Die Idee der „Panspermie“ ist über 100 Jahre alt. Vereinfacht ausgedrückt besagt sie, dass das Leben aus dem Weltall auf die Erde gekommen ist. Es ist irgendwo anders im Universum entstanden, durch den Weltraum gereist und vor ein paar Milliarden Jahren auf unserem Planeten gelandet. Und damit sind KEINE intelligenten Aliens gemeint, die mit Raumschiffen durch die Galaxie fliegen. Es geht um mikrobiologisches Leben, um Bakterien oder andere Mikroorganismen. Die haben sich irgendwo auf einem anderen Planeten entwickelt. Dort sind Asteroiden eingeschlagen und haben Trümmer aus der Kruste dieses Planeten ins All hinaus geschleudert. Eingeschlossen im Gestein waren die Mikroorganismen und mit den Gesteinsbrocken sind sie durch den interstellaren Raum bis zur Erde gelangt. Dort sind sie eingeschlagen und die Alienbakterien haben sich zu dem weiterentwickelt, was wir heute an Leben auf der Erde sehen.
Das klingt nach Science Fiction. Ist aber nicht so weit hergeholt, wie es vielleicht aussehen mag. Was also spricht für die Panspermie?
- Asteroiden und andere Himmelskörper schlagen immer wieder auf Planeten ein. Das können wir ganz konkret beobachten; hier auf der Erde und bei anderen Planeten.
- Wir wissen, dass bei solchen Einschlägen Bruchstücke der Planeten ins All geschleudert werden. Diese Trümmer können auf anderen Planeten landen. Auch das wissen wir, weil wir genau solche Trümmer gefunden haben. Auf der Erde haben wir Stücke vom Mars gefunden, ebenso wie Stücke der Erde auf dem Mond.
- Wir wissen, dass Asteroiden und Kometen von anderen Sternensystems bis ins Sonnensystem gelangen können. Wir haben in den letzten Jahren zwei dieser interstellaren Asteroiden gefunden.
- Wir wissen, dass manche Mikroorganismen auf der Erde tief im Gestein leben können. Wir wissen, dass manche Mikroorganismen extreme Bedingungen aushalten und auch überleben können, wenn sie dem luftleeren, lebensfeindlichen Weltraum ausgesetzt sind. Wir wissen, dass sie auch die enormen Beschleunigungskräfte überleben können, die bei einem Einschlag auftreten.
Wir wissen also, dass die einzelnen Schritte der Panspermie prinzipiell möglich sind. Wir wissen nicht, ob sie auch tatsächlich alle hintereinander stattfinden, um so Leben von einem Planeten zum anderen übertragen können. Wie man herausfinden könnte, ob Panspermie stattgefunden hat oder nicht, haben sich kürzlich Claudio Grimaldi von der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne und seine Kollegen angesehen („Feasibility of Detecting Interstellar Panspermia in Astrophysical Environments“. Obwohl „herausfinden“ hier eher theoretisch zu verstehen ist: Was man in dieser Arbeit getan hat, hat eher mit Statistik zu tun, als mit konkreten Beobachtungen.
Die Forscher haben sich überlegt, wie sich die Entwicklung von Leben rein statistisch äußern würde; je nachdem ob man davon ausgeht, dass es immer nur einzeln auf den jeweiligen Planeten entsteht oder ob es von einem Planeten auf andere übertragen wird. Dazu haben sie ein Konzept entwickelt, das sie „Lebenssphäre“ genannt haben (und sie haben tatsächlich das deutsche Wort verwendet, was ein klein wenig beunruhigend klingt…). In Abhängigkeit der Verteilung der Geschwindigkeiten, die von einem Planeten ins All fliegende Bruchstücke haben und der Überlebensdauer von darin eventuell enthaltenen Mikroorganismen, haben sie einen Radius berechnet, in dem ein Planet sein Leben theoretisch exportieren kann. Nimmt man zum Beispiel an, dass ein Mikroorganismus 1 Million Jahre überleben kann, dann kommt man auf eine Lebenssphäre mit einem Durchmesser von 50 bis 100 Lichtjahren. So eine Sphäre um die Sonne herum würde ein paar hundert Sterne enthalten; also genug potenzielle Empfänger.
