Einfach ist nicht immer einfach

Die Theorie der chemischen Evolution geht davon aus, dass sich das Leben auf der Erde vor Milliarden von Jahren durch spontane chemische Reaktionen entwickelt hat.

Die Theorie besagt nicht, dass leblose Materie durch Zufall direkt in Vögel, Reptilien und andere komplexe Lebensformen umgewandelt wurde. Vielmehr wird behauptet, eine Serie spontaner chemischer Reaktionen habe schließlich zum Entstehen einfachster Lebensformen wie Algen und anderer Einzeller geführt.

Ist es vom heutigen Wissensstand ausgehend vernünftig, anzunehmen, diese einzelligen Lebewesen seien tatsächlich so einfach, dass sie spontan entstehen konnten? Wie einfach sind beispielsweise einzellige Algen? Ziehen wir einmal speziell eine Algenart heran: die einzellige Grünalge der Gattung Dunaliella aus der Ordnung Volvocales.

Einzigartige Einzeller

Dunaliella-Zellen sind ovoid oder eiförmig und winzig klein — etwa zehn Mikrometer lang. Aneinandergelegt ergäben 1 000 Zellen einen Zentimeter. Jede Zelle hat an einem Ende zwei Geißeln, durch die sie sich im Wasser fortbewegen kann. Ähnlich wie Pflanzen bedienen sich Dunaliella-Zellen zur Energieversorgung der Photosynthese. Sie erzeugen Nahrung aus Kohlendioxid, Mineralien und weiteren Nährstoffen, die die Zelle aufnimmt, und die Fortpflanzung erfolgt durch Zellteilung.

Dunaliella gedeiht selbst in einer gesättigten Salzlösung. Sie gehört zu den ganz wenigen Organismen überhaupt, die im Toten Meer — dort herrscht eine achtfach höhere Salzkonzentration als im normalen Meerwasser — leben und sich fortpflanzen können. Dieser so genannte einfache Organismus kann außerdem plötzliche in seiner Umgebung auftretende Schwankungen der Salzkonzentration überleben.

Als Beispiel sei Dunaliella bardawil erwähnt, die in der Sinaiwüste in seichten Salzsümpfen vorkommt. Wenn ein Gewitter niedergeht, ist das salzige Wasser in den Sümpfen schnell verdünnt, bei extremer Sonneneinstrahlung hingegen verdunstet das Wasser und es wird die Konzentration einer gesättigten Salzlösung erreicht. Auch derart extreme Schwankungen werden von der winzigen Alge toleriert, was teilweise bedingt ist durch ihre Fähigkeit, Glyzerin zu bilden und genau in der richtigen Menge einzulagern. Dunaliella bardawil vermag Glyzerin blitzschnell zu synthetisieren und beginnt schon Minuten nach einer Veränderung der Salzkonzentration damit, Glyzerin entweder zu produzieren oder auszuscheiden, je nachdem, was zur Anpassung nötig ist. Das ist wichtig, denn in manchen Habitaten kann sich die Salzkonzentration innerhalb von Stunden beträchtlich verändern.

Dunaliella bardawil ist in den seichten Salzsümpfen der Wüste intensiver Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Diese würde die Zelle schädigen, würde nicht ein Pigment einen Schutzstoff liefern. Unter günstigen Ernährungsbedingungen — wenn zum Beispiel genügend Stickstoff vorhanden ist — erscheint  eine Dunaliella-Kultur leuchtend grün, wobei das grüne Pigment Chlorophyll den Schutzstoff liefert. Bei Stickstoffmangel und hoher Salzkonzentration, Hitze sowie intensiver Lichteinwirkung verändert die grüne Kultur ihre Farbe ins Rötliche oder Orangefarbene. Was steckt dahinter? Unter solchen harten Bedingungen findet ein komplizierter biochemischer Vorgang statt. Der Chlorophyllgehalt sinkt ab und stattdessen wird ein anderes Pigment gebildet, das Betacarotin. Die Zelle würde ohne die außerordentliche Fähigkeit, dieses Pigment zu bilden, absterben. Für die Farbveränderung ist das Auftreten großer Mengen von Betacarotin verantwortlich (gewichtsmäßig kann das bis zu 10 Prozent der Algentrockenmasse unter diesen Bedingungen ausmachen).

