Vor den Neuronen: der uralte elektrische Ursprung lebender Zellen

Vor den Neuronen: der uralte elektrische Ursprung lebender Zellen

Wenn man über den Ursprung des Lebens nachdenkt, kommt einem als Erstes der genetische Code in den Sinn, also wie sich DNA und RNA entwickelt haben und dadurch Lebensformen entstanden sind, die sich fortpflanzen können und so weiter. Es gibt eine zweite Frage, die man sich stellen sollte, über die man aber nur selten nachdenkt. Wie sind die Zellmembranen entstanden?

Zellmembranen sind aus verschiedenen Gründen wichtig. Der erste ist schlicht praktischer Natur. Die gesamte DNA und RNA der Welt, die es ermöglichen, alle für das Leben notwendigen Elemente, Nukleotide, Aminosäuren und so weiter zu produzieren, würden sich ohne einen Behälter in einer riesigen Suppe verteilen. Damit die Bestandteile des Lebens auch nur einigermaßen nützlich sind, braucht es etwas, das sie zusammenhält. Da ist die Membran: die am wenigsten geschätzte evolutionäre Innovation überhaupt.

Aber die Membran ist aus einem anderen, grundlegenderen Grund wichtig. Sie trennt das Innere vom Äußeren. Und da jede bekannte Zelle immer verschiedene Arten von Ionen enthalten hat, entsteht, sobald eine Membran vorhanden ist, eine Potentialdifferenz. Das schreibt schlicht die Physik vor. Von diesem Moment an braucht es nur Proteine, die Öffnungen in der Membran bilden, damit Ionen in die Zelle hinein- und aus ihr herausgelangen können.

Diese Ionenkanäle sind zusammengenommen etwa drei Milliarden Jahre alt. Pflanzen, Pilze, Tiere ... alle Lebewesen haben sie von ihren eukaryotischen Vorfahren geerbt. Die Signalübertragung begann jedenfalls nicht mit den Natriumkanälen, die sich erst ungefähr zu der Zeit entwickelten, als das erste Nervensystem entstand, vor etwa sechshundert Millionen Jahren.

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