Dann folgt in der Arbeit noch jede Menge mehr Statistik, die ich aber nicht im Detail erklären will, sondern lieber auf diese Grafik verweise:
Das Diagramm zeigt eine Verteilung von Planeten auf denen Leben existiert mit ihren jeweiligen Lebenssphären. Links sieht man, wie es aussehen würde, wenn das Leben auf jedem Planeten unabhängig entsteht. Rechts die Verteilung von „belebten“ Planeten im Fall von stattfindender Panspermie. Die mathematische Funktion g(r) neben der Verteilung ist ein Maß dafür, wie die Zentren der Lebenssphären verteilt sind bzw. zusammenhängen. Die Details sind jetzt nicht so wichtig, aber man sieht deutlich einen Unterschied (der sich eben auch mathematisch exakt ausdrücken lässt).
Was folgt jetzt daraus? Nicht viel, vorerst. Wir haben nirgendwo anders im Universum Leben gefunden, nur hier auf der Erde. Um eine statistische Analyse zur Prüfung der Panspermie-Hypothese durchführen zu können, bräuchten wir mindestens 20 bis 30 Planeten, auf denen Leben existiert. Ganz unnötig ist die Arbeit von Grimaldi und seinen Kollegen aber nicht. Am „einfachsten“ wäre es ja, wenn wir außerirdisches Leben nicht nur entdecken, sondern auch im Labor analysieren könnten. Dann könnten wir uns die DNA anschauen und eine mögliche Verwandtschaft durch genetische Untersuchungen einwandfrei nachweisen (oder widerlegen). Das wird so schnell aber nicht passieren. Dazu müssten wir Mikroorganismen in Asteroiden oder Meteoriten finden; oder auf dem Mars. Das ist zwar nicht unmöglich, aber sehr unwahrscheinlich. Viel wahrscheinlicher ist es, das wir irgendwann in der Zukunft indirekte Spuren von Leben auf den Planeten anderer Sterne finden. Zum Beispiel, wenn wir eindeutige Hinweise auf „Biomarker“ entdecken; also den Einfluss, den Leben auf die Zusammensetzung der Atmosphäre eines Planeten hat, nachweisen können. Auch das wird nicht so einfach sein, aber mit den Teleskopen der nächsten Generation könnten wir das vielleicht schaffen. Dann wüssten wir, dass da irgendwo anders zumindest mikrobiologisches Leben existiert; könnten es aber nicht genetisch untersuchen. Das einzige was wir in Sachen Panspermie dann machen könnten, wäre eine statistische Analyse wie in der Arbeit von Grimaldi und seinen Kollegen vorgeschlagen.
Ob die Panspermie stattgefunden hat oder nicht, werden wir also so schnell nicht herausfinden. Dazu müssen wir vor allem auch die Mikroorganismen besser verstehen. Aus astronomischer Sicht ist die Sache recht klar; wir wissen, dass Planeten und Planetensysteme Material austauschen. Wir wissen aber nicht, wie lange Mikroorganismen wirklich überleben können. Bacillus Permians soll zwar 250 Millionen Jahre überleben können; die entsprechenden Forschungsergebnisse sind aber – vorsichtig ausgedrückt – umstritten. Vielleicht gibt es Mikroorganismen die die vergleichsweisen kurzen Zeiträume einer interplanetaren Reise überleben können; dann könnten wir irdisches Leben auf dem Mars entdecken (oder umgekehrt). Ob Leben aber auch interstellar (oder gar intergalaktisch?) Reisen überleben kann, ist eine ganz andere Frage…
Das ist doch keine Entweder-Oder Frage, oder? Außer
1) Leben entwickelt sich überall unabhängig, und
2) Leben entwickelt sich auf einem System und verteilt sich auf die benachbarten Systeme,
gäbe es ja auch:
3) Leben entwickelt sich überall unabhängig, UND verteilt sich auf benachbarten Systeme. (Das Star-Trek Szenario ^^)
Aber praktische Auswirkungen für die Suche könnte es schon haben. Aus der Position und Richtung bekannter benachbarter Systeme könnte man schon errechnen, welche vor 4-6 Millionen Jahren den richtigen Abstand gehabt haben könnten, um Asteoriden mit der Erde (bidrektional) auszutauschen. Damit hätte man ja passende Kandidaten, wo man am ehesten nach Bio-Markern suchen könnte/sollte.
