Neues NASA-Konsortium untersucht, wie das Leben begann
Bild überRensselaer Polytechnisches Institut.
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Wie begann das Leben auf der Erde? Das ist eine der ältesten und tiefgründigsten Fragen, die der Mensch je zu beantworten versucht hat. In den letzten hundert Jahren sind die wissenschaftlichen Antworten weit gekommen. Wissenschaftler wollen verstehen, welche Prozesse Leben schaffen – sowohl hier als auch möglicherweise auf anderen Planeten – aber es gibt viele ungelöste Rätsel. Um das Rätsel zu lösen, hat die NASA diesen Monat eine neue Studie gestartetKonsortium– Zusammenschluss von Forschern aus mehreren wissenschaftlichen Disziplinen – genannt Prebiotic Chemistry and Early Earth Environments oderPCE3.
Wissenschaftler der University of California, Riverside (UCR) und des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) gaben PCE3 am 14. Februar 2019 bekannt.Lori Glasur, amtierender Direktor vonNASA-Planetenforschung, sagte die NASA große Hoffnungen in dieses neue Konsortium:
[Es] hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir die Ursprünge des Lebens erforschen, zu verändern. Das Konsortium wird das Verständnis dafür verbessern, wie das Leben beginnt, indem es die Gemeinschaft befruchtet, neue Kooperationen ermöglicht und den Dialog über verschiedene intellektuelle Kompetenzen grundlegend verändert.
Das ultimative Ziel von PCE3 ist es herauszufinden, welche Arten von planetaren Bedingungen den Beginn des Lebens ermöglichen. Seine Ergebnisse werden auch verwendet, um zukünftige NASA-Missionen zu leiten, die nach bewohnbaren . suchenExoplaneten.
Wissenschaftler wissen immer noch nicht genau, wie sich das Leben auf der frühen Erde entwickelt hat. Bild über University of St. Andrews.
PCE3 wird ein virtuelles interaktives Portal verwenden, um Daten der breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung zu stellen. Diese Daten beziehen sich auf frühe Umgebungen auf der Erde und wie diese Bedingungen die Chemie ermöglichten, die für das Leben erforderlich war. Wie erklärt vonKaryn Rogersvon RPI, einer von vier PCE3-Co-Leitern:
Mit diesem Ansatz werden wir realistische planetare Bedingungen in präbiotische Chemieexperimente einbeziehen, was zu Modellen für die Entstehung von Leben führt, die mit dem übereinstimmen, was wir über die Frühgeschichte unseres Planeten wissen.
Planet Erde und die Chemie des Lebens teilen sich den gleichen Weg. Aufgrund dieser Co-Evolution können wir unser Verständnis der grundlegenden planetarischen Prozesse nutzen, die das Erdsystem in Bewegung setzen, um die physikalische, chemische und Umweltkarte des Lebens zu skizzieren.
Rogers erklärt mehr über diesen Ansatz im folgenden Video:
Wie führten die frühen chemischen Reaktionen mit organischen Molekülen zum Leben selbst? PCE3 wird versuchen, diese Frage zu beantworten, sagteRam KrishnamurthyvonScripps-Forschung:
Zu den ersten Aufgaben der Gruppe wird es gehören, zu untersuchen, wie kleine Moleküle auf der frühen Erde synthetisiert oder an die frühe Erde abgegeben werden und wie diese überleben und anschließend komplexere Verbindungen in Umgebungen der frühen Erde bilden könnten, die die Entstehung des Lebens beherbergen könnten.
Ein MIT und Harvard-Smithsonian Center for Astrophysicsletztes Jahr studierenfanden heraus, dass Moleküle, die als sulfidische Anionen bezeichnet werden, zu der Zeit reichlich vorhanden waren, als das erste Leben auf der Erde vermutet wird. Bild über MIT.
Loren WilliamsdesGeorgia Institute of Technologynotiert:
Die Dekonstruktion der Ursprünge des Lebens erfordert ein umfassendes Verständnis der Umwelt- und chemischen Bedingungen in der frühen Erdgeschichte und der Entwicklung und Entwicklung des Lebens in einer Welt, die sich ganz von der heutigen unterscheidet.
NASAsAstrobiologie-Programmhat RPI einen Zuschuss in Höhe von 9 Millionen US-Dollar über dieEarth First OriginsProjekt, das seine Expertise nutzen wird, um das PCE3-Konsortium zu unterstützen.
