Wie, wenn überhaupt, könnte man sagen, dass die Abiogenese mehrmals auf einem Planeten stattgefunden hat?

Das Leben auf der Erde ist synkretistisch. Das heißt, jede Zelle in Ihrem Körper ist der Nachkomme mehrerer sehr unterschiedlicher Lebensformen, die symbiotisch zu einem einzigen einzelligen Organismus verschmolzen sind (Mitochondrien für Sie, Chloroplasten für Pflanzen und möglicherweise noch andere).

Es gibt Hinweise darauf, dass es sich möglicherweise sogar um separate Ereignisse der Abiogenese handelt. Daher kann die Abiogenese tendenziell überall mehrfach auftreten. Wenn dies der Fall wäre, können wir auch davon ausgehen, dass die meisten solcher Abiogenese-Ereignisse nicht erfolgreich sind – die Organismen sterben bald darauf aus. Nur mit den zahlreichen Ereignissen haben einige das Glück, bestehen zu bleiben.

Dies bedeutet natürlich, dass dieses Phänomen wahrscheinlich bis in die jüngste Zeit fortbesteht. Es könnte sogar genau in diesem Moment irgendwo passieren, in einer tiefen hydrothermalen Quelle oder tief in der Erdkruste! Diese werden natürlich entweder in Kürze aussterben oder eine Nische finden, die (bisher) der Entdeckung durch die Wissenschaft entgeht.

Wenn letzteres, dann gibt es nur so viele Möglichkeiten:

1. Der neue Baum des Lebens vermeidet Symbiose mit anderen Organismen und bewältigt eine schwache Koexistenz mit der bestehenden Biologie. Irgendwann wird es entdeckt.
2. Es wird symbiotisch und ein paar Millionen Jahre später kann es so weit integriert sein, dass die Wissenschaft es nicht mehr als eine separat entwickelte Biologie unterscheiden kann.
3. Seine Nische ist so eng und extrem, oder es ist so anders als jede Biologie, die wir uns vorstellen können, dass es nie entdeckt wird.

Was (wahrscheinlich) nicht geht:

1. Es nutzt eine inkompatible Chiralität. Sobald die dominante Chiralität fest etabliert ist, wird der neue Baum des Lebens feststellen, wie schwierig es ist, sich diesem Trend zu widersetzen, da die meisten vorhandenen Nährstoffe einfach falsch sind . Stell dir vor, du wärst als Linkshänder in einer Welt aufgewachsen, in der nur Rechtshänderscheren hergestellt werden... die zu kochendem Quecksilber explodieren, wenn du sie schlecht benutzt.
2. Zwei verschiedene Sätze von Basenpaaren. Wenn sie beide das gleiche Polymer (DNA, RNA oder ein Analogon), aber unterschiedliche Basenpaare verwenden, werden sie aller Wahrscheinlichkeit nach konvergieren, um durch laterale Genübertragung denselben Satz von Basenpaaren zu verwenden.

Wie ist das passiert...?

Die Bedingungen zu Beginn des Lebens auf der Erde waren radikal anders als die unserer heutigen Welt. Es gab freie Aminosäuren, radikal unterschiedliche Chemie und wenig oder gar keinen freien Sauerstoff. Was sich dort entwickelt hat, würde heute keine 10 Minuten überleben. Darüber hinaus muss das Leben über einen Haufen Ressourcen und reichlich Zeit verfügen, um die Fehler seines Systems zu beheben und dieses System über Generationen in einer Welt voller Organismen zu verbreiten, die immer bereit sind, ihm alle Ressourcen zu entziehen.

Vom Standpunkt eines Biologen aus unterscheidet sich alles Leben auf der Erde wirklich nicht sehr voneinander. Es ist in der Tat erschreckend ähnlich angesichts der schieren Menge an Biologie und unterschiedlichen Umgebungen/Strategien, die das Leben verwendet hat, um erfolgreich zu sein.

Ich kann nicht sagen, dass es NICHT passieren KÖNNTE, aber die Natur müsste einen außergewöhnlichen Vorteil gegenüber dem existierenden Leben haben, damit es funktioniert. Wenn dieses Leben zum Beispiel den Wärmeunterschied zwischen Lava und dem Rest der Welt direkt nutzen könnte, hätte es eine erstaunliche Energiequelle.