Ich wollte noch einen Witz machen mit „Panspermie-Inzidenz > 0“, aber der passt irgendwie nicht zum Text. Schade.
Das finde ich ja jetzt mal interessant. Wo es gerade drüben bei Bettina Wurche darum ging, ob es gefährlich sein könnte Proben vom Mars auf die Erde zu bringen (und ich mich vielleicht ein wenig blamiert habe. Na gut, diese Gefahr besteht immer. Dazu stehe ich).
Die Konsequenzen aus den Szenarien oben, ob das Leben durch Asteroiden auf die Erde kam oder umgekehrt von der Erde zum Mars oder noch verrückter, vielleicht auf Monde mit untermondischen Seen gelangte, sind weitreichend und spannend.
Die Frage, ob außerirdisches Leben, so es das im Sonnensystem überhaupt (noch) gibt, und die Frage nach einer möglichen genetischen prinzipiellen Ähnlichkeit sagt etwas darüber, ob es sowas wie „Alien-RNA-Viren“ geben könnte. Und das hängt mit Bettina Wurches Thema, Marsproben zur Erde zu bringen, zusammen. Ich verstehe die Neugier der Wissenschaftler nur zu gut. Falls wir wider erwartend etwas „lebendiges“ oder Spuren davon finden würden, dann beantwortet das eine Menge Fragen. Auch einige der oben gestellten Fragen.
Aber nicht dass ich eines Tages aufwache und feststelle, ich bin ein Alien. Vielleicht habe ich jedoch einfach nur eine Geschichte von Kafka (über eine Verwandlung) zu viel gelesen.
Für die Panspermie spricht, indem wir unsere Biosphäre und damit die eigene Lebensgrundlage zerstören, wir wie ein Geschwür der Erde sind.
@ Herbie
Zu viel Matrix geschaut?
@Herbie: Du meinst wir wären ein Fremdkörper und gehören deshalb nicht hier hin? Ja, wir benehmen und massiv daneben. Doch könnte in deinem Gedanken ein logischer Fehler stecken.
Wir sind es, die die Erde zerstören. Wir sind aber nicht die Erde. Zur Natur gehören Millionen großer und kleiner Wesen, die Natur erhalten, sie sogar ausmachen. Sie und wir sind auf die selbe Art entstanden. Wir sind verwand.
Ohne all die Lebewesen keine Natur. Die Natur auf dem Mond ist ziemlich öde oder genauer nicht vorhanden. Wir sind Teil der Natur. Woher wir kommen ist damit nicht geklärt.
Prinzipiell ist eine Panspermie denkbar.
Aber sie ist m.M.n. nicht notwendig um die Entstehung des Lebens auf der Erde zu erklären, denn, auch wenn nicht alle Schritte der Evolution bereits bekannt sind, reichten die Zeit und die Bedingungen zu seiner Entwicklung hier aus. Siehe auch Die Grundprinzipien der Evolution (Dr. Martin Lödl), insbes. ab 46:40 bis 55:04.
Zwar können sich auch im All verschiedene organische Moleküle (z.B. Methanol, Zucker, Äthylalkohol, Formaldehyd, Ameisensäure, Essigsäure, Glykolaldehyd, Äthylenglykol und Aminoacetonitril) bilden. Diese Moleküle sind zwar Bausteine des Lebens aber eben noch nicht lebendig. Sie entstehen im All in nachweisbaren Mengen. Dass die Grundbausteine des Lebens auch auf der Erde entstehen konnten wurde 1953 im Miller-Urey-Experiment nachgewiesen.
