Neue Erkenntnisse zur Entstehung zellähnlicher Strukturen auf Titan

LONDON (IT BOLTWISE) – Die Entstehung von Leben auf anderen Himmelskörpern ist ein faszinierendes Thema, das Wissenschaftler weltweit beschäftigt. Insbesondere der Saturnmond Titan, der als einer der vielversprechendsten Kandidaten für außerirdisches Leben gilt, rückt immer mehr in den Fokus der Forschung.

Der Saturnmond Titan fasziniert Wissenschaftler seit langem aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften. Er ist der einzige Mond im Sonnensystem mit einer dichten Atmosphäre, die reich an Stickstoff und Methan ist. Diese Zusammensetzung ähnelt in gewisser Weise der frühen Erdatmosphäre und macht Titan zu einem interessanten Objekt für die Astrobiologie.

Im Gegensatz zur Erde sind die Seen und Meere auf Titan jedoch nicht mit Wasser, sondern mit flüssigen Kohlenwasserstoffen wie Methan gefüllt. Diese Stoffe durchlaufen einen Kreislauf aus Verdunstung, Wolkenbildung und Regen, der zur Entstehung organischer Moleküle führt. Diese Moleküle, sogenannte Amphiphile, könnten entscheidend für die Bildung von Zellmembranen sein.

Prof. Dr. Christian Mayer von der Universität Duisburg-Essen und Dr. Conor A. Nixon vom Goddard Space Flight Center der NASA haben ein theoretisches Modell entwickelt, das auf fundierten Analysen der Bedingungen auf Titan basiert. Ihr Modell berücksichtigt die Atmosphäre, Temperatur, Druckverhältnisse und das Verhalten von Molekülen auf Titan. Ergänzt wird es durch Laborsimulationen und Erkenntnisse aus früheren Experimenten.

Die Forscher haben einen Prozess entdeckt, bei dem sich auf Titan zellähnliche Strukturen, sogenannte Vesikel, bilden könnten. Diese Strukturen gelten als erster Schritt zur Entstehung von Leben. Der Prozess könnte folgendermaßen ablaufen: Wenn Methanregen auf Titans Seen trifft und dabei Sprühnebel erzeugt, entstehen winzige Tröpfchen, die mit einer Schicht von Amphiphilen umhüllt sind. Treffen sie erneut auf die Flüssigkeitsoberfläche, verbinden sich ihre Hüllen mit der Molekülschicht des Sees zu einer stabilen Doppelmembran.

Diese Vesikel, die zellähnliche Hüllen bilden und Flüssigkeit einschließen, könnten in ihrer Umgebung weitere Moleküle aufnehmen und dadurch stabiler werden. “Die beständigeren Vesikel überleben länger – es entsteht eine Art molekularer Wettbewerb, der eine frühe Form von Evolution möglich macht”, erklärt Mayer. Dies könnte ein erster Schritt hin zu Protozellen sein, den Vorläufern lebender Zellen.

Die Forscher schlagen auch experimentelle Ansätze vor, um diesen Mechanismus künftig im Labor nachzubilden, etwa mit flüssigem Methan unter Titan-ähnlichen Bedingungen. Zudem empfehlen sie Messverfahren für Raumsonden, wie die Kombination aus Laserstreuung und Raman-Spektroskopie, um Vesikel direkt in den Seen des Saturnmondes nachweisen zu können.

Die Entstehung von Vesikeln unter lebensfremden Bedingungen würde zeigen, dass die Grundprinzipien biologischer Selbstorganisation nicht an Wasser oder irdische Verhältnisse gebunden sind. Dies eröffnet völlig neue Perspektiven für die Astrobiologie und für unsere Vorstellung, wo Leben entstehen kann.

Spannend wird es auch mit der NASA-Mission Dragonfly, die im Juli 2028 starten soll. Diese Mission wird umfangreiche Oberflächenmessungen auf Titan durchführen sowie atmosphärische und geophysikalische Daten sammeln, wenn die Rakete im Jahr 2034 auf Titan landet. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift International Journal of Astrobiology veröffentlicht.

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