Moderne astrobiologische Forschungen zeigen, dass Milliarden Jahre der Existenz eines Planeten keineswegs die Entwicklung komplexen Lebens garantieren. Exoplaneten in habitablen Zonen können ausschließlich von primitiven Mikroorganismen besiedelt sein. Eine kürzlich veröffentlichte, umfassende Studie von Wissenschaftlern im International Journal of Astrobiology zeigt, dass der entscheidende Faktor für die Evolution lebender Organismen nicht so sehr das Alter des Himmelskörpers ist, sondern die Menge an Energie, die er durch Photosynthese ansammeln kann.

Modellierung des Potenzials von 29 Exoplaneten

Im Fokus der Forscher standen die 29 nächstgelegenen Exoplaneten, auf deren Oberfläche theoretisch flüssiges Wasser existieren könnte. Die durchgeführte mathematische Modellierung ergab erstaunliche Ergebnisse: Nur auf zwei dieser Welten — GJ 1061c und K2-3d — hatten biologische Systeme eine echte Chance, sich zu komplexen Formen zu entwickeln, die möglicherweise die irdischen Werte übertreffen. Für die absolute Mehrheit der anderen Himmelskörper waren Lichtmangel, extreme Temperaturen und Niederschlagsmangel die kritischen Begrenzungsfaktoren.

Die Rolle der Photosynthese und des Kohlenstoffkreislaufs

Wissenschaftler erklären den zugrundeliegenden Mechanismus: Vegetation wandelt Sternenlicht in nutzbare chemische Energie um und schafft so ein zuverlässiges Fundament für das Entstehen komplexer tierischer Organismen. Um das evolutionäre Potenzial zu bewerten, verglichen die Forscher die Mengen gebundenen Kohlenstoffs auf der Erde mit den errechneten Möglichkeiten anderer Planeten. In den 3,2 Milliarden Jahren vor dem Auftreten von Gefäßpflanzen wurden auf unserem Planeten etwa 2,4×10²⁵ Gramm Kohlenstoff gebunden, und die weitere Entwicklung der Flora fügte weitere 7×10²⁵ Gramm hinzu, was das Aufkommen von Säugetieren und Menschen ermöglichte. Zum Vergleich: Der bekannte Exoplanet TRAPPIST-1e hat in seiner gesamten Geschichte nur 21 Prozent des vorpflanzlichen Niveaus der Erde angesammelt.

Probleme roter Zwerge und Wassermangel

Die meisten der untersuchten Planeten umkreisen schwache rote Zwerge und sind aufgrund einer gebundenen Rotation immer nur mit einer Seite ihrem Stern zugewandt. Daher ist der jährliche Lichteinfall extrem gering, und Photosynthese findet nur auf der Hälfte der Oberfläche statt. Selbst wenn solche Welten viel älter als die Erde sind, steckt das Leben dort im Bakterienstadium fest. Ein zusätzlicher bremsender Faktor ist der katastrophale Mangel an Niederschlägen. Bildhaft ausgedrückt: Sollten sich auf solchen Exoplaneten jemals intelligente Zivilisationen bilden, wird ihre Umwelt eher an die Wüstenwelt Arrakis aus „Dune“ erinnern als an feuchte Tropen.