Wieso sollte man vermuten, dass einfachste Formen des Lebens woanders entstanden und dann über großen Entfernung (und damit auch lange Zeit) im prinzipiell lebensfeindlichen (tiefe Temperatur und harte Strahlung) All hierher gekommen sind. Die Idee der Panspermie hilft auch nicht weiter, wenn man die Entstehung des Lebens verstehen will – die Verlagerung des Ursprungs des Lebens auf ein weit entferntes Sonnensystem löst die Frage wie es entstanden ist auch nicht – es wird sogar schwieriger, weil man dann noch weniger über die Bedingungen weiß.
Widerspricht die Idee der Panspermie auch nicht dem Sparsamkeitsprinzip (Ockhams Rasiermesser)?
Meine Güte, was haben die letzten 16 Monate nur angerichtet? Ich habe doch tatsächlich die Überschrift gelesen als: „Die Statistik der Pandemie“ und mich gewundert, warum das Corona-Virus plötzlich aus dem All kommen soll.
Bin ich nach mehr als einem Jahr jetzt dermassen konditioniert?
Angelehnt daran ging das Terra X Team der Frage nach, wie in einer Ursuppe aus toten Molekühlen Leben entstehen kann. Das war auch ein sehr interessantes Video:
https://www.youtube.com/watch?v=b8CNQOe-Rbs
Das ist wie beim Schach, wenn man sich einem dreifachen Pferdangriff gegenüber sieht. Das hinterlässt Spuren. Louis de Funes konnte diesen Menschentypen gut verkörpern, der hinter allem etwas Bedrohliches vermutet.
Ehrlich gesagt wundere ich mich ein wenig, dass dieser Frage so viel Bedeutung beigemessen wird. Warum spielt es eine Rolle, ob die ersten Lebensformen hier oder weiter draußen entstanden sind? Entscheidend ist doch eher die Frage, wie und warum sie entstanden sind, welche Bedingungen herrschen und welche Reaktionen ablaufen müssen.
Angenommen, wir finden die Panspermiehypothese irgendwann bestätigt. Welche Schlussfolgerungen können wir daraus ableiten (außer, dass wir in gewisser Weise Alien-Nachkommen sind, aber das sind wir aus Sicht aller anderen Planeten um Universum ohnehin)? In religiösen und esoterischen Kreisen mag das einen enormen Wirbel verursachen, aber welcher Erkenntnisgewinn ergibt sich für die Wissenschaft? Kann man davon ausgehen, dass der Verlauf der irdischen Evolution signifikant davon abhängt, wo die ersten primitiven Lebensformen entstanden sind?
Das ist nicht polemisch gemeint. Ich stelle mir diese Frage jedesmal, wenn es die Panspermiehypothese geht.
Nachtrag zu #6:
Selbst wenn die ersten Lebensformen woanders entstanden wären, dann im All verteilt wurden und dadurch auf die Erde gelangt sein sollten (bedenkt man die Wahrscheinlichkeit dafür, die Menge der hier unversehrt angekommenen „Alienkeime“ und das sie sich hier überhaupt vermehren konnten), was könnten wir daraus ableiten?
Das würde z.B. nicht bedeuten, dass sich das Leben auf anderen Planeten genauso entwickelt hätte. Die „Aliens“ könnten auf demselben Entwicklungsstand stehen geblieben sein oder sich ganz anders entwickelt haben. Die Erde hatte z.B. zunächst eine Atmosphäre ohne den (giftigen) freien Sauerstoff, der erst durch frühe Mikroorganismen freigesetzt wurde. Wir können im Sonnensystem am Beispiel der Venus oder des Mars sehen, wie sich andere Planeten entwickeln, wenn die Voraussetzungen nicht ausreichen (dort müssten die „Alienkeime“ ja auch gelandet sein).