Wie vom Präsidenten angemerktShirley Ann Jackson, RPI hat eine lange Forschungsgeschichte auf dem Gebiet der Astrobiologie:
Rensselaer hat eine lange Geschichte bedeutender Beiträge auf dem Gebiet der Astrobiologie, das Earth First Origins-Projekt und das Rensselaer Astrobiology Research and Education Center (SELTEN) wird unser Erbe der Entdeckungen enorm bereichern. Die interdisziplinäre globale Zusammenarbeit dieser Initiativen verkörpert die visionäre Arbeit, die wir alsDas neue Polytechnikum.
Auf der frühen Erde existierten verschiedene Arten von Umgebungen, und viele von ihnen könnten der Ausgangspunkt des Lebens gewesen sein, oder das Leben könnte durch Prozesse entstanden sein, die mehrere Umweltnischen verbanden. Wir wollen die Bandbreite möglicher Bedingungen in verschiedenen Umgebungen der frühen Erde ermitteln, sie im Labor nachbilden und die besonderen Faktoren verstehen, die zum Ablauf chemischer Synthesen beitragen, die zum Leben führen.
Stromatolithengehörten zu den frühesten mehrzelligen Lebensformen auf der Erde. Bild über iStock.
Das RPI-Forschungsprogramm bringt Wissenschaftler aus einer Vielzahl von Bereichen zusammen, darunterplanetarische entwicklung, frühe ErdeGeochemie, präbiotisch/experimentellAstrobiologieundanalytische Chemie. Zum Team gehört auchMolekularbiologenebenso gut wiegeochemische Modelliererund Daten- und Visualisierungsexperten.
Das Early Earth Laboratory (eEL) – Teil von Earth First Origins – wird experimentelle Geräte verwenden, um die Bedingungen auf der frühen Erde zu simulieren, soBruce Watson, Co-Forscher, Geochemiker und Institutsprofessor bei Rensselaer:
Die frühe Erde beherbergte eine Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen. Durch die genaue Darstellung von Wasser-Gesteins-Atmosphäre-Wechselwirkungen oder der Strömung und Vermischung von Flüssigkeiten entlang thermischer und chemischer Gradienten wird das eEL eine viel bessere Möglichkeit bieten, die chemischen Pfade zu erforschen, die in den frühesten Zeiten der Erde entstanden sind.
Dies ist ein spannendes Unterfangen, nicht nur im Hinblick auf das Leben auf der Erde, sondern auch auf das Leben anderswo. Tausende von Exoplaneten – Planeten, die andere Sterne umkreisen – wurden bereits von Astronomen entdeckt, und es wird geschätzt, dass es sich umMilliardenallein in unserer Galaxie. Zu wissen, wie das Leben auf der Erde entstand, wird Astronomen bei ihrer Suche nach Leben auf anderen Welten helfen, auch in unserem eigenen Sonnensystem. Ozeanwelten sind in unserem Sonnensystem weit verbreitet – nicht nur auf der Erde, sondern auch auf mehreren Eismonden mit unterirdischen Ozeanen – daher könnten Ozeane auch anderswo im Weltraum verbreitet sein. Wenn diese Ozeanwelten gefunden werden können, wären sie ein Hauptziel für die Suche nach Beweisen für außerirdische Biologie.
Das PCE3-Konsortium kann Wissenschaftlern nicht nur helfen, zu verstehen, wie sich das Leben auf der Erde entwickelt hat, sondern auch, wie es auf der Erde passieren könnteauch andere felsige Exoplaneten, wie die in derTRAPPIST-1System. Bild über ESO/M. Getreidemesser.
Die Erde ist ein Gesteinsplanet, und viele Gesteinsplaneten werden jetzt außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Wir kennen noch nicht die Bedingungen auf ihnen, aber einige dieser Welten könnten der Erde etwas ähnlich sein. Während das neue NASA-Konsortium voranschreitet, werden seine Ergebnisse den Wissenschaftlern helfen zu bestimmen, welche dieser Welten möglicherweise nicht nurbewohnbaraberbewohnt. WieTimothy Lyonsvon UCR sagte:
Ich freue mich besonders, die Anfänge des Lebens in den Kontext der frühen, dynamischen Bewohnbarkeit unseres Planeten zu stellen und diese Lektionen zu nutzen, um mir vorzustellen, wie Planeten um ferne Sterne in ähnlicher Weise die Ursprünge und die Entwicklung des Lebens begünstigt haben könnten.
Wie begann das Leben auf der Erde? Ein neues Forschungskonsortium der NASA wird versuchen, diese Frage zu beantworten. Bild über Rensselaer Polytechnic Institute.
Fazit: Das neue PCE3-Konsortium der NASA wird versuchen, eine der größten Fragen zu beantworten, die sich die Menschheit jemals gestellt hat – wie begann das Leben auf der Erde?