Nach der Hypothese von der chemischen Evolution soll sich die erste Zelle auf der Erde von selbst nur durch die Naturgesetze aus lebloser Materie entwickelt haben, weil die Atmosphäre des frühen Präkambriums stark reduzierend war und viel Methan, Ammoniak und freien Wasserstoff enthielt. In dieser reduzierenden methan-ammonium-wasserstoff-reichen Uratmosphäre sollen sich die Bausteine des Lebens durch Zufall gebildet haben und dann auf die Oberfläche der Erde und des Meeres herabgerieselt sein. Im Urmeer sollen sich die Aminosäuren dann in Hunderten von Millionen, wenn nicht in Milliarden von Jahren zu einer dicken chemischen Suppe angesammelt haben, so dick, wie eine kräftige Fleischbrühe. Einige Anhänger von Professor A. I. Oparin sind zu dem Schluss gekommen, dass die Bausteine des Lebens nicht in der Uratmosphäre entstanden sein können, weil die starke ultraviolette Strahlung sie zerstört hätte. Sie glauben statt dessen, dass die Bausteine des Lebens nicht aus den Chemikalien der methan-ammoniak-reichen Uratmosphäre gebildet worden seien, sondern im Meer, weil sich die nötigen Chemikalien im Meer erhalten und sich anreichern konnten.

Hat man das schon experimentell bewiesen? Hat es jemals solch eine stark reduzierende methan-ammoniak-wasserstoff-reiche Uratmosphäre gegeben, in der die nötigen Aminosäuren durch Zufall, Blitzschläge und UV-Strahlung entstehen konnten?

D. E. Hull von der California Research Corporation in Richmond, California (USA), über die Aminosäuren, die in der reduzierenden Uratmosphäre entstanden sein können, und wieviel davon das Urmeer erreicht hätten: "... 97 Prozent des Glyzins (= eine Aminosäure) wäre zerfallen, bevor es die Oberfläche (des Meeres oder der Erde) erreicht hätte." (1960) S. 693

Wie lange etwa hätten sich die 3% der Aminosäuren, die die Oberfläche des Urmeeres erreicht hätten, dann erhalten können? Hätte dort aus diesen Aminosäuren dann eine dicke Suppe entstehen können, so reichhaltig wie eine kräftige Fleischbrühe? Dies ist für uns wichtig, weil sich aus dieser toten chemischen Ursuppe die erste Zelle entwickelt haben soll, und aus dieser ersten Zelle dann alles spätere Leben.

D. E. Hull: " In der gemischten Schicht über der Pyknolinie, etwa 100 Meter

tief, hätte das Glycin dann eine Halbwertzeit gegenüber der ultravioletten Zerstörung von etwa zwanzig Jahren gehabt." (1960) S. 693

Aber das Urmeer muss doch an vielen Stellen bestimmt viel tiefer gewesen sein, als nur 100 Meter! Die Aminosäuren, wie das Glycin, hätten sich bestimmt in Hunderttausenden von Jahren zu einer kräftigen Suppe anreichern können, wo das Urmeer tiefer als 100 Meter war!

D. E. Hull: "Selbst wenn man annähme, dass sie (die Aminosäuren) bis zum Grunde des Meeres hin verteilt wären, mit einer durchschnittlichen Tiefe von 4 km, dann wäre die Halbwertzeit nur 1000 Jahre gewesen. Da (die Aminosäuren) nur so kurz bestehen und dann wieder in der Atmosphäre oder im Ozean zerfallen, konnten sich keine brauchbaren Mengen an organischen Verbindungen in einer Ewigkeit von Zeiten ansammeln." (1960) S. 694

Philipp H. Abelson von der Carnegie Institution von Washington, Washington, D.C., vom Geophysikalischen Laboratorium, hat auch die "chemische Evolution" und ihre angenommene methan-ammoniak-reiche Uratmosphäre, die sie für das Leben brauchte, näher untersucht. Er schreibt:

"Die Hypothese von der frühen Methan-Ammoniak-Atmosphäre ist ohne jede Grundlage und ist stattdessen widerlegt. Wenn die Methan-Ammoniak-Hypothese stimmte, sollte es geologische Beweise dafür geben. Welchen Beweis für eine Ur-Methan-Ammoniak-Atmosphäre auf der Erde hat man? Die Antwort lautet: Man hat keine Beweise dafür; aber es gibt viel, was dagegen spricht. Die Methan-Ammoniak-Hypothese ist in großer Schwierigkeit, soweit es die Sache mit dem Ammoniak betrifft, denn Ammoniak auf der Ur-Erde wäre schnell verschwunden."

Wie schnell wäre das Ammoniak etwa in der Uratmosphäre zerstört worden?