Selbst eine Panspermie würde nicht bedeuten, dass überall unsere „Alien“-Brüder und -Schwestern leben. Auf der Erde hat sich viele Millionen Jahre keine zu einer technischen Zivilisation fähigen Lebensform entwickelt (wäre dies unvermeidlich, dann hätten es schon spätestens seit der Kreidezeit passieren können). Die Evolution ist nicht zielgerichtet und die „Krone der Schöpfung“ nicht zwangsläufig deren Folge – und das gilt wohl für das ganze Universum.
Nochwas zur Panspermie:
https://www.heise.de/hintergrund/NASA-Rover-Perseverance-Gefaehrden-Mars-Gesteinsproben-die-Erde-6047962.html
Ich habe es erstmal unter Kopf->Tisch abgelegt….
(wie gut ueberleben Bakterien, die in einer aneroben Umgebung grossgeworden sind, 21% Sauerstoff in unserer Atmosphäre?)
Pete
@ Pete
Frag mal die Lebensformen, die von der Großen Sauerstoffkatastrophe betroffen waren.
Genau darauf wollte ich hinaus 😉
Btw, abgepacktes Fleisch, „unter Schutzatmosphäre verpackt“, liegt in (reinem) Sauerstoff…
@Pete:
In der Regel sind es eher 80%. Je nach Produkt kann die „Schutzatmosphäre“ auch Sauerstoff reduziert sein. ZB. zum grössten Teil aus Stickstoff bestehen.
Die mit hohem Sauerstoff Anteil benutzt man normalerweise bei abgepacktem Fleisch. Vor allem Gehacktes. Das sieht dann hübsch rot aus und ist halbwegs keimfrei (womit du recht hast) … aber auch zäh.
Ganz so einfach ist es dann auch wieder nicht.
Ist hier eine Biologin/Biologe, die/der Bescheid weiß, ob zum Beispiel solche Bakterien, die man in der Tiefsee an schwarzen Rauchern findet auch in der „normalen“ Atmosphäre an der Oberfläche überleben?
@schlappohr: „Warum spielt es eine Rolle, ob die ersten Lebensformen hier oder weiter draußen entstanden sind?“
Schlicht und einfach Erkenntnis? Und die Antwort darauf, uns auch bei der Antwort auf „Entscheidend ist doch eher die Frage, wie und warum sie entstanden sind, welche Bedingungen herrschen und welche Reaktionen ablaufen müssen“ helfen kann?
Jetzt kann man natürlich sagen, die Antwort ob die Theorie der Panspermie entscheidend ist oder nicht, ist in Wirklich irrelevant, aber das wissen wir schlicht und einfach nicht.
Eventuell ist die Frage nach der Panspermie nicht entscheidend oder sie ist es und hilft uns bei der Frage, wie und unter welchen Umständen Leben enstehen kann und vielleicht hilft uns die Antwort auf die Frage der Panspermie auch zu verstehen, wo wir nach Leben suchen sollen. Eventuell hilft sie uns sogar für die Antwort, wie Leben beschaffen sein muss und was wir ausschließen können.
Eventuell auch nicht. So ist das nun mal mit Grundlagenforschung.
Aua! Sorry konnte nicht widerstehen bei der Vorlage 😉
Nur wieso spricht die (durchaus überlegenswerte!) Bakterienaussage gegen eine ziemlich gute Beschreibung des aktuellen Stands der Wissenschaft?
Journalistisch und inhaltlich war der Artikel vollkommen korrekt.
Oh wo kommen denn auf einmal die Posts alle her? #17 ging an Pete #12.
Gibt es denn eigentlich Möglichkeiten im Falle eines Fundes extraterrestrischer Art einen möglichen Fehlschluss auszuschliessen?
Gemeint ist: wir könnten ja Leben z.B. in den Permafrostböden des Mars finden mit einer DNA, die offenbar mit uns verwandt ist und daraus schlussfolgern, dass unser Leben also in Form eines Meteoriten vom Mars zu uns kam. Doch es könnte genau umgekehrt gewesen sein und wir waren die Quelle und Exporteure.
