Der Mensch ist wiederum anders zusammengesetzt als Weltraum und Erde:

Er besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff, zusammen mit Natrium, Magnesium, Kalium, Calcium, Phosphor und Schwefel machen diese Elemente 99,996 % aller Atome eines menschlichen Körpers aus

Kosmochemiker gehen davon aus, dass zunächst bei der Entstehung des Sonnensystems auf der Erde und allen anderen sonnennahen Planeten wegen der relativ hohen Temperaturen und den Effekten des Sonnenwinds nur wenig oder keine leichten Elemente (inklusive Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff) „übrig“ geblieben sind.

Unsere Biomasse

Während der ersten einigen hundert Millionen Jahre nach Entstehung des Sonnensystems entstanden ständig große Einschlagereignisse von Himmelskörpern, die sich wiederholten.

Die Entwicklung von Leben konnte so erst starten, nachdem sich flüssiges Wasser zumindest an den tiefsten Stellen der Meere auf Dauer halten konnte.

Durch die langsame Abkühlung der Erde, den dabei auftretenden Vulkanismus (Ausgasung aus dem Erdinneren) und die globale Verteilung der Materie eingeschlagener Kometen kam es zur Etablierung einer Atmosphäre.

Die lebende Systeme, die sich bereits in diesen Zeiten entwickelten, immer wieder durch globale Sterilisationen vernichtet worden, die durch große Kollisionen verursacht wurden.

Darin sind als Verbindungen vor allem Wasserdampf (bis zu 80 %), Kohlendioxid (bis zu 20 %), Schwefelwasserstoff (bis sieben Prozent), Ammoniak und Methan als Hauptbestandteile zu erwarten.

Die hohe UV-Einstrahlung bedingte eine photochemische Zerlegung der Wasser-, Methan- und Ammoniakmoleküle, wodurch sich Kohlendioxid und Stickstoff ansammelten.

Die leichten Gase wie Wasserstoff oder Helium verflüchtigten sich großteils in den Weltraum, Kohlendioxid löste sich in großen Mengen in den Ozeanen, wodurch ihr Wasser angesäuert wurde und der pH-Wert sich auf etwa 4 absenkte.

Der inerte und wenig lösliche Stickstoff N2 blieb unverändert, sammelte sich mit der Zeit an und bildete vor etwa 3,4 Milliarden Jahren den Hauptbestandteil der Atmosphäre.

Der eigentliche Ursprung des Wassers ist jedoch noch nicht ganz unumstritten. Vor allem aus Wasser, Methan und Ammoniak können sich unter den Bedingungen der frühen Erde zunächst kleine organische Moleküle (Säuren, Alkohole, Aminosäuren), später auch organische Polymere (Polysaccharide, Fette, Polypeptide) bilden, die in der oxidierenden Atmosphäre nicht stabil sind.

Die chemische Evolution verlief vermutlich so, dass aus den auf der entstehenden Erde angesammelten Elementen komplexe, organische Moleküle gebildet wurden – Kohlenstoffverbindungen. Die präbiotische Entstehung der komplexen organischen Moleküle kann in etwa in drei Schritte unterteilt werden:

Biomoleküle

Entstehung einfacher organischer Moleküle (Alkohole, Carbonsäuren, Heterocyclen wie Purine und Pyrimidine) aus anorganischen Stoffen.

Entstehung der Grundbausteine (Einfachzucker, Aminosäuren, Pyrrole, Fettsäuren, Nukleotide) komplexer organischer Moleküle aus einfachen organischen Molekülen.

Entstehung der komplexen organischen Moleküle aus den Grundbausteinen.

Die Elementaranalyse dieser Moleküle führt zu der Frage, welche anorganischen Verbindungen zu ihrer Entstehung notwendig waren. Diese mussten in der reduzierenden Uratmosphäre der Erde vorhanden sein – in der Verteilung und unter den Reaktionsbedingungen, die chemisch das Entstehen erster Lebewesen ermöglichten.

Eine besonders intensive Form der Mitwirkung von Mineralien und Gesteinen bei der präbiotischen Synthese organischer Moleküle muss sich auf der Oberfläche von Eisensulfid-Mineralien abgespielt haben.

Das Szenario für die frühe chemische Evolution des Lebens wurde seit Anfang der 1980er Jahre von Günter Wächtershäuser entwickelt.

Danach wäre das Leben auf der Erde an der Oberfläche von Eisen-Schwefel-Mineralen entstanden (der Eisen-Schwefel-Welt ESW), also auf Sulfiden, die sich heute noch durch geologische Prozesse an Tiefsee-Vulkanen bilden und zur Frühzeit der Erde noch wesentlich häufiger aufgetreten sein müssen (»black smokers«).

Biomoleküle – Entstehung und Funktion

Schließlich bildet Ribonukleinsäure (RNA) ein Molekül von entscheidender Bedeutung für die Entstehung des Lebens.

Die RNA-Welt-Hypothese wurde erstmals 1986 von Walter Gilbert vorgeschlagen. Diese Vermutung lässt sich ableiten aus der Fähigkeit der RNA zur Speicherung, Übertragung, und Vervielfältigung genetischer Informationen sowie aus ihrer Fähigkeit, als Ribozyme Reaktionen zu katalysieren.

In einer Evolutionsumgebung würden diejenigen RNA-Moleküle gehäuft vorkommen, die sich selbst bevorzugt vermehren. RNA wird aufgrund diverser Eigenschaften für älter gehalten als DNA.

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