Die Entstehung des Lebens aus kleineren Molekülen zu hochkomplexen biologischen Lebensformen enthält zwei Aspekte. Die chemische oder auch präbiotische Evolution und die Kopplung von molekularer Information. Unsere Arbeit befaßt sich mit dem zweiten Punkt. Die räumliche Musterbildung spielt bei der Evolution eine wesentliche Rolle. Für die Exobiologie und Raumfahrt sind diese Untersuchungen sowohl bei der Erkennung der für frühes Leben charakteristischen räumlichen Muster, als auch für die Abschätzung relevanter räumlicher Umgebungen für die Entstehung biologischer Information relevant.
Als Modellsysteme zur Untersuchung dieses Aspektes sind isothermale (in vitro} Amplifikationsreaktionen von DNA/RNA besonders geeignet. Die isothermale Amplifikation hat den Vorteil, daß keine Synchronisation auftritt, erleichtert aber auch die Möglichkeiten unter Fluß bedingungen zu arbeiten, notwendig um eine Evolution solcher Systeme über lange Zeit aufrecht erhalten zu können. Mikrostrukturierte Reaktoren erlauben eine präzise Untersuchung der Rolle der räumlichen Topologie und von Austauschprozessen bei der Musterbildung und Evolution. Der Informationsgehalt der in nichtgekoppelten Replikationssystemen weitergegeben werden kann ist beschränkt. Eine mögliche Erhöhung dieser Informationsmenge kann durch die Aufteilung der Information auf mehrere Amplifikationszyklen erfolgen. Bei den von uns untersuchten Systemen handelt es sich deshalb um gekoppelte Systeme. Solche Systeme sind allerdings anfällig gegenüber auftauchenden Parasiten. Eine Stabilisierung gegen solche Parasiten kann durch räumliche Musterbildung erfolgen. Das Zusammenspiel von räumlicher Musterbildung und Evolution wird sowohl in räumlich kontinuierlichen Mikroflußreaktoren als auch in diskreten aber gekoppelten Räumen untersucht. Das Verstehen des Wechselspiels von räumlicher Musterbildung und molekularer Evolution ist von großem Interesse für den Usrprung und die Entwicklung des Lebens.