Eine neue Analyse von Material des Asteroiden Ryugu bestätigt das Vorhandensein aller fünf Nukleobasen – die wesentlichen molekularen Bestandteile von RNA und DNA – und untermauert damit den Beweis dafür, dass die Bestandteile des Lebens im frühen Sonnensystem wahrscheinlich häufig vorkamen. Diese Entdeckung, gepaart mit einem ähnlichen Fund vom Asteroiden Bennu, legt nahe, dass die Erde diese lebenswichtigen Bausteine möglicherweise durch Asteroideneinschläge erhalten hat und dass sie nicht nur auf unserem Planeten vorkommen.
Die Suche nach den Ursprüngen des Lebens
Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler darüber, wie das Leben auf der Erde entstand. Eine zentrale Frage ist, woher die grundlegenden molekularen Inhaltsstoffe stammen. DNA und RNA, die Baupläne allen bekannten Lebens, basieren auf fünf Kernnukleobasen: Adenin, Cytosin, Guanin, Thymin und Uracil. Das Auffinden dieser Verbindungen an anderer Stelle im Sonnensystem bestärkt die Theorie, dass die frühe Erde mit diesen Komponenten aus dem Weltraum besiedelt wurde.
Zwei Asteroiden, zwei Beweise
Der Ryugu-Asteroid, der von der japanischen Hayabusa2-Mission beprobt wurde, ist nun neben Bennu (beprobt von OSIRIS-REx der NASA) der zweite Asteroid, bei dem bestätigt wurde, dass er alle fünf Nukleobasen enthält. Zuvor hatte Ryugu nur Uracil geliefert. Die neueste Forschung unter der Leitung von Toshiki Koga analysierte zwei separate Ryugu-Proben, die jeweils den vollständigen Satz an Bausteinen bestätigten.
Das ist wichtig, weil es zeigt, dass diese Moleküle keine Seltenheit sind. Sie wurden auch in den Meteoriten Murchison und Orgueil gefunden, was auf eine weitverbreitete Verbreitung in kohlenstoffreichen Weltraumgesteinen schließen lässt.
Chemische Unterschiede offenbaren Asteroidenvielfalt
Die Forscher verglichen die Nukleobasenverhältnisse zwischen Ryugu, Bennu, Murchison und Orgueil und entdeckten subtile, aber signifikante Unterschiede. Ryugu enthielt ausgewogene Purine (Adenin und Guanin) und Pyrimidine (Cytosin, Thymin und Uracil). Bennu und Orgueil waren reich an Pyrimidinen, während Murchison Purine bevorzugte.
Diese Schwankungen korrelieren mit dem Ammoniakgehalt in den Proben. Dies impliziert, dass die innere chemische Umgebung der Mutter-Asteroiden Einfluss darauf hat, welche Nukleobasen sich bilden, was auf eine Vielfalt der organischen Chemie im frühen Sonnensystem hindeutet.
Implikationen für die RNA-Welthypothese
Besonders faszinierend ist das Vorhandensein von Thymin neben Uracil. DNA verwendet Thymin, während RNA Uracil verwendet. Einige Theorien gehen davon aus, dass das Leben erstmals in einer „RNA-Welt“ entstand, in der die einfacher zu bildende RNA das primäre genetische Molekül war. Die Entdeckung von Thymin und Uracil in Asteroiden legt nahe, dass die Asteroidenchemie beides produzieren kann, nicht nur das leichter zu bildende Uracil.
„Der universelle Nachweis aller fünf kanonischen Nukleobasen … unterstreicht den potenziellen Beitrag dieser exogenen Moleküle zum organischen Inventar, das die präbiotische molekulare Evolution unterstützte.“
Dies bestärkt die Idee, dass die frühe Erde durch Asteroidenbeschuss einen vollständigen chemischen Werkzeugkasten erhalten hat, der die notwendigen Zutaten für die Entstehung von Leben lieferte. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Synthese dieser Moleküle in kohlenstoffreichen Körpern im gesamten Sonnensystem häufig vorkommt.