In den Vereinigten Staaten und Australien wird Dunaliella in großen Teichen kultiviert, um natürliches Betacarotin für die menschliche Ernährung zu gewinnen. Große Produktionsanlagen gibt es beispielsweise im Süden und im Westen von Australien. Betacarotin lässt sich zwar auch synthetisch herstellen, aber nur zwei Firmen besitzen die sehr teuren und komplexen biochemischen Anlagen, um es in Massenproduktion herzustellen. Wozu der Mensch Jahrzehnte benötigte und wozu enorme Investitionen in die Bereiche Forschung und Entwicklung sowie in Produktionsanlagen nötig waren — das ist für Dunaliella ein Kinderspiel. Diese einfache Alge passt sich sofort veränderten Bedingungen in ihrem Lebensraum an, und das in einer Miniaturfabrik, die zu klein ist, als dass man sie sehen könnte.

In der Gattung Dunaliella findet man noch eine andere Art mit einer außergewöhnlichen Fähigkeit: Dunaliella acidophila. Diese wurde zum ersten Mal 1963 isoliert, und zwar in natürlich vorkommenden sauren Schwefelquellen und in schwefelhaltigem Boden. Die Lebensräume zeichneten sich durch eine hohe Konzentration von Schwefelsäure aus. Bei Laborversuchen konnte diese Dunaliella-Art in einer schwefelhaltigen Lösung gezüchtet werden, die rund 100-mal saurer ist als Zitronensaft. Dunaliella bardawil wiederum kann in einem hochalkalischen Milieu überleben. Das zeigt die extreme Bandbreite der ökologischen Anpassungsfähigkeit der Gattung Dunaliella.

Einige Denkanstöße

Die ungewöhnlichen Fähigkeiten der Dunaliella sind wirklich bemerkenswert. Doch ist das nur ein kleiner Ausschnitt aus dem erstaunlichen Spektrum von Eigenschaften, die Einzeller aufweisen, um in unterschiedlichen und manchmal feindlichen Lebensräumen überleben und gedeihen zu können. Diese Eigenschaften ermöglichen es Dunaliella unter anderem, auf Wachstumsabläufe zu reagieren, Nahrung selektiv aufzunehmen, schädigende Substanzen nicht eindringen zu lassen, Abfallstoffe auszuscheiden, Krankheiten abzuwehren beziehungsweise zu überwinden, Feinden zu entkommen und sich zu vermehren. Beim Menschen sind für diese Aufgaben 100 Billionen Zellen im Einsatz!

Kann man vernünftigerweise davon sprechen, diese einzellige Alge sei lediglich eine einfache, primitive Lebensform, die durch Zufall aus den wenigen Aminosäuren einer organischen Suppe entstand? Ist es logisch, solche Naturwunder dem reinen Zufall zuzuschreiben? Wie viel vernünftiger ist es doch, die Existenz von Lebewesen einem meisterhaften Planer zuzuschreiben, der das Leben erschuf, weil er einen Zweck damit verfolgte. Die enorme Komplexität des Lebens und das Ökosystem lassen sich nur durch ein Know-how erklären, das unser Begriffsvermögen bei weitem übersteigt.

Eine sorgfältige Untersuchung der Bibel, bei der auf religiöse oder wissenschaftliche Dogmen jeder Art verzichtet wird, bietet befriedigende Antworten auf Fragen zum Ursprung des Lebens. Millionen von Menschen, auch wissenschaftlich orientierte, sind durch eine solche Untersuchung bereichert worden. a

[Fußnote]

[Bilder auf Seite 26]

Ganz links: Kommerzielle Betacarotinherstellung mithilfe von „Dunaliella“

Links: Vergrößerte orangefarbene „Dunaliella“-Kultur mit hohem Betacarotingehalt

[Bildnachweis]

© AquaCarotene Limited (www.aquacarotene.com)

[Bild auf Seite 26]

„Dunaliella“

[Bildnachweis]

© F. J. Post/Visuals Unlimited

[Bild auf Seite 27]

Unter dem Elektronenmikroskop abgebildet: Nukleus (N), Chloroplast (C) und Golgi-Apparat (G)

[Bildnachweis]

Image from www.cimc.cornell.edu/Pages/dunaLTSEM.htm. Used with permission