Baustein des LebensAstronomen weisen erstmals Zucker im Weltall nach
Nahe dem Zentrum der Milchstraße machen Forschende eine entscheidende Entdeckung: In einer Gaswolke spüren sie das Zuckermolekül Erythrulose auf. Der Fund stärkt die Hypothese, dass wichtige Moleküle für die Entstehung von Organismen aus dem Kosmos stammen.
Astronomen haben erstmals Zucker in einer Gaswolke im Weltraum nachgewiesen. Sie liege nahe am Zentrum der Milchstraße, berichtet das internationale Forschungsteam im Fachblatt "Nature Astronomy". Es stieß in der Gaswolke G+0.693-0.027 auf die charakteristische Strahlung des Zuckers Erythrulose. Das Zuckermolekül besteht aus vier Kohlenstoff-, acht Wasserstoff- und vier Sauerstoff-Atomen. Die Entdeckung stärke die Hypothese, viele lebenswichtige Moleküle seien bereits im Weltall entstanden und von dort auf die Erde gelangt, schreibt das Team.
"Zucker sind essenzielle Biomoleküle, die als metabolische Energielieferanten und als wichtige Bausteine der Erbsubstanz dienen", erläutert ein Team um Izaskun Jiménez-Serra vom spanischen Zentrum für Astrobiologie in Torrejón de Ardoz. "Eine zentrale Frage bei der Erforschung der Ursprünge des Lebens ist, wie einfache Zucker auf der frühen Erde entstehen konnten." Denn wie Laborexperimente zeigen, war die Bildung solcher Moleküle unter den damaligen Bedingungen äußerst schwierig.
"Das interstellare Medium ist eine beeindruckende chemische Fabrik"
Bereits 2019 gelang es, den Zucker Ribose, ein wichtiger Bestandteil der Erbinformation, in zwei auf die Erde gefallenen Meteoriten nachzuweisen. Er enthält ein Gerüst aus fünf Kohlenstoffatomen. Und in der von der Raumsonde Osiris-Rex zur Erde gebrachten Bodenproben des Asteroiden Bennu stießen Wissenschaftler auf Glukose - also den durch Photosynthese in Pflanzen entstehenden Traubenzucker mit sechs Kohlenstoffatomen.
Eine Entstehung auf den Ursprungskörpern der Meteoriten und Asteroiden wäre ebenso schwierig wie auf der jungen Erde. Daher sahen die Wissenschaftler in diesen Entdeckungen ein Indiz dafür, dass Zucker sich bereits in den großen Wolken aus Gas und Staub bilden könnten, in denen Sterne und Planeten entstehen.
Tatsächlich haben Astronomen in solchen Gaswolken bereits viele Moleküle nachgewiesen, die eine wichtige Rolle bei der Entstehung des Lebens gespielt haben könnten. "Das interstellare Medium ist eine beeindruckende chemische Fabrik", betonen Jiménez-Serra und ihre Kollegen. Mehr als 340 biologisch relevante Moleküle wurden dort bereits nachgewiesen, so die Forscher. Darunter sind zahlreiche Bestandteile der Erbsubstanzen DNA und RNA - aber bislang eben keine Zucker.
Erythrulose in Himbeeren und Selbstbräunern
Das hat sich jetzt geändert. Das Team nutzte zwei Radioteleskope in Spanien. Mit der 40 Meter großen Yebes-Antenne und dem 30 Meter großen Radioteleskop Iram konnte es die Strahlung von Erythrulose aufspüren. Die Forscher verglichen ihre Beobachtungen unter anderem mit Labormessungen an dem Zucker.
Erythrulose kommt auf der Erde beispielsweise in roten Himbeeren vor. Künstlich hergestellte Erythrulose dient in der Kosmetikindustrie als Selbstbräuner. Bleibt die Frage, wie dieser Zucker im Weltall entsteht. Jiménez-Serra und ihre Kollegen sehen langsame chemische Reaktionen auf eisüberzogenen Staubkörnchen am Werk, die zur Bildung von Erythrulose-Molekülen führen.
Interstellare Erythrulose könnte also, so die Forscher, die für frühe Stoffwechsel- und Replikationsprozesse notwendigen Zucker geliefert haben. Weitere Beobachtungen sollen nun klären, ob aus diesen einfachen Zuckermolekülen auf den Staubpartikeln auch komplexere Zucker entstehen.