Philipp H. Abelson: "Wenn soviel Ammoniak (in der Uratmosphäre) enthalten wäre, wie heute Stickstoff in der heutigen Atmosphäre, dann würde es (das Ammoniak) in 30 000 Jahren zerstört werden. Kleine Mengen an Ammoniak hätten sich wieder gebildet; aber dieser Vorgang ist unwichtig im Vergleich zu den Mengen, die vernichtet werden." (1966) S. 1365

Die Uratmosphäre soll auch viel Methan enthalten haben. Hat es wenigstens davon viel gegeben?

Philipp H. Abelson: "Wenn es jemals große Mengen an Methan in der Erdatmosphäre gegeben hat, sollte es dafür geologische Beweise geben. Laboratoriumsversuche zeigen uns, wenn eine dichte, stark reduzierende Atmosphäre bestrahlt wird, entstehen hydrophobe organische Moleküle, die von sinkendem Lehm aufgesogen werden. Die ältesten Gesteine sollten daher eine ungewöhnlich große Menge an Kohlenstoff von organischen Chemikalien enthalten. Das ist nicht der Fall." (1966) S. 1365

Warum soll die Uratmosphäre eigentlich nicht viel Methan enthalten haben, wie das von der chemischen Evolution her nötig ist?

P. H. Abelson: "Die Zusammensetzung der Gase Neon, Argon, Krypton und Xenon in der heutigen Atmosphäre ist entscheidend. Neon ist auf der Erde in einer Menge von etwa 10-10 vorhanden, soviel wie im Weltraum, und auch Argon, Krypton und Xenon sind recht selten. Es ist wahrscheinlich, dass, wenn sich Xenon mit einem Atomgewicht von 130 nicht ansammeln konnte, andere flüchtige leichte Stoffe, wie Wasserstoff, Stickstoff, Methan und Kohlenmonoxyd damals auch verschwunden wären. Die Ansicht, dass die Erde eine dichte Methan-Ammoniak-Atmosphäre hatte, wird nicht durch die Geochemie bestätigt, und sie wird durch die Seltenheit von Xenon und Krypton in unserer heutigen Atmosphäre widerlegt." (1966) S. 1365

A. G. Cairns-Smith ist Haupt-Unterweiser für Chemie an der Universität von Glasgow in Schottland. Auch er hat die Hypothese der "chemischen Evolution" viele Jahrzehnte lang erforscht. Er hat auch den sowjetischen Biochemiker und Evolutionisten A. I. Oparin gekannt. -Was hat Professor A. G. Cairns-Smith inzwischen über die angeblich stark reduzierende Uratmosphäre herausgefunden, in der die Lebensbausteine von selbst entstanden sein sollen?

Er schreibt: "Nach Walker (1976) ist die Uratmosphäre die meiste Zeit über nur schwach reduzierend gewesen, als sich alles soweit beruhigt hatte, dass Leben bestehen konnte; er sagt: 'Eine reduzierende Atmosphäre, falls es sie jemals gegeben haben sollte, war nur von kurzer Dauer und endete gewaltsam', und er nimmt an, dass die Uratmosphäre wie unsere Atmosphäre jetzt gewesen ist, nur ganz ohne Sauerstoff, mit ein paar Prozent mehr Wasserstoff." Cairns-Smith, A. G. (1981) S. 16

Hat es im frühen Präkambrium jemals eine Uratmosphäre gegeben, die viel Methan enthielt, so dass sie die Meere mit den nötigen organischen Molekülen versorgen konnte, wie sich das Oparin, Eigen, von Ditfurth, Sagan und andere so vorgestellt haben?

Prof. A. G. Cairns-Smith: "In solch einem ungewissen Gebiet wie diesem sollten wir nicht dogmatisch sein: aber in Obereinstimmung mit der Skepsis von Abelson (1966) und Sillen (1965), findet die Ansicht, dass das Leben in einer methan-reichen Atmosphäre entstanden sei, wo die Meere reich an organischen Molekülen waren, wenig Unterstützung durch die Astronomie und Geologie. Die Atmosphäre könnte wohl neutral gewesen sein -hauptsächlich N2 und CO2. In diesem Falle könnten trotzdem stellenweise organische Moleküle aus CO2 entstanden sein, durch die Einwirkung starker Energie des ultravioletten Lichtes, das die sauerstofflose Atmosphäre durchdringt. Aber dieselbe Strahlung würde verhindern, dass sich große 'Nahrungsvorräte' ansammelten: sie zerbricht und macht organische Moleküle (Rein, et al. 1971)." (1981) S. 16

