Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wahrscheinlichkeit und Einzigartigkeit von Leben
Hallo,
es werden ja verschiedene Ausgangspunkte für den Start des Lebens auf unserem oder anderen Planeten diskutiert. Beispielsweise, an schwarzen Rauchern, in austrocknenden Pfützen an der Küste, durch Meteoriten, in der Atmosphäre durch Blitze etc.
Wird in den ganzen Theorien davon ausgegangen, dass dies nur ein einmaliges Ereignis war, oder dass das Aufkeimen von Leben an mehreren Stellen passierte?
- Wenn es ein einmaliges Ereignis war, muss ich es mir also so vorstellen, dass das ganze Leben auf der Erde von einer einzigen "Urzelle" ausgeht?
Also es sich ein einziges Mal in irgend einer Pfütze auf dem Planeten die Konstellation von Zellmembran und -kern gebildet hat?
Dann wäre die Entstehung von Leben doch ein sehr unwahrscheinlich/ungewöhnliches Ereignis.
- Es in der Entwicklungsgeschichte der Erde nur eine sehr kurze Zeitspanne bestand, wo sich Leben bilden konnte. Damit meine ich, dass in einer Epoche alle Bedingungen genau die richtigen waren, so dass sich in mehreren Pfützen/Wolken/Einschlagskrater Zellen Bilden konnten. Wären die dann verwandt? Hat es dann nur einer dieser Zellhaufen geschafft zu einem mehrzelligen Organismus weiterzuentwickeln, der dann den ganzen Planeten "besiedelt" hat? Also eigentlich die gleiche Frage wie bei dem Einzeller.
- Oder stellt man sich vor, dass sich auch heute noch ständig neue Einzeller oder Zellhaufen bilden? Noch weiter gedacht, dass ständig Einzellerzellhaufen den Evolutionären Schritt gehen und sich zu einem mehrzelligen Organismus "verschmelzen".
Wo war dann aber die Grenze, dass alles weiterentwickelte Leben auf wirklich einen gemeinsamen Ursprung zurück geht? Der "Urzellhaufen", der sich dann planetweit ausgebreitet hat. Oder waren diese Urzellhaufen gar nicht wirklich verwandt?
Schmidts Katze
19.10.2008, 00:21
Hallo Conz,
wenn erstmal Leben entstanden ist, vermehrt es sich und verbreitet sich nach überall, wo die Bedingungen OK sind.
Es frisst die Ursuppe auf, setzt Sauerstoff frei, und verhindert so, daß sich ein zweites Mal Leben bildet.
Grüße
SK
Hallo Schmidts Katze,
der Sauerstoff als begrenzender Faktor klingt gut. Ging das denn so rasend schnell mit der Verbreitung? Wie groß wird denn der Zeitraum gewesen sein von der ersten Zelle, bis dann der Anteil an Sauerstoff in der Atmosphäre so hoch stieg, dass keine Bildung von neuem Leben mehr möglich war?
Das klingt für mich aber schon so, dass sich die Entstehung von Leben in einer Ursuppe als sehr unwahrscheinlich darstellt.
Es gab eine Zeit, wo stellenweise (oder überall) auf der Erde die richtigen Bedingungen geherrscht hatten. (Druck, Temperatur, Zusammensetzung der Ursuppe etc.)
Dann hat sich nur an einem Ort eine Zelle entwickelt, die sich teilen konnte.
Diese haben sich so rasend schnell verbreitet, dass es (trotz der optimalen Bedingungen) keine vergleichbare Kombination aufgetreten ist und es somit keinen Konkurrenten gab. (Diese Übergangsphase finde ich erstaunlich)
Dann ab einer bestimmten Verbreitung konnte kein weiteres Leben entstehen, da zuviel Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden war. Kann heute schon gesagt werden, ab wie vielen Teilen Sauerstoff in der Umgebungsluft keine Bildung von Leben mehr möglich ist?
