Biosignaturen

Jegliche(s) Substanz oder Phänomen, welche(s) wissenschaftliche Hinweise auf rezentes oder vergangenes Leben liefert.

1. Aktivität: (Motilität, Metabolismus)

   1. Motilität: Spuren oder Bewegungsmuster, die durch Organismen hinterlassen wurden

   2. Metabolismus: Che. Stoffwechselprodukte als Nebenprodukt

2. Makrofossilien (Dinosaurier, Stromatolithen)

   1. Knochen, Ablagerungen (Stromatolithen)

3. Mikrofossilien (Prokaryotisches ein- & mehrzelliges Leben)

   1. z.B. Fossilierte Mikroorganismen wie Bakterien oder Archaeen

4. Biomoleküle (Biomarker, LEGO-Prinzip)

   1. Organische Moleküle, die von Lebewesen stammen, z.B. Lipide, Proteine

5. Isotope (masseabhängige Fraktionierung)

   1. z.B. 12C, 13C → Stoffwechselprozesse bevorzugen leichtere Isoptope

6. Minerale (Biomineralisation, z.B. Biomagnetit)

   1. z.B. Magnetit-Kristalle die durch einige Organismen produziert werden

7. Globale Marker (biologisch, technologisch)

   1. biologisch: Veränderungen der Atmosphäre durch bio. Prozesse (Anstieg O2 durch Photosynthese)

   2. technologisch: Verschmutzung der Atmosphäre, Funksignale

Merksatz:

• Alle M&Ms baden im Müsli gern.

• Bestimmung der Atmosphärenzusammensetzung von Exoplaneten mit JWST (James Webb Space Telescope

• durch Spektroskopie: Atmosphären misst man durch Licht des Sterns, den der Exoplanet umkreist

  • bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbiert, da Reaktion mit Atmosphäre → Dies kann analysiert werden

1. Einschlüsse von Zirkonium-Kristallen (4,1 Mrd. Jahren)

2. Kohlenstoff-Isotope in Gesteinen (ca. 3,8 Mrd. J.)

   1. Sedimente mit ungewöhnliche Verhältnis von C-Isotopen → deuten auf biologische Prozesse

3. Stromatolithische Biosignatur (3,7 Mrd. J.)

   1. fossile Überreste von Mikrobenmatten, die durch Cyanobakterien gebildet wurden

4. Mikrofossile Biosignatur (3,5 Mrd. J.): winzige, röhrenförmige Strukturen in alten Sedimenten aus Australien

Stromatholiten (3,7 Mrd. J.)

• fossile Überreste von Mikrobenmatten, die durch Cyanobakterien gebildet wurden, dabei entstehen auch Carbonatablagerungen

• bestehen zwar nur aus Prokayrioten, aber makroskopische Dimension, 3D-Ausmaße

• existieren immernoch in Australien

• Leben verwendet nur einen kleinen Teil an Bausteinen

• zeigt, dass Verbindung einzelner, einfacherer Bausteine eine komplexe Struktur oder Funktion entstehen kann

• vermeidet so die “unendliche” Komplexität der abiotischen organischen Chemie

  • Indiz für Leben können Bausteine sein, z.B. bestimmte AS

• Isotop = Variante eines chemischen Elements, die sich in der Anzahl der Neutronen im Atomkern unterscheidet

• weil biologische Stoffwechselwege bevorzugen leichtere Isotope

  • Photosynthese → wenig 13C (leichter zu verarbeiten)

  • Abiotischer Rückstand (also nicht-biologische Prozesse) → viel 13C (schwere Isotope)

• Beabsichtigte oder unbeabsichtigte Elektromagnetische Signale im Radio- oder Mikrowellenbereich (Radio Beacons, Radio-Leakage)

• Künstliche Moleküle wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe

• Künstliche Laserimpulse, die den Wirtsstern bei engen Wellenlängen überstrahlen → Zeichen von technologischem Fortschritt

• Raumschiffe, Dyson-Sphären