinbar deutlich früher entstanden sein müssen, als theoretische Modelle prognostizierten. Strukturen, die einst als langwierig in ihrer Entstehung eingestuft worden waren, schienen sich rasant entwickelt zu haben. Das frühe Universum, das lange als einfach und spärlich galt, erscheint nun komplex und hochgradig organisiert.
Über Dekaden gingen wir davon aus, dass ein detaillierteres Bild des Universums auch zu einem tieferen Verständnis desselben führen müsste. Mit der Entwicklung einer immer noch verbesserten Auflösung unserer Teleskope glaubten wir, dass sich die Geschichte des Kosmos endlich offenbaren werde. Aber das Gegenteil ist der Fall. Was einst für eine einfache Struktur gehalten wurde, offenbart sich heute als fein abgestimmtes, hochdynamisches System.
Schwarze Löcher erzählen eine ähnliche Geschichte: Das James-Webb-Teleskop hat gezeigt, dass es keine seltenen kosmischen Kuriositäten sind. Sie sind zahlreich, einflussreich und formen ganze Regionen des Weltalls. Und dann wäre da noch das größte Rätsel von allen: Ein fundamentaler Teil des Universums scheint aus Materie zu bestehen, die wir nicht unmittelbar sehen können. Dunkle Materie und dunkle Energie sind Bezeichnungen, die wir unbekannten Kräften geben, die wir nur anhand ihrer Auswirkungen ableiten können.
Trotz jahrzehntelanger Forschung und zunehmend detaillierterer Bilder wissen wir nach wie vor nicht, um welche Energien und Kräfte es sich handelt, die doch alles zu beherrschen scheinen.
Die grundlegenden Fragen bleiben auch hier offen: Warum bestehen die Gesetze der Physik so, wie sie bestehen? Was hält das Universum schließlich zusammen? Und auch das gilt ebenso im Mikroskopischen: Obwohl wir beschreiben können, was das Gehirn tut, wissen wir nicht, warum Bewusstsein überhaupt existiert.
Wieder und wieder zeigen uns unsere Werkzeuge, wie sich die Dinge verhalten – aber nicht, warum sie existieren.

An der Grenze des Erkennbaren angekommen

Lange Zeit haben wir angenommen, dass sich die Antworten automatisch offenbaren würden, wenn wir noch genauer hinschauen, noch mehr Details oder das noch größere Ganze sehen können. Wir haben uns vorgestellt, dass sich der Vorhang bald vollständig lüftet und damit Erkenntnisse wie selbstverständlich hinter der nächsten, verbesserten technischen Auflösung in Erscheinung treten werden. Doch die Zeit hat uns lediglich vor Augen geführt, dass wir von beispiellosen Details, Strukturen und Daten umringt sind, während die tiefsten Geheimnisse weiterhin unergründlicher erscheinen als je zuvor.
Unsere modernen Apparaturen sind außerordentlich gut im Messen und Kartieren, doch sie wurden nicht dafür entwickelt, uns die Bedeutung des Untersuchten in ihrem Wesen zu erläutern. Wir besitzen keine visuelle Vorstellungskraft dafür, wie die Existenz physikalischer Gesetze oder deren fein abgestimmtes Gleichgewicht zu erklären sein könnten. Damit haben wir eine Grenze unserer Forschung erreicht, die wir längst hätten erkennen müssen.
Aus historischer Sicht resultierten die wichtigsten Erkenntnisse der Menschheit nicht aus der Anwendung präziserer Werkzeuge. Sie offenbarten sich in Perspektivwechseln. Durch Menschen, die neue Fragen zu den vorhandenen Wahrnehmungen und Daten stellten.
Das heliozentrische Weltbild, das die Sonne anstatt die Erde ins Zentrum gestellt hat, hat das Verständnis über den Kosmos grundlegend verändert. Buddha hat durch tiefe Selbstreflexion Einsicht in die Ursachen des Leidens gewonnen. Und Sokrates hat durch konsequentes Hinterfragen erkannt, dass wahre Weisheit im Bewusstsein der eigenen Unwissenheit liegt. In allen drei Fällen hat nicht die Technik, sondern eine neue Sichtweise zu grundlegender Erkenntnis geführt.
Beobachtung war schon immer wichtig, aber Einsicht und Weisheit waren früher noch wichtiger.