"Es gibt direkte Beweise dafür, dass es niemals eine stark reduzierende Atmosphäre gegeben hat, bis vor 3,8 Milliarden Jahren. In Grönland gibt es veränderte Sedimentgesteine dieses Alters (Moorbath, O 'Nion & Panhorst, 1973). Diese enthalten reichlich Kohlenstoffe (Allaart, 1976), was beweist, dass es mindestens damals schon Kohlendioxyd in der Atmosphäre gegeben haben muss (Schidlowski, 1978). Da die Grönland-Gesteine nicht allzu unnormal sind, nimmt Moorbath (1977) sogar an, dass die Bedingungen, unter denen sie abgesetzt wurden, nicht viel anders gewesen sein konnten als heute." Cairns-Smith, A. G. (1982) S. 16, 17

Bei den Versuchen von Stanley Miller und seinen Nachfolgern ging man davon aus, dass die Uratmosphäre, in der die Bausteine des Lebens entstanden sein sollen, viel Methan, Ammoniak und Wasserstoff enthielt. -Wie ist das mit dem vielen freien Wasserstoff. -Hat die Atmosphäre im Frühpräkambrium viel freien Wasserstoff enthalten?

Francis Crick erhielt 1962 zusammen mit James Watson und Maurice Wilkins den Medizin-Nobelpreis für die Entdeckung der Molekular-Struktur der Desoxyribonukleinsäure (DNS). Seit 1977 ist er Professor am Salk-lnstitut für Biologische Forschung in San Diego, Kalifornien und an der Universität von San Diego. Er schreibt über den großen Anteil des freien Wasserstoffs in der Uratmosphäre:

"In neuerer Zeit sind diese Vorstellungen angezweifelt worden. Wasserstoff ist so leicht, dass die Schwerkraft der Erde nicht stark genug ist, ihn festzuhalten, und er ohne weiteres in den Weltraum entweicht. In welchem Umfang das geschieht, hängt von einigen Faktoren ab, insbesondere von der Temperatur in der oberen Atmosphäre, denn je höher die Temperatur ist, um so schneller bewegen sich die Atome und Moleküle, und um so leichter entweichen sie in den Weltraum. Heute hält man es für möglich, dass ein Großteil des ursprünglichen Wasserstoffs so schnell entwich, dass er nie die Atmosphäre beherrschte." Crick, F. (1983) S. 83

Hat es jemals eine methan-ammoniak-wasserstoff-reiche Uratmosphäre im frühen Präkambrium gegeben, in der die erste Zelle von selbst entstehen konnte? Hätte diese Uratmosphäre die Bausteine für die erste Zelle liefern können? Wie war sie chemisch zusammengesetzt?

Professor Klaus Dose und Horst Rauchfuß: "Verschiedene Autoren vertraten die Auffassung, dass die primordiale oder primitive Atmosphäre der Erde (d. h. der Atmosphäre der präbiotischen Erde) hauptsächlich Wasserstoff, Methan, Ammoniak und Edelgase enthielt (Russel, 1935; Oparin, 1938; Urey, 1952; Miller and Urey, 1959). In der Tat bestehen 80% der kosmischen Materie aus Wasserstoff; Helium und Wasserstoff zusammen bilden mehr als 90% der Materie des Universums." (1975) S. 50

Hat die Uratmosphäre hauptsächlich aus Methan, Ammoniak und freiem Wasserstoff bestanden?

Professor K. Dose und H. Rauchfuß: "Wäre Wasserstoff und Helium nicht zusammen mit anderen flüchtigen Stoffen während der Bildung der Erde in den Weltraum entwichen und hätte die Temperatur der primordialen Atmosphäre niemals 25°C erheblich überschritten, dann wäre eine Methan-Ammoniak-Wasserdampf-Atmosphäre ... wahrscheinlich.

Diese Vorstellungen sind jedoch geologisch unrealistisch, weil der Überwiegende Teil der primordialen Gase (primäre Atmosphäre) während der Bildung der Erde wieder zurück ins Universum diffundierte. Während der Bildung der jungen Erde erreichte die Erdkruste wahrscheinlich nur noch Temperaturen von 200 bis 1000oC, so dass hier kein allgemeines Schmelzen der Gesteine einsetzte (Urey, 1962). Damit sich aber signifikante Mengen an biochemischen Molekülen auf der Erdkruste anhäufen konnten, musste die durchschnittliche Oberflächentemperatur zunächst auf etwa das gegenwärtige Niveau fallen. Die meisten biochemischen Verbindungen sind bei höheren Temperaturen nicht über geologische Zeiträume stabil." Dose und Rauchfuß (1975) S. 50, 52

