Eine wesentliche Entwicklung auf dem Weg zu Lebewesen war die Entstehung einer Membran, um einen Reaktionsraum abzugrenzen.

Heutige Zellen sind alle von einer Biomembran umgeben, die aus einer Doppellipidschicht besteht. Diese Membran hat verschiedene Eigenschaften wie z.B. Semipermeabilität.

Bis heute ist die Entstehung der Membran ungeklärt. Es gibt aber verschiedene Modellansätze, die dies zu erklären versuchen.

1.     Beim Schütteln einer wässrigen Lösung, in der sich Polypeptide, Nucleinsäuren und Kohlenhydrate befinden, bilden sich nach kurzer Zeit Kügelchen, in denen enzymatische Reaktionen ablaufen und die eine selektive Permeabilität aufweisen.

    Diese Kugeln werden "Koazervate" genannt.

2.    Bei einem anderen Versuch entstanden sogenannte Mikrosphären. Diese entstanden durch Auftropfen von Aminosäuren auf heißen Sand, Ton oder ähnliches.

Diese Mikrosphären setzen sich spontan zusammen. Diesen Prozess bezeichnet man als Self-Assembly.

Viren setzen sich am Ende ihres lysogenen Zyklus ebenso im self-assembly, aus Proteinhülle und RNA, zusammen.

Die Mikrosphären, auch Proteinoide genannt, besitzen  selektive Permeabilität. Manche Mikrosphären können wachsen und sich durch Knospung vermehren. Bei Anwesenheit bestimmter Ionen können die Mikrosphären sogar enzymatische Wirkung haben.

Zum Beispiel spalten manche Mikrosphären in Anwesenheit von Mangankationen ATP.

3.    Lipidmoleküle bilden an der Luft-/Wassergrenze eine monomolekulare Schicht. Die hydrophoben Teile ragen deshalb aus dem Wasser raus. Wird nun ein Teil der Schicht unter Wasser gezogen bildet sich sofort eine kugelförmige Doppellipidschicht. Mit geeigneten Einschlüssen von organischen Molekülen wäre nun ein abgegrenzter Reaktionsraum mit primitivem Stoffwechsel geschaffen.

4.    Ein Produkt einer chemischen Reaktion, z.B. an Pyrit, könnten Fettsäuren sein. Diese Fettsäuren bilden nach Folgereaktionen eine Doppellipidschicht und grenzen Reaktionsräume nach außen ab.

Alle vier Modelle lassen sich aufgrund physikalisch-chemischer Erscheinungen erklären und teilweise im Labor nachvollziehen. Die konkrete Entstehung der Membranhülle liegt aber weiterhin im unklaren.

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