Wissen ist Macht, doch welche Macht haben wir wirklich?

Heute sind wir außerordentlich versiert darin, Informationen zu sammeln; doch ist uns häufig nicht klar, zu welchem Resultat dies jeweils führen wird. Sollte uns nicht genau das zu denken geben? Denn der optische Eindruck, den das James-Webb-Teleskop letztlich vermittelt, fußt nicht auf irgendeinem spontanen Zufall, sondern bildet sich in einer bemerkenswerten Präzision ab.
Auf jeder Ebene schauen wir auf ein Gleichgewicht, eine Struktur und eine so exakte Feinabstimmung, dass selbst kleinste Veränderungen ganze Systeme zerstören würden. Von Galaxien bis zu den Bestandteilen der Materie selbst wirkt die Realität sorgfältig und bis ins kleinste Detail geplant.
Wir leben in einer Kultur, die Wissen oft als Mittel zur Kontrolle einordnet. Wir nehmen an, dass Verständnis gleichbedeutend mit Beherrschung ist und diese naturgemäß auf immer klarerem Sehen beruht. Und wieder und wieder widersetzt sich das Universum dieser Vorstellung. Je genauer wir optisch wahrnehmen, desto deutlicher stoßen wir auf Grenzen. Nicht nur in unseren Theorien, sondern auch in dem, was unsere technischen Apparate leisten.
Unsere neuen Mikroskope und Teleskope sind in ihrer Reichweite außergewöhnlich. Dies ermöglicht, feiner und ferner zu sehen als jemals zuvor. Doch keines dieser Geräte hat uns den Antworten auf unsere größten Fragen nähergebracht. Sie haben uns lediglich gezeigt, dass Antworten nicht durch neue Werkzeuge oder eine engere Sichtweise gefunden werden können. Sie haben uns gezeigt, woher die Antworten nicht kommen werden. Das schmälert keineswegs die menschlichen Leistungen. Es relativiert sie.

Der Kern neuer Erkenntnisse … liegt in uns

Irgendwann in der Geschichte haben wir begonnen, von unseren Messgeräten und Maschinen zu erwarten, dass sie uns Sinn stiften. Uns nicht nur Informationen, sondern auch bedeutungsvoll Essenz vermitteln. Doch als sie uns ein ums andere Mal enttäuscht haben, hat sich die Gesellschaft dazu entschieden – anstatt innezuhalten und nachzudenken –, dass Bedeutung selbst eine Illusion sein müsse und die menschliche Wahrnehmung das Problem sei.
Was, wenn das Gegenteil der Fall ist?
Was wäre, wenn das menschliche Sehen selbst, als perfektes Konstrukt und geprägt von Erfahrung, Erinnerung, Gewissen und Ehrfurcht, in Wahrheit ein wesentlicher Erkenntnisweg zum wahren Bewusstsein wäre? Wenn Nachdenken, Ehrfurcht und sogar das Gebet nicht durch irgendeine Technik ersetzbare Wege der Realitätswahrnehmung sind?
In diesem Sinne erweitert das James-Webb-Teleskop nicht nur unsere Sicht, es rückt sie wieder gerade.
Wenn uns diese neuen Bilder etwas lehren, dann vielleicht nicht, dass das Universum endlich erklärt ist. Sondern dass die Realität sorgfältiger gestaltet, großartiger und geheimnisvoller ist, als wir es uns jemals hätten vorstellen können.
Vielleicht besteht der nächste Schritt nicht darin, genauer hinzuschauen, sondern klüger hinzuschauen. Neu zu lernen, wie wir mit den Augen sehen, die uns gegeben wurden. Möglicherweise ist es das, wozu das Sehen als Kern der Wahrnehmung, in seiner reinsten Form, schon immer gedient hat.
Dieser Artikel erschien im Original in der englischsprachigen Ausgabe der Epoch Times unter dem Titel: „Seeing More Than Ever but No Closer to Understanding“. (redaktionelle Bearbeitung sj/ts)