"In der ersten Phase der Bildung der jungen Erde dürften vor allem freier Wasserstoff und Helium in den Weltraum diffundiert sein. In der folgenden Phase des Aufbaus einer 'sekundären' Atmosphäre durch vulkanische Ausgasungen können zwar Methan und Ammoniak neben Wasserdampf höhere Konzentrationen in der Atmosphäre erreicht haben, aber vor allem Methan und Ammoniak dürften in der folgenden Zeit durch strahlen und photochemische Reaktionen unter Beteiligung von Spaltprodukten des Wassers (insbesondere von OH-Radikalen) langsam zu CO2, CO und N2 oxidiert worden sein. Abelson (1966) kommt zu dem Schluss, dass die primordiale Atmosphäre der Erde kein Ammoniak enthielt, weil dessen Halbwertzeit aufgrund der ultravioletten Strahlung der Sonne nur etwa 30000 Jahre beträgt. Nach Abelson kann die Atmosphäre der primordialen Erde in der Obergangsphase Protoerde - Erde auch keine größeren Mengen an Methan enthalten haben, weil diese Gase unter der Einwirkung von Strahlung teilweise auch in höhere Kohlenwasserstoffe umgewandet worden wären. Diese Kohlenwasserstoffe hätten bei unmittelbarem Einfluss im Urgestein bis heute überdauern können. Wie Abelson hervorhebt, enthalten die älteren Steine jedoch keine signifikanten Mengen an organischen Verbindungen.

"Man muss daraus schließen, dass die primäre Atmosphäre, die wahrscheinlich überwiegend aus Wasserstoff, Methan, Ammoniak und Wasserdampf bestand, bereits vor dem Abschluss des Bildungsprozesses der jungen Erde verloren gegangen war. Eine signifikante Anhäufung von organischen Verbindungen konnte daher nur durch die Einwirkung verschiedener Energieformen auf die sekundäre Atmosphäre der Erde bewirkt werden." Dose und Rauchfuß (1975) S. 52

Demnach hatte die chemische Evolution also keine methan-ammoniak-wasserstoff-reiche Uratmosphäre, in der die Amino- und Nukleinsäuren -die Bausteine der ersten Zelle -von selbst entstehen konnten. Dann konnten sich auch nicht genug Amino- und Nukleinsäuren im Urmeer oder -teich angesammelt haben, weil die methan-ammoniak-reiche Atmosphäre schon verschwunden war, bevor die Erde ganz fertig aufgebaut war, und bevor unser Erdball sich so weit abgekühlt hatte, dass die organischen Moleküle eine Zeit lang im Ozean oder Teich überleben konnten. -Woraus hat dann die sekundäre Atmosphäre der Erde bestanden? Wie lange hat sie sich etwa halten können?

Professor Dose und Rauchfuß: "Revelle (1965) und andere vermuten, dass die primitive (sekundäre) Atmosphäre Kohlenstoff vor allem in Form von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid enthielt. Kohlenmonoxid ist jedoch aus thermodynamischen Gründen in Gegenwart von Wasser nicht stabil. ... Die Halbwertzeit des Kohlenmonoxids bei Raumtemperatur und pH-Wert von 8 beträgt dann wegen der hohen Aktivierungsenergie für diese Reaktion in Abwesenheit eines Katalysators etwa 70000 Jahre; diese Halbwertzeit ist in geologischen Maßstäben gemessen nicht groß. In Gegenwart mineralischer Katalysatoren dürfte sie noch erheblich niedriger liegen." Dose und Rauchfuß (1975) S. 52

Die erste Zelle, so meint Professor Manfred Eigen, habe sich von selbst in einer "Ursuppe" entwickelt, die "so gehaltvoll" gewesen sei, "wie eine kräftige Fleischbrühe" (1981) S. 39, 40. -Wie unsere Forschungen ergeben haben, kann es aber im frühen Präkambrium überhaupt keine methan-ammoniak-reiche stark reduzierende Atmosphäre gegeben haben, die die nötigen Lebensbausteine für die erste Zelle hätte liefern können, und die Aminosäuren hätten sich überhaupt nicht im Urmeer zu einer "gehaltvollen" chemischen Suppe ansammeln können, auch nicht in einem 'kleinen flachen Teich an der Küste des Meeres und auch nicht am Rande eines heißen Vulkans. -Die nötigen Zutaten fehlten.

Nehmen wir jetzt aber an -entgegen all den Tatsachen, die wir bis jetzt kennen -, es hätte wirklich. Solch eine chemische Ursuppe gegeben, oder solch kleinen flachen Teich am Rande des Meeres oder am Rande eines heißen Vulkans: Was dann? Hätte sich wenigstens dann von selbst eine lebende Zelle durch Naturgesetze oder durch einen dialektischen Kampf aus lebloser Materie entwickeln können? Wenn ja: welche experimentellen und fossilen Beweise gibt es dann dafür? Hätte sich solch eine "chemische Suppe" in Hunderten von Millionen von Jahren ansammeln können?