Und auch nur Nachkommen der Urzelle haben es geschafft mit dem steigenden Sauerstoff zu "überleben"?
Jedenfalls scheint mir die Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Leben sehr geringen (nicht Null, sonst würde es uns ja nicht geben), wenn alles Leben nur auf einen Kern zurückzuführen ist.
Oder hat sich vll. doch mehrfach Leben gebildet und nur die uns bekannte Form hat sich dann durchgesetzt?
Gruß
Conz
Hallo Conz
Du kannst mal die (erweiterte) Forensuche mit folgenden Stichwörtern füttern: "Entstehung Leben", user "Mahananda", Beiträge anzeigen. Dort findest Du sehr interessante Beiträge zum Thema.
In wikipedia wäre der Artikel Chemische Evolution (http://de.wikipedia.org/wiki/Chemische_Evolution) auch recht interessant.
Man hat bis heute keine gesicherte Vorstellung wie das Leben auf der Erde entstand. Persönlich glaube ich aber, daß es an mehreren Stellen der Erde entstand und möglicherweise auch mehrfach wieder zerstört wurde.
Was den Sauerstoff betrifft: Dazu braucht es erstmal Zellen, die die Photosynthese betreiben. Diese muss also nach der Entstehung des ersten Lebens erst "erfunden" werden. Und danach dauert es eine halbe Ewigkeit bis die Atmosphäre langsam freien Sauerstoff anreichert.
Diese haben sich so rasend schnell verbreitet, dass es (trotz der optimalen Bedingungen) keine vergleichbare Kombination aufgetreten ist und es somit keinen Konkurrenten gab. (Diese Übergangsphase finde ich erstaunlich)
Diese Übergangsphase, die Du meinst, dürfte die Kambrische Explosion (http://de.wikipedia.org/wiki/Kambrische_Explosion) sein. Wenn man davon ausgeht, daß das erste Leben vor dreieinhalb milliarden Jahren entstanden ist und die kambrische Explosion vor gut 500 Millionen Jahren, so dauerte dieser Konkurrenzkampf unter den Einzellern 3 milliarden Jahre. Es war also wohl wahrlich kein kurzer heftiger Kampf der ersten Zellen nach dem nur eine Art übrig blieb.
Danke Jonas für die spitzen Links und Schlagworte. So wie Du es zusammengefasst hast scheint es mir auch wahrscheinlicher.
Gruß
Conz
Schmidts Katze
19.10.2008, 17:53
Hallo Conz
Du kannst mal die (erweiterte) Forensuche mit folgenden Stichwörtern füttern: "Entstehung Leben", user "Mahananda", Beiträge anzeigen. Dort findest Du sehr interessante Beiträge zum Thema.
Das werde ich jetzt erstmal tun.
Den Wiki-Artikel finde ich auch sehr gut.
Mit dem Sauerstoff hast du wohl recht, das hat zu lange gedauert.
Aber das Auffressen der Ursuppe:
Es wird auf der frühen Erde sicher nicht jede Woche neues Leben gegeben haben.
Wenn es Leben erstmal gibt, wird es sich sicher schnell in jede Pfütze verbreitet haben, und da verbraucht es die ganzen Bestandteile der Ursuppe, aus denen sonst Leben entstehen könnte.
Die ökologische Nische ist besetzt.
Grüße
SK
Die ökologische Nische ist besetzt.
So wie Du diesen Begriff benutzt, hättest Du von meinem alten Bio Lehrer links und rechts eine bekommen :D
Die ökologische Nische ist nicht örtlich zu verstehen. In der selben Pfütze können viele ökologische Nischen existieren und damit auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Lebensformen. Nicht jeder frisst das Gleiche und nicht jeder frisst gleich den anderen auf ;)
Schmidts Katze
19.10.2008, 21:08
So wie Du diesen Begriff benutzt, hättest Du von meinem alten Bio Lehrer links und rechts eine bekommen :D
Der ist dann hoffentlich schon in Rente.
