Nick Lanes Theorie, wie die ersten Zellen entstanden sind: Sein Hauptargument hier ist, dass das Leben kontinuierlich mit der Geochemie des Planeten verbunden ist. Das heißt, viele der Hauptmerkmale von Zellen - Membranen, Enzyme, Energie durch Protonengradienten - stammen von spontanen Prozessen auf der Erde. Aber man kann diese Merkmale nicht stückweise an verschiedenen Orten entwickeln. Man braucht einen Ort, der alle Prozesse beherbergt, die dann zur ersten Zelle führen könnten. Wichtiger Kontext ist übrigens, dass alles Leben von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren abstammt - LUCA (letzter universeller gemeinsamer Vorfahre). Okay, welche Umwelt könnte also LUCA hervorbringen? Sie benötigt zwei Hauptmerkmale: - Es gibt einen kontinuierlichen Fluss von Kohlenstoff und Energie (in gewissem Sinne ist alles Leben ein Fluss von Kohlenstoff und Energie, aber man braucht etwas Geochemie, um dieses Ungleichgewicht aufrechtzuerhalten, bevor die ersten Zellen es nutzen können). - Etwas, das die Reaktionen konzentriert und katalysiert, die zu organischen Verbindungen führen (also anorganische Äquivalente von Zellen und Enzymen). Das schließt viele alte Theorien aus: Ein warmer Teich mit Ammoniak und Salzen und dem gelegentlichen Blitz treibt keinen kontinuierlichen Fluss an, noch konzentriert er frühe organische Verbindungen in einem zellähnlichen Volumen, um Reaktionen voranzutreiben. Nick denkt, dass alkalische Meeresquellen eine einzigartige Lösung für diese Herausforderung sind und auch helfen, viel von der kontingenten Biochemie zu erklären, die alles Leben aufgrund unseres gemeinsamen Erbes verwendet hat. Okay, lass uns eintauchen: und zum Kontext, im Grunde versucht Nick hier zu erklären, wie man spontan mit einer frühen Version des umgekehrten Krebszyklus endet. Der umgekehrte Krebszyklus nimmt H2 und CO2 auf und erzeugt organische Moleküle, die die Vorläufer von Fettsäuren, Proteinen und Zuckern sind. Ein weiterer wichtiger Kontext: Alles Leben läuft auf Protonengradienten. Nahrungsmittel mit Sauerstoff (oder anderen Oxidationsmitteln in der anaeroben Atmung) pumpen H+-Ionen über eine Membran, wie das Füllen eines Damms. Diese Ionen fließen durch ATP-Synthase - eine molekulare Turbine - die den Fluss nutzt, um Phosphat an ADP anzuhängen und ATP zu erzeugen. Dein Körper enthält nur 60 Gramm ATP, aber der ATP→ADP→ATP-Zyklus ist so schnell, dass du dein Körpergewicht täglich in ATP verarbeitest. Nebenbei: Wenn eine Lösung sauer ist, bedeutet das, dass viele H+-Ionen darin sind. Und wenn sie basisch (also alkalisch) ist, bedeutet das, dass viele OH--Ionen darin sind. Okay, was geschah also in diesen alkalischen hydrothermalen Quellen? Es gibt 3 Seiten zu diesem Bild: die Innenseite der Quelle, die Wand der Quelle und die Ozeanseite der Quelle. Auf der Innenseite der Quelle rostet im Grunde genommen eisenhaltiges Gestein, was H2 und OH- in den Wasserstrom abgibt (also das Wasser basisch/alkalisch macht). Die Wand besteht aus katalytischen Mineralien wie FeS und hat auch eine Menge winziger Poren, die das Innere mit dem Äußeren verbinden. ...