P. H. Abelson: "Arginin zum Beispiel wird von sinkendem Lehm aufgesaugt, ebenso wie Chlorophyll und Porphyrine. Fettsäuren aus unlöslichen Salzen ( würden sich) mit Magnesium und Kalium (verbinden), und wären dadurch der Suppe entzogen. Mindestens fünf wichtige Faktoren begrenzen die Arten der Verbindungen, die sich im Urozean angesammelt haben könnten. Erstens, was man auf anorganische Weise machen kann, hat seine Grenzen; zweitens, alle organischen Stoffe zerfallen mit der Zeit von selbst; drittens, einige Stoffe werden leicht durch die Strahlung zerstört; viertens, viele Verbindungen würden dem Ozean durch Niedersinken und Ansaugen entzogen werden; fünftens, es gibt da schwerwiegende chemische Unverträglichkeiten zwischen den Bestandteilen der lebenden Materie, und einige Bestandteile der Suppe würden reagieren und nicht-biologische Stoffe bilden." (1966) S. 1369

Lars Gunnar Sillen vom Königlichen Institut für Technologie, Abt. für Inorganische Chemie, in Stockholm, Schweden, über die chemische Ursuppe:

"... vernünftige Mengen an organischen Stoffen würden thermodynamisch unstabile Bedingungen voraussetzen... Man kann sich leichter vorstellen, wie sie zerstört werden, als wie sie sich -ohne Leben-, hätten bilden können." (1965) S. 455

Klaus Dose von der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz, am Institut für Biochemie, ist einer der führenden Fachmänner für chemische Evolution. -Hätte es überhaupt solch eine "gehaltvolle" chemische Ursuppe geben können, wie eine "kräftige Fleischbrühe", in der sich die erste Zelle auf der Erde von selbst entwickeln konnte? Hätten sich die Aminosäuren und die anderen nötigen Moleküle in Hunderten von Millionen von Jahren in den Urmeeren so weit anreichern können, dass eine "chemische Suppe" daraus entstanden wäre?

Klaus Dose: "Solch eine Konzentration ist viel zu gering für die direkte Bildung von Polymeren und komplizierteren Strukturen. Man könnte sie mit der Konzentration von freien Aminosäuren im heutigen nordatlantischen Ozean vergleichen... Es ist deshalb wahrscheinlich, dass die mittlere Konzentration an freien Aminosäuren im Urozean nicht viel höher gewesen ist als heute." (1974) S. 74

Hätten diese Amino- und Nukleinsäure-Ketten von selbst in der chemischen Suppe entstehen können?

Klaus Dose: "Die Wahrscheinlichkeit, dass Polypeptide und Polynukleotide in einem wässrigen System überleben können, ist viel geringer als bei den freien Aminosäuren. ... Man weiß nicht, wie Polypeptide entstehen könnten, so dass genug Peptide im Ozean vorhanden wären, etwa 1% der Lösung, damit präbiotische Systeme von selbst entstehen könnten." (1974) S. 74.

"Wir kommen daher zu dem Schluss, dass der Urozean große Mengen an Aminosäuren und anderen Arten von Molekülen enthalten haben könnte, die für das Leben wichtig sind; aber ihre Konzentration war zu gering, als dass dort präbiotische Systeme hätten entstehen können." Dose, K. (1974) S. 74.

"Dass sich verschiedene Arten von biochemischen Verbindungen in großen Teilen der Urgewässer hätten ansammeln können, ist jedoch sehr unwahrscheinlich, aus mehreren Gründen. Erstens, Aminosäuren, Aldehyde, Cyanide, und andere solche reagierenden Stoffe sind in wässrigen Lösungen besonders unstabil. Zweitens, die meisten Stoffe, die da entstehen, sind von den biologisch wichtigen Molekülen recht verschieden. Drittens, der Urozean wurde ständig von einer recht hohen Menge ultravioletten Sonnenlichtes bestrahlt. Eine ständige Bestrahlung einer recht gleichförmigen Lösung führt zu abbauenden, statt zu aufbauenden Reaktionen: schließlich wird ein photochemisches Gleichgewicht erreicht. ... Die Vorstellung von einer primitiven 'dicken Suppe' oder 'Ur-Fleischbrühe' ist eine der hartnäckigsten Ansichten, die sehr klar widerlegt wird durch thermodynamische Oberlegungen und durch einen Mangel an experimentellen Beweisen." Fox, S. W. & K. Dose (1977) S. 37, 38

"Bei der Synthese eines Peptids muss man auf jeden Fall das Wasser entfernen und freie Energie hinzufügen..." Dose, K. (1983) S. 919

J. Brooks und G. Shaw über die "chemische Suppe", die für Oparins und Eigens Evolutionstheorien nötig ist, und die sedimentären Beweise, die man bis jetzt dafür gefunden hat:

"... es gibt keine Beweise dafür, dass es jemals eine 'Ursuppe' für irgendeine längere Zeit gegeben hat. Wenn es diese 'Suppe' jemals gegeben hätte, wäre es gemäß der chemischen Evolution unbedingt nötig gewesen, dass sie große Mengen an stickhoffhaltigen organischen Verbindungen (Aminosäuren, Nukleinsäurebasen, usw.) enthält. Solche Stoffe werden in Laboratoriums-Versuchen leicht von sinkenden anorganischen Teilchen angesogen, und würden daher unter gewöhnlichen geologischen Bedingungen und in einer Umwelt, die kein Leben enthielt, zweifellos zusammen mit den Gesteins und Mineral-Teilchen zu Boden sinken." (1978) S. 604

"Dadurch hätten dann große Gebiete mit Ablagerungen entstehen müssen, die organische Verbindungen enthalten -da die Theorie von der chemischen Evolution voraussetzt, dass große Mengen von solchen Verbindungen über lange Zeit hinweg vorhanden waren, so dass der Zufall Gelegenheit hatte, die verschiedenen chemischen Vorgänge zu beeinflussen, die dann angeblich zu lebenden Systemen geführt haben sollen." Brooks, J. & G. Shaw (1978) S. 604

Es wäre natürlich unvermeidlich, dass solche Sedimente sich ganz normal

veränderten, und wir sollten dann erwarten, dass wir bedeutende Mengen an Koksen ('nitrogenen Koksen'), die aus Stickstoff entstanden sind, vorfinden, die in den verschiedenen Sedimenten eingefangen wurden. Solche 'Kokse' entstehen heute ganz normal, wenn man organische Stoffe, die viel Stickstoff enthalten, erhitzt. Solche Stoffe sind bis jetzt aber noch nicht in präkambrischen Gesteinen auf diesem Planeten gefunden worden. Das Gegenteil scheint der Fall zu sein." Brooks, J. & G. Shaw (1978) S. 605.

Wie viel Stickstoff enthält die organische Masse in präkambrischen Schicht-gesteinen gewöhnlich?

J. Brooks & G. Shaw: "Der Stickstoffgehalt in der präkambrischen organischen Masse ist sehr gering (0,2%). Die unlösliche organische Masse ( 'Kerogen' ), die in den präkambrischen Sedimenten gewöhnlich enthalten ist, enthält gewöhnlich vorwiegend Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, mit sehr wenig organischem Stickstoff oder Schwefel." (1978) S. 604

Was schießen Sie daraus?

J. Brooks & G. Shaw: "Es hat niemals irgendwelche bedeutende Mengen von einer 'Ursuppe' auf der Erde gegeben, als sich die präkambrischen Sedimente bildeten... Wenn es wirklich solch eine ’Suppe’, gegeben haben sollte, dann nur für ganz kurze Zeit. ... Die geochemischen Untersuchungen deuten darauf hin, dass es im ganzen frühen Präkambrium reichlich Beweise dafür gibt, dass lebende Systeme schon lebten, als sie abgelagert wurden, und dass sie photosynthetisierenden biochemischen Reaktionen unterworfen waren, wie die heute lebenden Systeme auch." (1978) S. 605

Professor H. Follmann schreibt über die "chemische Suppen, ihren Inhalt und ihre Konzentration:

"Eine der großen Unbekannten im präbiotischen Geschehen sind die Konzentrationen der organischen Verbindungen in den Urozeanen. Sie bestimmen über Geschwindigkeit und Richtung der Reaktionen, aber können in unseren Laborexperimenten, bei denen in begrenzter Zeit immer nur wenige Prozent Stoffumsatz und wenige Substanzen nebeneinander vorkommen, nicht gut simuliert werden. Sehr gehaltvoll kann die Ursuppe jedenfalls nicht gewesen sein: Selbst wenn alle heutige organische Materie im Volumen der Ozeane gelöst wäre, entstände nur eine l %ge Lösung!

"Frühere Vorstellungen, nach denen sich bei laufender Neubildung über Jahrmillionen hinweg eben doch hohe Konzentrationen an Biomolekül Vorstufen anreichern sollten, haben übersehen, dass aus Lösungen von Aldehyden, Aminosäuren und Zuckern rasch und irreversibel humusartige, kondensierte, schließlich zu Boden sinkende Produkte entstehen, die weder chemisch noch biologisch weiterzuverwerten sind. Fettsäuren fallen als Caliumsalze, Porphyrine absorbieren sich an Sedimente. ... Dass sich die Organisation von Monomeren zu Makromolekülen und höheren Strukturen bei derartigen Konzentrationen vollziehen konnte, ist sehr unwahrscheinlich." Follmann, H. (1981) S. 66, 67

"Ein Gemisch organischer Substrate macht noch keinen Stoffwechsel, und ein paar Nucleotide zusammen keine Erbinformation." Follmann, H. (1981) S. 67