Mit Öko-Nische meine ich den ganzen Planeten, auf dem Aminosäuren, Proteine usw vorhanden sind, aber bisher kein Leben.
Wenn einmal Leben entsteht und überlebt, hat es schnell alle vorhandenen Öko-Nischen besetzt, bevor unabhängig davon nochmal Leben entsteht..
Überall, wo sich die Grundsubstanzen des Lebens anreichern, werden Einzeller auftauchen, die diese verwenden.
Es frisst die Ursuppe auf, ... , und verhindert so, daß sich ein zweites Mal Leben bildet.
Grüße
SK
Mahananda
20.10.2008, 15:05
Hallo Conz,
es ist nicht sicher, ob Lebewesen nur ein einziges Mal auf der Erde entstanden sind, oder ob es mehrere Anläufe gegeben hat, von denen nur ein einziger überlebt hat. Aus der heutigen Datenlage lässt sich diese Frage nicht entscheiden. Das Resultat wäre in beiden Fällen das gleiche: ein einziger Grundtyp von Lebewesen mit identischen Kernprozessen - wobei die Bioproteinsynthese hier als Referenz dienen kann. Bis auf einige wenige Ausnahmen ist der "genetische Code" bei allen Lebewesen gleich. Dies ermöglicht es, beispielsweise menschliches Insulin von Bakterien erzeugen zu lassen, indem man das dazu nötige Gen in das Bakteriengenom einschleust. Auch mit Spinnengenen in Kühen hat man mittlerweile gute Erfahrungen gesammelt, um Spinnenfäden industriell zu produzieren. Das aber nur am Rande ...
Die schon erwähnten Ausnahmen sind interessanter, denn diese deuten darauf hin, dass es in ferner Vergangenheit mehrere Variationen hinsichtlich der Bioproteinsynthese gegeben hat. Die meisten dieser Abweichungen finden sich in den Mitochondrien gewöhnlicher Zellen. Diese verfügen über ein eigenes Genom, was dafür spricht, dass sie ursprünglich eigenständige Lebewesen waren, die jetzt in Symbiose (Daseinsweise zum gegenseitigen Vorteil) mit der Wirtszelle leben. Zur Zeit der Entstehung der kernhaltigen Zellen (Eukaryoten), also vor ca. 2,5 bis 2,0 Milliarden Jahren, gab es folglich (noch)differierende Zellarten hinsichtlich des "genetischen Codes", die möglicherweise auf mehrere Entstehungszentren hinweisen. Die späteren Mitochondrien haben einen Weg gefunden, mittels Endosymbiose (Siehe hierzu "Endosymbionten-Theorie"!) zu überleben, während andere, frei lebende Varianten von der heute dominanten Universalvariante verdrängt wurden.
Ein weiteres Indiz für mehrere Entstehungszentren ist der Umstand, dass von einigen Bakterien und Archaeen - von der Universalvariante abweichende - Aminosäuren verwendet werden (z.B. Selenocystein oder Pyrrolysin), während das daran beteiligte Triplett der mRNA üblicherweise zum Syntheseabbruch führt. Denkbar ist, dass in einem anderen Entstehungszentrum eine entsprechende Codase (Protein, welches eine Aminosäure an eine tRNA bindet) vorhanden war, die andernorts fehlten. Im Verlauf der weiteren Entwicklung wird es zu verschiedenen Varianten des Umgangs mit der Konkurrenzsituation gekommen sein. Eine Variante ist Endosymbiose, aber diese ereignete sich relativ spät. Verbreiteter war wohl zunächst die Erweiterung der Vielfalt durch Integration der Codaseaktivität der unterlegenen Zellen in die Stoffwechseltätigkeit der Überlebenden - also nicht schlicht Vernichtung der Konkurrenz sondern Übernahme dessen, was brauchbar war.
