Kohlenstoff und die molekulare Vielfalt des Lebens

Die organische Chemie befasst sich mit dem Studium von Verbindungen des Kohlenstoffs

Der Zweig der Chemie, der sich mit den Verbindungen des Kohlenstoffs befasst, wird organische Chemie genannt. Die Vielfalt organischer Verbindungen reicht vom Methan (CH4), der einfachsten aller organischen Verbindungen, bis zu sehr großen Makromolekülen wie den Proteinen, die aus Tausenden von Atomen zusammengesetzt sind. Die meisten organischen Verbindungen enthalten neben Kohlenstoffatomen zusätzlich noch Wasserstoffatome.

=>Abbildung 4.1 stellt ein berühmt gewordenes Experiment vor, das zeigen sollte, wie diese komplexen organischen Verbindungen auf der frühen Erde aus anorganischen Verbindungen entstanden sein könnten.

Die Zahl der bekannten Kohlenstoffverbindungen übertrifft die Zahl der bekannten Verbindungen aller übrigen Elemente. Viele organische Verbindungen weisen eine Komplexität im Bau auf, die sich bei „anorganischen" Verbindungen so nicht zeigt. Die Grundlage der organischen Chemie ist die einzigartige chemische Vielseitigkeit des Elementes Kohlenstoff.

MERKE I

Die organische Chemie ist der Zweig der Chemie, der sich mit den Verbindungen des Kohlenstoffs befasst.

VERSTÄNDNISFRAGEN

  • 1. Zu welchen Schlussfolgerungen gelangte Stanley Miller, als er unter den Reaktionsprodukten seines berühmten Experimentes Aminosäuren fand?
  • 2. Was wäre, wenn? Als Miller das in Abbildung 4.1 beschriebene Experiment ohne elektrische Entladungen durchführte, fand er keine organischen Reaktionsprodukte. Was könnte die Erklärung für dieses Ergebnis sein?

Experiment Im Jahr 1953 baute der Doktorand Stanley Miller eine geschlossene Apparatur auf, um Bedingungen zu simulieren, von denen angenommen wurde, dass sie jenen auf der frühen Erde ähnelten. Ein Reaktionskolben mit Wasser sollte den Urozean („Ursuppe") nachahmen. Das Wasser wurde kontinuierlich erhitzt, so dass ein Teil verdampfte und in einen zweiten, höher gelegenen Kolben gelangte, der die „Uratmosphäre" enthielt, die aus einem Gasgemisch bestand. In dieser synthetischen Atmosphäre wurden durch elektrische Entladungen Funken erzeugt, die die Blitze von Gewittern simulieren sollten (siehe Abbildung).

Ergebnis Miller konnte eine Reihe von organischen Verbindungen beziehungsweise einige ihrer Vorstufen nachweisen, die verbreitet in Lebewesen zu finden sind. Dazu gehörten Stoffe wie Formaldehyd (HCHO). Blausäure (HCN) und komplexere Verbindungen wie Aminosäuren, gewisse heterozyklische Verbindungen sowie langkettige Kohlenwasserstoffe.

Schlussfolgerung Organische Verbindungen, die einen ersten Schritt im Hervorbringen von Leben darstellen, könnten auf der frühen Erde abiotisch entstanden sein und sich angereichert haben. (Wir werden diese Hypothese im Detail in Kapitel 25 erörtern.)

Quelle 5. Miller, A production of amino acids under possible primitive Earth conditions, Science 117: 528-529 (1953).

Was wäre, wenn? Wie könnten die relativen Mengen der Produkte HCN und HCHO ausgesehen haben, falls Miller die Ammoniakkonzentration in seinem Ansatz erhöht hätte?

Können sich organische Verbindungen unter Bedingungen bilden, von denen angenommen wird, dass sie jenen auf der frühen Erde ähnlich sind?

Abbildung 4.1: Können sich organische Verbindungen unter Bedingungen bilden, von denen angenommen wird, dass sie jenen auf der frühen Erde ähnlich sind?

 
Quelle
< Zurück   INHALT   Quelle   Weiter >