A. G. Cairns-Smith über die "Ursuppe" in flachen Teichen und über die

Zeit, in der sich die erste Zelle hätte entwickeln können: "Man kann vernünftigerweise annehmen, dass eine ozeanische Suppe nicht nötig war, sondern dass man statt dessen einen Vorrat an organischen Molekülen brauchte, die von der richtigen Art waren; dadurch sollten sie dann irgendwie die nötige Konzentration erreicht haben, und logischerweise sollten sie mit den Stoffen geliefert werden, die für die ersten sich entwickelnden Systeme nötig waren, und sie mit Nahrung versorgen. Vielleicht hat es am Rande des Ozeans einen verdunstenden Tümpel gegeben, in dem sich die Stoffe konzentrieren konnten. Man muss aber erst viel verdampfen, bevor man von (einem Gehalt) von 10-7 M auf die Art von Konzentration kommt, die man vielleicht gebraucht hat. Und das ultraviolette Licht hätte auch gestört, während sich (die Suppe) konzentrierte, indem sie verdunstete." (1982) S. 48

Wie lange hätten sich die Chemikalien in der Ursuppe im frühen Präkambrium konzentrieren können?

A. G. Cairns-Smith: "Es gibt Beweise dafür von Mondgesteinen und von anderswo, dass damals viele Krater durch Einschläge entstanden, und zwar überall im inneren Sonnensystem, die vor etwa 4,0 Milliarden Jahren aufhörten. Damals war anscheinend die letzte Phase, in der die inneren Planeten wuchsen; dadurch erhalten wir das frühest mögliche Datum, an dem das Leben entstanden ist (oder für den Aufbau der Ursuppe, falls es so etwas jemals gegeben hat). Wenn eine stark reduzierende Atmosphäre für den Ursprung des Lebens nötig war, dann waren nur etwa 0,2 Milliarden Jahre vorhanden, in denen es sie gegeben haben konnte." (1982) S. 17

"Organische Stoffe können eher organisiert werden. Wenn zwei Kohlenstoffatome erst einmal richtig zusammengesetzt worden sind, mögen sie für immer zusammenbleiben. Gerade deshalb gibt es für die automatische Fehlerverbesserung viel weniger Spielraum: die Fehler bleiben auch. Gewöhnlich braucht man einen tüchtigen organischen Chemiker oder ein Enzym, um teeriges Chaos zu vermeiden. Deshalb stimmt es nur zum Teil, wenn man oft sagt, dass organische Moleküle ideal seien, um damit die biomolekulare Maschinerie zu bauen. Organisierte Moleküle sind für das Leben ideal, in der Art und Weise, wie eine Geige dafür ideal ist, damit Musik zu machen -in den Händen eines Experten, der die Vielfalt der Möglichkeiten richtig nutzen kann. Organische Moleküle sind ideal für entwickeltes Leben, aber das erste Leben konnte noch nichts davon wissen. Ich glaube, dass, wie so viele Anfänge, auch die Anfänge der organischen Evolution etwas Besonderes gewesen sind." Cairns-Smith, A. G. (1982) S. 31

Warum sollen die Anfänge des Lebens etwas Besonderes gewesen sein?

A. G. Cairns-Smith: "Die ersten Monomere wären stark verunreinigt gewesen. Aus Simulierungs-Experimenten weiß man, dass sie dort in einer komplexen Mischung vorhanden gewesen wären, die viele verschiedene reagierende Moleküle enthielt. Kein vernünftiger organischer Chemiker wird erwarten, dass er viel an Rekationen von Ausgangsstoffen bekommt, die aus Teeren bestehen und die nur wenige richtige Reagenten enthalten. Vielleicht, weil sie vernünftige organische Chemiker sind, beginnen die meisten Experimentatoren nicht mit solch komplexen Mischungen, wenn sie herausfinden wollen, wie Biopolymere von selbst entstanden sind." (1982) S. 45, 46

Gibt es noch andere Probleme in der "chemischen Evolution"?

Cairns-Smith: "Die Bedeutung der ultravioletten Strahlung, die die organischen Moleküle zerstört, wurde erneut von Rein, Nir & Stamadiadou (1971) hervorgehoben. ... Dose zeigt uns, dass die Konzentration der Aminosäuren in der 'Suppe' etwa so hoch gewesen sei, wie in den Ozeanen heute. Zu einem ähnlichen Schluss kommt Nissenbaum (1976) aufgrund anderer (nicht-biologischer Vorgänge), die organische Moleküle im Ozean vertilgen, indem sie sich mit sinkenden Stoffen verbinden.