Wie könnten wir das unterscheiden?
@Adam
Ich glaube nicht, dass das derzeit möglich wäre. Wir wissen ja noch nicht mal über die frühe Erde soviel, dass wir sagen können, wann das Leben auf ihr wirklich begonnen hat.
Wir können zwar einigermaßen extrapolieren, wann ungefähr LUCA gelebt haben muss (und wie zuverlässig diese Extrapolation ist, ist die nächste Frage), aber ob im Falle eines solchen Fundes nun der Mars die Erde befruchtet hat oder umgekehrt oder ob es gar nur eine zufällig parallele Entwicklung ohne irgendwelche Lebensform-Austäusche war, könnte beim jetzigen Wissensstand nicht entschieden werden.
#10 : “Warum spielt es eine Rolle, ob die ersten Lebensformen hier oder weiter draußen entstanden sind?”
Weil davon abhängt, unter welchen Bedingungen Leben entstehen kann, und wie weit es verbreitet es sein könnte.
Leben kann ja nicht nur auf Planeten entstanden sein, sondern auch auf Asterioden bzw- Gürteln oder innerhalb von Wolken, die warm und dicht genug sind, dass sich lokale Klumpen gebildet haben können.
Mal angenommen, es wären tatsächlich während der Warm-Perioden des Universums (Avi Loeb „The Habitable Epoch of the Early Universe“) die ersten Lebewesen oder überhaupt DNA/RNA entstanden, dann könnten das Zeitgleich überall da stattgefunden haben, wo es die notwendigen Elemente gegeben hat. Dann hätte sich Leben mglw. viel weiter verbreitet, als wenn man nur erdähnliche Planten als Wiegen des Lebens hätte. Dann bräuchte es vermutlich auch keine „Ursuppe“. Bzw. die Ursuppe wäre einfach nur ein guter Nährboden für Leben gewesen, aber nicht die Ursache.
Das heraus zu finden, wäre schon eine wissenschaftliche Aufgabe.
@next
Ja, das ist vollkommen richtig. Aber die zentrale Frage ist, kann das Leben überall im Universum entstehen, kann es lange Zeit überdauern, kann es sich auf Planeten ansiedeln. Das sind die wissenschaftlichen Fragen von Interesse, das ist das, was wir eigentlich herausfinden wollen.
Wie das Leben tatsächlich hier auf der Erde kam, ist ein Einzelfall, der uns nicht wirklich weiterbringt. Genau so könnte ich fragen, ob ein bestimmter Regentropfen auf meinem Dachfenster im indischen Ozean, in der Behringsee oder im Main-Donau-Kanal verdunstet ist. Die eigentlich interessante Frage ist aber das Verständnis der globalen Wettersysteme. Dabei bringt ich dieser eine spezielle Tropfen nicht weiter.
Deswegen halte ich die Panspermiehypothese für ein Dead End. Wir können sich nicht beweisen, ohne vorher eine Menge anderer Fragen zu beantworten. Und wenn wir das getan haben, ist die Panspermiefrage uninteressant geworden. Sie ist nur der letzte Schritt, der mir sagt, woher der Wassertropfen kommt.
Das irdische Leben scheint genetisch komplett vernetzt zu sein, vertikal durch einen gemeinsamen Vorfahren allen irdschen Lebens, horizontal durch artübergreifenden Austausch von Gensequenzen, etwa durch Viren. Sollte es auch eine interstellare, oder gar intergalaktische Vernetzung geben?
“The Habitable Epoch of the Early Universe”
@next Danke for den Hinweis!
Wenn da was dran ist, dann wäre das frühe Universum als gigantische Ursuppe zu verstehen von der aus sich, dank kürzerer Distanzen erste Lebensbausteine vergleichsweise schnell ausbreiten konnten. Viel Stoff für SciFi, statistische Modelle und Simulationen.