Aus möglicherweise nur vier oder fünf verschiedenen Codasen, die lediglich für Aminosäuretypklassen spezifisch waren (sauer, basisch, hydrophil, hydrophob) bildete sich auf diesem Wege schließlich die heutige Vielfalt von 61 Codasen aus, die insgesamt 20 Aminosäuren an tRNA binden können. Nebenwirkung dieses "learning by eating" war die Einpegelung der Redundanz des "genetischen Codes" auf ein praktikables Maß, um die Fehlerquote bei der Bioproteinsynthese größtmöglich zu senken. Gefundene Lösungen, die sich bewährt hatten, konnten somit länger konserviert werden (sogenannte "Kernprozesse") und waren nun als stabile Zwischenstufe für weitere Entwicklungsschritte geeignet.
Auch die schon erwähnte "Kambrische Explosion" ist wahrscheinlich das Resultat der Konservierung einer einmal gefundenen Lösung für Vielzelligkeit in Verbindung mit Zelldifferenzierung. Wie wahrscheinlich diese Lösung ist, lässt sich derzeit nicht einmal ansatzweise abschätzen. Bei der Wahrscheinlichkeit für die Entstehung von Lebewesen sind wir da einen kleinen Schritt weiter. Reinhard W. Kaplan hat in den 1970er Jahren einen Ansatz auf der Basis der oben erwähnten Codasen unternommen, um die Entstehungswahrscheinlichkeit von Lebewesen auf der Erde zu berechnen. Ich kann das hier nicht im Detail wiedergeben, aber das Resultat liest sich wie folgt:
Bei 4 Codasen liegen die kritischen Mengen günstiger Aggregate [also "Ursuppe", eigene Anmerkung] im Bereich von einigen Gramm bis Kilogramm. Selbst wenn nur 1/1000 aller Aggregate die die oben dargelegte günstige Beschaffenheit hätten, ergäbe das nötige Gesamtmengen von einigen Kilogramm bis wenigen Tonnen aller Aggregate. Das sind Mengen, die mit ziemlicher Sicherheit auf der Früherde, wahrscheinlich sogar vielfach entstanden sind. Protobionten mit dieser Codasezahl sind daher sicherlich in größerer Zahl entstanden.
Protobionten mit 5 Codasen sind dagegen 10^9mal seltener, für ihre Entstehung wären mengen von 10^4 bis 10^5 t günstiger Aggregate und also Gesamtmengen von 10^7 bis 10^8 t notwendig. Sie benötigten eine Ursuppenmenge, die etwa die deutsche Bucht der Nordsee füllen würde. Immerhin ist diese Aggregatmasse noch 10^5 bis 10^6mal kleiner als der Grenzwert von 10^13 t. so dass mit wenigstens einigen Ursprüngen solcher Protobionten auf der Erde gerechnet werden kann.
Dagegen erfordern Protobionten mit 6 Codasen Aggregatmengen, die 10^5 bis 10^6mal größer sind als die frühirdische Maximalmenge von 10^13 t. Für ihren Ursprung wären also viele Millionen "Früherden" erforderlich, eine Zahl, die wohl nur in einer ganzen Galaxis aus 10^10 Sternen vorkommt. Ihr Ursprung, wie auch der noch höher organisierter Protobionten, wäre tatsächlich ein einmaliger Glücksfall auf unserer Erde.
Siehe dazu: Reinhard W. Kaplan: Der Ursprung des Lebens - Biogenetik, ein Forschungsgebiet heutiger Naturwissenschaft. 2. Auflage, Stuttgart 1978, S. 165
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
danke für diese ausführliche Erklärung. Das klingt ja alles nochmal komplexer und interessanter, als ich dachte.
Wenn ich es nochmal laienhaft zusammenfassen darf:
Auf der Erde wird es verschiedene Plätze mit unterschiedlich zusammengesetzten Ursuppen gegeben haben. Abhängig von der Zusammensetzung hat sich Leben wahrscheinlich mehrfach gebildet und dies mit leicht unterschiedlichen Ansätzen.
