Eine im Fachjournal *Nature Communications* veröffentlichte Untersuchung belegt, dass Mikroben vor rund 3,3 bis 3,7 Milliarden Jahren bereits Molybdän als Katalysator einsetzten – lange bevor das Metall in den Ozeanen in heutigen Konzentrationen vorkam.
Funktion von Molybdän in modernen Organismen
Heutige Zellen verwenden Molybdän in Enzymen, die zentrale Kohlenstoff-, Stickstoff‑ und Schwefelreaktionen beschleunigen. Ohne dieses Metall würden biochemische Prozesse zwar ablaufen, jedoch zu langsam, um lebensfähige Stoffwechsel zu ermöglichen.
Aussagen der Studienleitung
Betül Kaçar, Leiter des Kaçar‑Labors an der University of Wisconsin‑Madison und Hauptautor der Arbeit, erklärte, dass das Auffinden von Molybdän‑abhängigen Enzymen in archaischen Mikroben beweise, dass die metallbasierte Katalyse zu den frühesten metabolischen Strategien gehörte.
Geologische Rahmenbedingungen
Geologische Analysen zeigen, dass das frühe Meerwasser nur Spuren von Molybdän enthielt. Der Metallgehalt stieg erst mit dem Auftreten von photosynthetischen Mikroben und dem anschließenden Anstieg des atmosphärischen Sauerstoffs vor etwa 2,45 Milliarden Jahren, dem sogenannten Großen Oxidationsereignis.
FrĂĽhere Theorien zu Wolfram
Wissenschaftler hatten zuvor vermutet, dass Leben zunächst Wolfram als Ersatz für Molybdän nutzte, weil dieses Metall unter den damaligen Bedingungen leichter verfügbar sei. Die neue Analyse widerlegt dieses Szenario und belegt, dass beide Metalle bereits im Archaikum von Organismen verwendet wurden.
Methodik der Rekonstruktion
Das Forschungsteam sammelte vorhandene Daten zur Metallverfügbarkeit über geologische Zeiträume und rekonstruierte die Evolution der Metall‑Enzymsysteme entlang des Lebensbaums. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Nutzung von Molybdän bis in die Eoarchäen‑bis Mesoarchäen‑Phase zurückreicht.
Hydrothermale Quellen als Lieferanten
Hydrothermale Schlote am Meeresboden lieferten trotz allgemein niedriger Konzentrationen lokal ausreichende Mengen an Molybdän, Wolfram und anderen Spurenelementen, sodass frühe Mikroben diese Ressourcen nutzen konnten.
Bedeutung fĂĽr die Astrobiologie
Die Erkenntnisse verdeutlichen, dass Leben selbst bei knappen Ressourcen funktionale Strategien entwickeln kann. Für die Suche nach außerirdischem Leben bedeutet das, dass potenzielle Biosignaturen nicht ausschließlich auf heute verbreitete Elemente beschränkt sein müssen.
Dieser Bericht basiert auf Informationen von NASA, lizenziert unter Public Domain (U.S. Government Work).
Ende der Ăśbertragung