Darüber hinaus müssten die Organismen zumindest teilweise nicht wettbewerbsfähig sein (zumindest zu Beginn), sodass ihre Biochemie im Lava-Beispiel auf Reaktionen basieren würde, die Temperaturen und Moleküle tolerieren könnten, die das normale Leben einfach nicht verwenden könnte.

Aber das heißt nicht, dass sie unsere Biochemie nicht nutzen könnten. Ich kann mir zwar nicht VOLLSTÄNDIG vorstellen, wie eine Biochemie, die sich von unserer so unterscheidet, funktionieren könnte, aber sie könnte (zum Beispiel) Oxidationsreaktionen bei hohen Temperaturen nutzen oder Kohlenstoff auf eine Weise verbrauchen, die wir normalerweise nicht mit Leben in Verbindung bringen würden. Es müsste SEHR anders sein. Ich würde im Lava-Beispiel vermuten, dass es auf Silizium basiert (ja, das ist ein ganz anderes Argument).

Wenn es nicht sehr anders wäre, dann wäre es fast ganz dasselbe. Um die Konkurrenzprobleme zu umgehen, müsste das Leben die bestehenden Strategien von ganzem Herzen übernehmen (abzüglich aller spezifischen Vorteile, die dieser Organismus verarbeitet). Wenn eine Lebensform unserer sehr ähnlich wäre, würde sie am Ende UNSERE Biomoleküle aus Effizienzgründen verwenden und wahrscheinlich mit jeder vergehenden Generation mehr und mehr unserer Art von Leben ähneln.

Daher halte ich es für äußerst unwahrscheinlich, dass eine echte neue Biogenese auf der Erde stattfindet. Wenn dies der Fall wäre, wäre es entweder SEHR fremd (und wahrscheinlich wird angenommen, dass es tatsächlich fremd ist), oder es wäre nach einer „kurzen“ Zeit so ähnlich, dass die Leute wahrscheinlich annehmen würden, dass es sich von unserer Art zu leben entwickelt hat, anstatt und umgekehrt.

• Eine Ausnahme könnte bestehen, wenn die beiden Biogenese-Ereignisse in einem ähnlichen Zeitrahmen auftreten. In diesem Fall könnten zwei „konkurrierende“ Biologien um die Vorherrschaft in einer primitiven Welt kämpfen. Sie könnten eine Zeit lang getrennt existieren, aber irgendwann würde der eine oder andere aufgrund sich ändernder Bedingungen in Nischenumgebungen verbannt, oder sie würden irgendwie eine Symbiose eingehen, in der die Vorteile von jedem geteilt werden. Suchen Sie nach völlig außerirdischem Leben an Orten wie dem Meeresboden, Thermalquellen oder dergleichen. Eine nachhaltige Existenz einer solchen Biologie würde bedeuten, dass das andere Ökosystem zumindest teilweise Biomoleküle teilen würde, da sie Teil der Umwelt sind.

Der wahrscheinlichste Hinweis auf ein solches Leben wäre in der Genetik (was möglicherweise das falsche Wort ist, da der andere Organismus möglicherweise keine Gene verwendet). Ihre Organismen hätten unterschiedliche funktionelle Wege, um Vererbung weiterzugeben. Sogar Mitochondrien verwenden DNA, aber wenn Organismen zwei völlig unterschiedliche Vererbungssysteme verwenden würden, dann würden sie eindeutig von zwei verschiedenen Biogenese-Ereignissen stammen. Dies ist die am besten erhaltene Facette des Lebens, und sie würden an den Grundlagen der Vererbung festhalten, selbst wenn die Biochemie ansonsten im Wesentlichen identisch wäre. Ich bezweifle also, dass es einen Gentransfer geben würde (obwohl das funktionelle Teilen in Symbiose zutiefst tiefgreifend sein könnte).