In dieser Menge verschiedenen "Urlebens" kam es nicht nur zu fressen und gefressen werden, sondern viel wichtiger auch zu Kombinationen dieser nicht verwandten Lebensformen oder Aufnahme dieser in die eigene Struktur.
Aus diesem Mischleben hat sich dann das uns bekannte "Universalleben" entwickelt.
Mahananda
20.10.2008, 15:56
Wenn ich es nochmal laienhaft zusammenfassen darf:
... prägnanter hätte ich es auch nicht besser hinbekommen! Ja, so ist es! :)
Viele Grüße!
Hallo Conz,
Hast Du schon mal Frank Schätzing gelesen: Nachrichten aus einem unbekannten Universum? In diesem Buch bringt der Schätzing u.a. auch dieses Thema mit einem guten Schuß Humor unter die Leute. Liest sich sehr interessant und amüsant.
Gruß – Jora52
Hallo jora52,
das Buch habe ich noch nicht gelesen, danke für den Buchtipp. Ich werde es mir mal für die kommenden Winterabende bestellen.
Grüße
Conz
Roland90
23.10.2008, 23:24
Auf der Erde wird es verschiedene Plätze mit unterschiedlich zusammengesetzten Ursuppen gegeben haben. Abhängig von der Zusammensetzung hat sich Leben wahrscheinlich mehrfach gebildet und dies mit leicht unterschiedlichen Ansätzen.
Dieser Meinung bin ich nicht.
Meines Wissens nach gibt es eine Besonderheit bei Aminosäuren-Monomeren. Es gibt zwei Arten, die sich nicht in ihrer chemsichen Zusammensetzung, sondern nur in der Orientierung der Atome im Molekülverband unterscheiden. In Meteoritenüberresten findet man Aminosäuren beiden Typs, rechts- und linkshändige.
Das Leben auf der Erde verwendet ausschließlich linkshändig aufgebaute Aminosäuren. Warum das so ist, kann zurzeit niemand sagen, es scheint zufällig bestimmt zu sein.
Je mehr Plätze mit unterschiedlichen Leben es also gegeben haben soll, desto Wahrscheinlicher ist es, dass es auch heutzutage noch Leben mit rechtshändigen Aminosäuren-Monomeren gibt. Das gibt es aber nicht.
Ich könnte mir jedoch vorstellen, dass die "Linkshänder" die "Rechtshänder" aufgefressen haben könnten, wenn es sie jemals gab. Jedenfalls stammen wir von linkshändig-aufgebauten Lebensformen ab.
FrankSpecht
24.10.2008, 01:32
Moin, Roland90,
Jedenfalls stammen wir von linkshändig-aufgebauten Lebensformen ab.
Ich bin bei weitem kein Bio-Experte, aber m.E. guter Einwand!
Da ich die Grundlagen der Archaeobiologie nicht kenne und schon gar nicht verstehe, resümiere ich:
a.) Evolutionisten suchen immer noch Zuflucht beim Zufall, weil sie die Existenz einer bewussten Intervention nicht akzeptieren wollen. (Zitat: http://www.darwinismus.com/molekularbiologie_04.php)
b.) Linksdrehende Aminosäuren etablierten sich in nur einer Sphäre (nördlich oder südlich) des Äquators.
Mahananda
24.10.2008, 14:06
Hallo Roland,
Je mehr Plätze mit unterschiedlichen Leben es also gegeben haben soll, desto Wahrscheinlicher ist es, dass es auch heutzutage noch Leben mit rechtshändigen Aminosäuren-Monomeren gibt. Das gibt es aber nicht.
