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Modell für die Frühzeit

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 29.05.2013 12:07

Die Entstehung des Lebens vor vielleicht vier Milliarden Jahren ist weiterhin ein großes Rätsel für die Wissenschaft. Niemand weiß, wie der Übergang von unbelebter zu belebter Materie abgelaufen ist: Wie entstand aus einer Vielzahl separater Moleküle das erste, wenn auch noch sehr simple Lebewesen? Jetzt berichten britische Forscher in "Cell" über Erscheinungsformen moderner Bakterien, die zumindest die Vermehrung ihrer frühesten Ahnen erklären könnten.

Dass die Bausteine des Lebens ohne Probleme entstehen, haben viele Experimente nachgewiesen. Selbst im Weltall hat man entsprechende Moleküle bereits gefunden. Aber Bausteine sind kein Organismus. Außerdem sind selbst die primitivsten uns bekannten Lebewesen komplexe biologische Maschinen mit ausgefeilten Instrumenten und Verfahren für Energieversorgung, Verteidigung, Erhalt und Vermehrung. Die Kardinalfrage lautet: Wie haben sich diese aufwendigen Gebilde aus einfachen Molekülen entwickelt?

Selbst primitive Bakterien haben eine Zellmembran, mit der sie sich gegen die Umwelt abgrenzen. (Bild: Science)Eines der grundlegenden Merkmale eines Lebewesens ist die Fähigkeit, sich gegen seine Umgebung abzugrenzen. Selbst Bakterien und Archäen haben dafür komplex gebaute Zellmembranen entwickelt, die sie mit Hilfe eines komplizierten Apparates und unter Verwendung eines bedeutenden Teils ihrer Ressourcen instandhalten. Kaum vorstellbar, dass das alles einfach vom Himmel fiel, als sich die ersten Zellen in den Meeren und Pfützen der archaischen Erde bildeten. Auch diese Hüllen sind im Lauf der Evolution entstanden. Einen Einblick in die Anfänge dieser Entwicklung können Bakterien geben, die auch ohne diesen komplizierten Schutzwall auskommen und sich dann sogar noch vermehren.

Und zwar tauschen manche Bakterien unter bestimmten Stress-Umständen ihre gestaffelte Zellmembran gegen eine simple Lipidschicht aus. Am Zentrum für mikrobielle Zellbiologie der Universität von Newcastle untersucht man diese sogenannte L-Version der Bakterien seit langem. In "Cell" haben Institutsdirektor Jeff Errington und seine Kollegen jetzt dargelegt, wie sich diese L-Bakterien ohne großen Aufwand fortpflanzen. "Ein einfacher biophysikalischer Effekt führt zu effizienter Vermehrung, lange bevor Zellmembranen und aufwendige Apparate in der Zelle erfunden waren", schreiben die Forscher in ihrer Publikation. "Das Überraschendste war für mich, wie simpel der Mechanismus war", verriet Errington. Die Bakterien brauchten keinen aufwendigen Zellapparat, sondern produzierten einfach Unmengen an Lipidmembran. Irgendwann einmal beulte sich diese Membran aus und schnürte Tochterzellen ab.

Jeff Errington vermutet, dass diese Fähigkeit der heutigen Bakterien so etwas wie ein Relikt aus der Frühzeit des irdischen Lebens ist. "Diese Bakterien könnten ein Modell für künftige Versuche sein, die Vermehrung der frühesten Zellen aufzuklären", meint der britische Mikrobiologe.

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