Wir haben jetzt die Idee von Last Universal Common Ancestor . Wir sind in der Lage, unseren Lebensbaum (wenn auch nicht wirklich genau) aufzuspüren, indem wir nur Statistiken über Genome machen, und der Baum scheint bisher einzigartig zu sein. Alles, was so fremdartig ist wie eine andere Gruppe von Aminosäuren, sollte sofort offensichtlich sein (es sei denn, es handelt sich eher um ein Spektrum als um separate Gruppen ... siehe nächster Absatz).

Wenn es die geringste Möglichkeit gibt, sich gegenseitig zu fressen, Parasitismus oder Symbiose, kann es zu einer konvergenten Evolution kommen. Man möchte vielleicht den anderen essen, da mehr Nahrungsmöglichkeiten besser sind. Der andere möchte vielleicht aus dem gleichen Grund den ersten essen – man könnte es Nash-Gleichgewicht nennen, oder vielleicht Gefangenendilemma (sie werden irgendwann herausfinden, dass Essen bedeutet, gegessen zu werden, aber es wird zu spät sein). Dies kann zu mehr Ähnlichkeit führen und schließlich die Beweise für einen getrennten Ursprung durcheinander bringen. In der Realität kann dies manchmal Wunder bewirken, wie z. B. die ziemlich genaue Nachahmung einer fremden DNA-Sequenz ohne einen tatsächlichen horizontalen Transfer. Ein anderes Szenario ist, dass ein Lebensbaum versucht, den anderen zu fressen, während der andere TOL versucht, ungenießbar zu bleiben ... Dies kann zu einer interessanten evolutionären Dynamik führen, wenn dies von Dauer sein kann, was ich nicht sicher bin.

Wenn es einen horizontalen Gentransfer gibt, impliziert das meiner Meinung nach das Maß an Ähnlichkeit, damit die konvergente Evolution einsetzen kann.

OTOH, wenn sie hoffnungslos inkompatibel sind, kann es immer noch einen Wettbewerb um grundlegende Ressourcen geben (Kohlenstoff, Sonnenlicht ... es sei denn, das andere ist Silizium und Erdwärme). Konkurrenz reicht aus, um eine Seite in den Untergang zu treiben, ohne dass ein einziges Individuum gefressen wird. Sich nicht gegenseitig essen zu können, bedeutet auch nicht, sich nicht gegenseitig vergiften zu können, um zum Beispiel den Krieg mit direkteren Mitteln zu führen. Beachten Sie, dass sich dies nicht wesentlich von dem unterscheidet, was in unserem einzigartigen TOL passiert.

In Ihrem Szenario 3 findet der Wettbewerb um Ressourcen statt, noch bevor einer der Konkurrenten da ist. In einer etablierten Biosphäre ist die überwiegende Mehrheit der Ressourcen in einer Art Bakterium-Bakteriophagen-Zyklus (oder sogar in höheren Lebensformen) eingeschlossen, anstatt für Experimente verfügbar zu sein. Eine zweite, verzögerte Abiogenese kann viel schwieriger sein.

Selbst wenn es nicht kompatibel ist, kann es immer noch eine konvergente Evolution auf hohem Niveau geben, wie verschiedene harmlose Schlangen, die die Korallenschlange nachahmen. Diese Schlangen sind jedoch nicht in der Lage, Biologen zu täuschen (vielleicht solange sie nicht nur fossil sind).

Die Populationsgröße und wahrscheinlich eine gewisse Evolutionsrate beeinflussen die Populationsstabilität. Eine Million Bakterien sind stabiler als eine Million Dinosaurier. Wir haben immerhin noch Bakterien und Archaeen, aber keine (echten) Dinosaurier. Beide Populationen, die groß und vielfältig beginnen, können hilfreich sein; Auch wenn der eine klar überlegen ist, mag der andere seine Nische finden. Auch dies geschieht innerhalb unseres TOL: Die Vielfalt bleibt bestehen, keine einzelne optimale Lebensform dominiert. (Nein, haben wir nicht.) Wenn beide (alle) TOLs einen guten Start haben, haben sie alle eine gute Chance, es zu unseren Biologen zu schaffen, auch wenn es bei weitem nicht jede einzelne Art ist, die überlebt.