"Deshalb bestehen die organischen Moleküle 1000-3000 Jahre. Eine weitere Auswirkung, die man jetzt auf dem Mars beobachten kann, würde die Oberfläche (der Erde) frei von organischen Molekülen gehalten haben. Ultraviolette Strahlung, die eine sauerstofffreie (oder -arme) Atmosphäre durchdringen kann, kann sich oxidierend auf anorganisches Oberflächen-Material auswirken, wobei sie Sorten erzeugt, die bereit sind, jedes organische Molekül zu vernichten, das sich gebildet hat (Ponnamperuma et al., 1977; Klein, 1978)." Cairns-Smith, A. G. (1982) S. 46, 47

"... alle wichtigen Biopolymere in wässriger Lösung können sich im Verhältnis zu ihren (deaktivierten) Monomeren verändern. Das Polypeptid wird sich im Wasser in seine Bestandteile, in Aminosäuren, auflösen: Miller & Orgel (1974) schätzen, dass die Halbwertzeit von Alanylanin etwa 8 x 107 Jahre bei 0°C beträgt, und etwa 6 x 105 Jahre bei 25°C." Cairns-Smith, A. G. (1982) S. 48

"Es scheint mir, dass die Ansicht, Haftvermittler (coupling agents) würden in einer leblosen Welt Polypeptide zusammenstellen, eine weitere Unwirklichkeit einem schon unwirklichen Gedanken hinzufügt. Erinnern Sie sich bitte daran, dass Versuche, die die Urzeit nachahmen sollen, gewöhnlich nur wenige Aminosäuren erzeugen. Erinnern Sie sich bitte daran, dass die Produkte, (die dabei entstehen), Teere sind, und dass Vorschläge darüber, wie das Leben entstanden sein soll, gewöhnlich fehlen. Erinnern Sie sich bitte daran, wie schwierig es ist, Lösungen von Aminosäuren oder von Cyaniden oder Phosphaten in Konzentrationen herzustellen, wenn man Haftvermittler (coupling agents) macht. Erinnern Sie sich bitte daran, dass diese Mittel selbst dann nicht sehr gut arbeiten, wenn man sie aus Labor-Flaschen nimmt." Cairns-Smith, A. G.

(1982) S. 52, 53

"Es ist ebenfalls schwierig, sich vorzustellen, dass Polysaccharide sich im Urwasser anhäufen könnten. Die Monosaccharide konnten, wie wir gesehen haben, nur leicht aus Formaldehyd hergestellt werden, soweit man bis heute weiß, und es ist zweifelhaft, ob sie in genügender Konzentration vorhanden gewesen sein konnten. Das Produkt der Formose-Reaktion ist in jedem Fall, wie wir uns erinnern werden, eine sehr komplexe Mischung, aus der dann leicht höhere Polymere und Karamel entstehen kann." Cairns-Smith, A. G. (1982) S. 55

Was haben andere Forscher inzwischen über den Ursprung der ersten Zelle herausgefunden? Wie wahrscheinlich ist es, dass sie sich von selbst in einer chemischen Ursuppe entwickeln konnte?

P. Karlson schreibt in seinem Lehrbuch für Biochemie:

"Proteine können sich nicht aus den freien Aminosäuren durch Umkehrung der Proteolyse bilden. Wir haben betont, dass das Gleichgewicht ganz weit auf seiten der Hydrolyse (= Kettenspalten durch Wasser) liegt, Peptide also leicht in Aminosäuren aufspalten. Aminosäuren aber nicht zu Peptiden zusammentreten. Hierzu muss die Aminosäure zunächst 'aktiviert " d.h. auf ein höheres Gruppenübertragungspotential gehoben werden. Die dafür notwendige chemische Energie wird von Adenosintriphosphat (ATP) geliefert. Für jede Aminosäure existiert mindestens ein spezifisches aktivierendes Enzym und mindestens eine spezifische Transfer-RNS. Die Substanzen, die diese recht komplexe Reaktion ermöglichen, sind also Enzyme und Transfer-RNS, die sich aus Blitzen, Ammoniak, Wasserdampf und Methan nicht bilden lassen. Die Synthese von Peptiden und Proteinen in einer Ursuppe wäre auch aus diesem Grunde chemisch gesehen unmöglich." Wilder Smith, A. E. (1980) S. 146

Sir Fred Hoyle zu der Frage: Konnte die erste Zelle von selbst in der "chemischen Ursuppe" entstehen? -Er schreibt:

"... es gibt nicht den geringsten stichhaltigen Beweis für die Hypothese,

dass das Leben in einer organischen Suppe hier auf der Erde entstanden ist. Francis Crick, der sich einen Nobelpreis (mit einem anderen Forscher) teilt, weil er den Aufbau der DN A entdeckte, ist ein Biophysiker, den diese Theorie nicht überzeugt. Weshalb schwelgen Biologen dann in unbegründeten Fantasien, um zu leugnen, was doch so offensichtlich ist, dass die 200 000 Aminosäure-Ketten, und damit das Leben, nicht durch Zufall entstanden sind?" (1983) S. 22, 23