Diese rechnung geht nicht auf, weil der Entstehung der Protobionten eine längere Phase der Anreicherung der nötigen Agenzien vorausgegangen ist, inklusive der Synthesewege, die zur Bevorzugung der L-Variante von Aminosäuren geführt hat. Du hast zwar recht, dass in Meteoriten beide Varianten gefunden werden, aber auch hier besteht bereits ein leichtes Ungleichgewicht zugunsten der L-Variante. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Syntheseweg aufbaut, der zu einer einseitigen Anreicherung von L-Varianten führt, ist damit bereits auf abiotischem Weg gegeben. Die Entstehung von ersten Lebewesen ergibt demnach unter Berücksichtigung der vorausgehenden Chemosynthese-Phase eine Bevorzugung von L-Varianten - egal an wie vielen Plätzen unabhängig voneinander Lebewesen entstehen.
Weiterhin ist zu bedenken: Die Variante von Lebewesen, die bis heute überdauert hat, konnte nur "ihresgleichen" verwerten und hat sich (u.a. infolge effizienterer Verwertung durch Einpassung der Stoffwechselwege der Beute in den eigenen Stoffwechsel) als fitter erwiesen als möglicherweise parallel dazu vorhandene D-Varianten. Die L-Varianten haben schneller und mit einer höheren Vermehrungsrate sämtliche Nischen besetzt, so dass für hypothetische D-Varianten kein Rückzugsraum mehr verblieben ist. Wenn es sie jemals gegeben hat, dann sind sie längst ausgestorben.
Viele Grüße!
Mahananda
24.10.2008, 14:16
Da ich die Grundlagen der Archaeobiologie nicht kenne und schon gar nicht verstehe, resümiere ich:
... am besten gar nichts, denn auf welcher Grundlage willst du dir ein Urteil zu archäobiologischen Vorgängen bilden?
Evolutionisten suchen immer noch Zuflucht beim Zufall, weil sie die Existenz einer bewussten Intervention nicht akzeptieren wollen.
... und was das Beste ist: Sie müssen es gar nicht!
Linksdrehende Aminosäuren etablierten sich in nur einer Sphäre (nördlich oder südlich) des Äquators.
Klar! Das hat der liebe Gott wohlweislich so eingerichtet. An dieser Stelle möchte ich gleich nachfragen: Nordhalbkugel oder Südhalbkugel?
FrankSpecht
24.10.2008, 15:07
Moin, Mahananda,
hmm, ich sollte so spät nachts nichts posten. Irgendwie ist ein Satz von mir weggeblieben, der darauf hingedeutet hatte, dass ich das nicht ganz so ernst meinte :o
Deine Erklärung im Post an Roland gefällt mir jedenfalls weit besser.
'tschuldige bitte!
Mahananda
24.10.2008, 15:22
'tschuldige bitte!
Angenommen! :)
Roland90
24.10.2008, 18:38
Diese rechnung geht nicht auf, weil der Entstehung der Protobionten eine längere Phase der Anreicherung der nötigen Agenzien vorausgegangen ist, inklusive der Synthesewege, die zur Bevorzugung der L-Variante von Aminosäuren geführt hat. Du hast zwar recht, dass in Meteoriten beide Varianten gefunden werden, aber auch hier besteht bereits ein leichtes Ungleichgewicht zugunsten der L-Variante. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Syntheseweg aufbaut, der zu einer einseitigen Anreicherung von L-Varianten führt, ist damit bereits auf abiotischem Weg gegeben.
Das wusste ich nicht. Hast du einen Link/Quelle?
Weiterhin ist zu bedenken: Die Variante von Lebewesen, die bis heute überdauert hat, konnte nur "ihresgleichen" verwerten und hat sich (u.a. infolge effizienterer Verwertung durch Einpassung der Stoffwechselwege der Beute in den eigenen Stoffwechsel) als fitter erwiesen als möglicherweise parallel dazu vorhandene D-Varianten. Die L-Varianten haben schneller und mit einer höheren Vermehrungsrate sämtliche Nischen besetzt, so dass für hypothetische D-Varianten kein Rückzugsraum mehr verblieben ist. Wenn es sie jemals gegeben hat, dann sind sie längst ausgestorben.
