Hydrothermale Quellen waren nicht die Wiege des Lebens: Geochemiker aus Calgary widerlegt langjährige Hypothese

Der führende Geochemiker der University of Calgary, Benjamin Tutolo, hat in der renommierten Fachzeitschrift PNAS eine Studie veröffentlicht, die eine der hartnäckigsten Theorien der Ursprungsbiologie in Frage stellt. Mehrere Jahrzehnte lang vertrat die wissenschaftliche Gemeinschaft die Ansicht, dass die ersten Lebewesen in der Nähe tiefer hydrothermaler Quellen entstanden seien – unterseeischer „Ventile“, die Wärme, Wasserstoff und alkalische Lösungen abgeben. Die Entdeckung des hydrothermalen Feldes „Lost City“ im Atlantischen Ozean im Jahr 2000 mit seinen hohen Karbonat-Schloten festigte dieses Paradigma nur noch. Allerdings, so Tutolos Behauptung, beruht das gesamte Konzept auf veralteten und wie sich herausstellte falschen Annahmen über die chemischen Bedingungen, die vor fast vier Milliarden Jahren auf der Erde herrschten.

Schwefel, der nicht existierte, und Gradienten, die nicht existieren konnten

Der entscheidende Fehler, auf den der Geochemiker hinweist, betrifft die Rolle der Sulfidminerale. Lange Zeit hielten Wissenschaftler diese für die Hauptkatalysatoren des primordialen Stoffwechsels in hydrothermalen Systemen. Wie jedoch eine Neubewertung der Daten zeigt, enthielten die alkalischen Quellen, die umgebenden Gesteine und der antike Ozean selbst faktisch nicht genügend Schwefel, um die chemischen Reaktionen auszulösen, die für die Entstehung des Lebens notwendig waren. Darüber hinaus konnten die starken Protonengradienten – die Konzentrationendifferenz der Wasserstoffionen zwischen der alkalischen Flüssigkeit der Ventile und dem sauren Ozean –, die nach den bisherigen Modellen die Energie für den primordialen Stoffwechsel liefern sollten, unter realen Bedingungen schlicht nicht existieren.

Messfehler: Alkalität, „aufgebläht“ durch Abkühlung

Eine besondere Rolle in Tutolos Argumentation spielt ein methodischer Fehler bei der Interpretation der Daten zur Alkalität der hydrothermalen Lösungen. Hohe Alkalitätswerte wurden nur dann erfasst, wenn die Flüssigkeitsproben an die Oberfläche gebracht und abgekühlt wurden. Unter dem enormen Druck und den extrem hohen Temperaturen am Meeresboden wiesen dieselben Lösungen eine deutlich niedrigere Alkalität auf als angenommen. So erwies sich der fundamentale Parameter, auf dem das gesamte Modell der „alkalischen Ventile als Wiege des Lebens“ beruhte, als durch einen Artefakt der Probenahme überhöht.

Verdunstungseen als neue Wiege

Anstelle der tiefseeischen Ventile schlägt Tutolo vor, den Blick auf oberflächennahe Wassersysteme zu richten. Laut seiner Analyse sind es gerade die Verdunstungsbecken und -seen – temporäre Gewässer, die Zyklen der Verdunstung und Konzentrierung gelöster Stoffe unterliegen –, in denen sich die Summe der chemischen Bedingungen zusammenfindet, die für die Synthese der Schlüsselkomponenten lebender Zellen erforderlich sind: Ribonukleinsäure (RNA), Proteine und Lipide. Zu diesen Bedingungen gehören periodische Änderungen der Salzkonzentration, pH-Schwankungen und die Verfügbarkeit organischer Moleküle, was Verdunstungseen zu einer viel wahrscheinlicheren Umgebung für die Entstehung der ersten biochemischen Systeme macht als stabile Unterwasserquellen.

Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben

Die Neubewertung des Entstehungsortes des Lebens auf der Erde hat direkte praktische Konsequenzen für die Astronomie und Planetologie. Den Worten Tutolos zufolge könnte die gezielte Suche nach Spuren biologischer Aktivität an hydrothermalen Quellen auf dem Mars oder an den eisigen Monden von Jupiter und Saturn – Europa, Enceladus, Titan – vergeblich sein, wenn das Leben auf diesen Körpern (falls es existiert) nach einem anderen Szenario entstanden ist. Gleichzeitig verschwinden die Chancen, außerirdisches Leben zu entdecken, nicht: Verdunstungseen könnten theoretisch auch auf den Oberflächen anderer Planeten und Monde entstehen, was eine neue Richtung für zukünftige Missionen und Beobachtungen eröffnet.

Kontext: parallele Forschungen zum Ursprung des Lebens

Tutolos Arbeit ist nicht die einzige, die in den letzten Jahren die etablierten Vorstellungen vom Ursprung des Lebens in Frage stellt. So demonstrierte im März 2025 eine Gruppe von Forschern, über die die Zeitung „Gazeta.ru“ berichtete, dass Calciumionen eine wesentliche Rolle bei der Stabilisierung früher Biomoleküle gespielt und die Bedingungen für die Entstehung des Lebens beeinflusst haben könnten. Diese parallelen Forschungsstränge deuten darauf hin, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft im Begriff ist, die Modelle der Abiogenese umfassend zu überarbeiten, und keines davon ist bislang endgültig.