Erstmals Zucker im interstellaren Raum nachgewiesen – Neue Hinweise auf Ursprung des Lebens
Madrid (Spanien) – Ein internationales Forschungsteam hat erstmals einen Zucker direkt im interstellaren Raum nachgewiesen. Die Entdeckung der Verbindung Erythrulose in einer Molekülwolke nahe dem Zentrum der Milchstraße liefert neue Hinweise darauf, dass wichtige Bausteine des Lebens bereits lange vor der Entstehung von Planeten im All gebildet worden sein könnten.
Quellen: Ashley Barnes / Izaskun Jiménez-Serra / Juan García de la Concepción
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Wie das Team um Izaskun Jiménez-Serra vom spanischen Centro de Astrobiología (CAB) aktiell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-026-02905-7) berichten, gehören Zucker zu den grundlegenden Biomolekülen des Lebens. Sie bilden das Rückgrat von DNA und RNA und spielen eine zentrale Rolle im Stoffwechsel aller bekannten Organismen. Auch in Szenarien zur Entstehung des Lebens gelten Zucker als unverzichtbare Ausgangsstoffe für die Bildung der ersten Nukleinsäuren.
Wichtiger Baustein des Lebens erstmals zwischen den Sternen entdeckt
Bislang stellte sich jedoch die Frage, wie diese Moleküle auf der jungen Erde überhaupt in ausreichender Menge entstehen konnten. Laborversuche zeigen, dass Zucker unter präbiotischen Bedingungen nur in sehr geringen Mengen gebildet werden. Zwar waren Zucker wie Ribose und Glukose bereits in Meteoriten- und Asteroidenproben nachgewiesen worden, was darauf hindeutete, dass sie möglicherweise bereits in der ursprünglichen Molekülwolke unseres Sonnensystems entstanden waren. Ein direkter Nachweis eines Zuckers im interstellaren Medium war jedoch bislang nicht gelungen.
Genau dieser Nachweis ist den Forschenden um Jiménez-Serra nun gelungen, indem sie Erythrulose in der Molekülwolke „G+0.693−0.027“, die sich nahe dem Zentrum der Milchstraße befindet, identifizierten.
Spektroskopie enthüllt zwölf charakteristische Signale
Möglich wurde die Entdeckung durch hochsensible Breitband-Spektroskopie mit dem 40-Meter-Radioteleskop von Yebes sowie dem 30-Meter-Teleskop des Instituts für Radioastronomie im Millimeterbereich (IRAM).
Die Forschenden konnten insgesamt zwölf Spektrallinien identifizieren, die exakt mit den zuvor im Labor an der Universität des Baskenlandes vermessenen Spektren der Erythrulose übereinstimmen. Erythrulose ist die einzige bekannte Ketose mit vier Kohlenstoffatomen. Auf der Erde kommt sie unter anderem natürlich in Himbeeren vor und wird außerdem als Bestandteil von Selbstbräunungsprodukten verwendet.
Überraschend war für das Team nicht nur der Nachweis selbst, sondern auch die vergleichsweise hohe Häufigkeit des Moleküls. Die Messungen ergaben, dass Erythrulose in der untersuchten Molekülwolke mindestens achtmal häufiger vorkommt als vergleichbare Zucker mit nur drei Kohlenstoffatomen – von denen sich in derselben Region jedoch überhaupt keine Spur fand. „Dieses Ergebnis war unerwartet“, erläutert Studienleiterin Jiménez-Serra. Bisher sei die Astrochemie davon ausgegangen, dass interstellare Moleküle schrittweise durch das sukzessive Anlagern einzelner Kohlenstoffatome wachsen.
Neue Entstehungswege im Eis interstellarer Wolken
Gemeinsam mit Chemikerinnen und Chemikern der Universität Extremadura sowie der niederländischen Radboud University untersuchte das Team deshalb mögliche Bildungsprozesse der Verbindung.
Dabei zeigte sich, dass Erythrulose offenbar direkt in den Eispartikeln interstellarer Molekülwolken entstehen kann. Ausgangsstoffe sind dabei vergleichsweise einfache Alkohole und Aldehyde mit jeweils zwei Kohlenstoffatomen. Diese reagieren unter den extrem kalten Bedingungen des interstellaren Raums zu dem komplexeren Zuckermolekül.
Die Entdeckung weist damit auf einen bislang unterschätzten chemischen Bildungsweg hin, der unabhängig von den bislang favorisierten Mechanismen der Molekülvergrößerung verläuft.
Millionen Tonnen Zucker könnten die junge Erde erreicht haben
Auf Grundlage der gemessenen Konzentration der Erythrulose in der Molekülwolke berechneten die Forschenden außerdem, welche Mengen dieses Zuckers während des sogenannten Späten Schweren Bombardements auf die junge Erde gelangt sein könnten. Dieser Zeitraum vor etwa 4,1 bis 3,8 Milliarden Jahren war durch zahlreiche Einschläge von Asteroiden und Kometen geprägt.
Nach den Schätzungen könnten zwischen 0,5 und 50 Millionen Tonnen Erythrulose auf die Erdoberfläche transportiert worden sein.
Damit eröffnet sich eine neue Möglichkeit zur Erklärung der Herkunft jener organischen Moleküle, die möglicherweise an der Entstehung der ersten Stoffwechsel- und Replikationsprozesse beteiligt waren. Zucker müssten demnach nicht zwingend auf der Erde selbst entstanden sein, sondern könnten bereits aus dem interstellaren Raum geliefert worden sein.
Neue Perspektiven für die Suche nach weiteren Biomolekülen
Die Forschenden sehen ihre Entdeckung als wichtigen Ausgangspunkt für die Suche nach weiteren biologisch bedeutsamen Molekülen im All. Insbesondere hoffen sie nun auf den direkten Nachweis von Ribose, dem zentralen Zuckerbaustein der RNA, sowie weiterer komplexer organischer Verbindungen.
„Der Nachweis von Erythrulose ist äußerst spannend, weil er die Möglichkeit eröffnet, künftig auch andere Zucker wie Ribose sowie weitere für die Entstehung des Lebens wichtige Moleküle im Weltraum aufzuspüren“, erklärt Mitautor Carlos Briones.
Die Studie unterstreicht damit einmal mehr, dass die chemischen Voraussetzungen für die Entstehung des Lebens möglicherweise bereits im interstellaren Raum geschaffen wurden – lange bevor sich Planeten wie die Erde überhaupt bildeten.
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Recherchequelle: Nature
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