Ich habe jetzt nochmal in einem Buch nachgeschaut: es gibt tatsächlich rechtshändig gebaute Aminosäuren an einigen Eiweißkörpern in den Zellwänden gewisser Bakterien. Das sind allerdings die einzigen Ausnahmen.
Mahananda
25.10.2008, 08:48
Hast du einen Link/Quelle?
Besorg dir mal das Buch von Hansjürg Geiger: "Auf der Suche nach Leben im Weltall - Wie Leben entsteht und wo man es finden kann". (Kosmos-Verlag, 2005) Dort, auf Seite 198f. steht, dass durch Michael Engel und Bart Nagy im Jahr 1982 im Murchison-Meteoriten ein leichtes Übergewicht der linkshändigen Form gefunden wurde. 1997 konnte durch John Cronin und Sandra Pizzarello an Aminosäuren, die nicht in Lebewesen vorkommen, ein Überschuss der linkshändigen Form von bis zu 10% gemessen werden. Eine Arbeitsgruppe um James Hough berechnete, dass bei UV-Strahlung die rechtshändige Form bevorzugt zerstört wird. Der erwartete Überschuss beträgt maximal 10% und deckt sich somit mit dem Befund von Cronin und Pizzarello.
Die Quellen:
Engel, M.H., Nagy, B.: Distribution and enantiomeric composition of amino acids in the Murchison meteorite. Nature, 296, 1982, p. 837ff.
Cronin, J.R., Pizzarello, S.: Enantiomeric excesses in meteoritic amino acids. Science, 275, 1997, p. 951ff.
Bailey, J. et al.: Circular polarization in star-formation regions: Implications for biomolecular homochirality. Science, 281, 1988, p. 672ff.
Viele Grüße!
Webmaster
03.12.2008, 18:10
Die Beiträge ab #22 wurden in den Bereich "Gegen den Mainstream" verschoben (siehe: http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=3014).
Ich darf daran erinnern, dass Diskussionen über alternative Theorien ausschließlich im Bereich "Gegen den Mainstream" diskutiert werden dürfen. Ein Verstoß gegen diese Regel kann zu einer zeitweiligen Sperre des jeweiligen Users oder einer kompletten Sperrung führen.
Ich bitte um Beachtung,
S. D.
Angeregt durch diesen Thread hier lese ich aktuell "Im Anfang war der Wasserstoff" von 'Hoimar von Ditfurth'.
Dort wird auch, wie schon "Schmidts Katze" meinte, der Sauerstoff als begrenzender Faktor für die Entstehung weiteren Lebens aufgeführt. (Es wird dort nicht explizit ausgeschlossen, dass Leben mehrfach entstanden ist.)
... Es frisst die Ursuppe auf, setzt Sauerstoff frei, und verhindert so, daß sich ein zweites Mal Leben bildet.
...
Nicht ganz so wie bei "Schmidts Katze" aber später dann ähnlich in der Konsequenz.
Zusammengefasst :
"Da bei Vorhanden sein von Sauerstoff keine Überdauern von komplizierten Molekülen, Aminosäuren und Polypeptide, Nukleinsäuren und Porphyrine möglich ist, entsteht in der späteren Entwicklungsgeschichte der Erde / heute kein neues Leben mehr. "
Nun hatte ich nebenbei eine Doku im TV gesehen (habe leider keinen Titel), wo in einem Nebensatz jemand erwähnt wurde, der in Sümpfen und Mooren nach der Entstehung von Leben zu unserer Zeit sucht. (Da dort auch häufig partiell Luftabschluss herrscht)
Die von Mehanda favorisierte Möglichkeit der Entstehung im Watt würde heute nicht mehr möglich sein. (da direkte Kontakt mit Umgebungsluft und damit Sauerstoff). (Dann auch keine direkte Entstehung in der Atmosphäre - in Wolken etc. mehr)
Jetzt werden ja auch noch folgende andere Möglichkeiten diskutiert:
1. Entstehung des Lebens in Gasblasen im Eis. (Eis dient anfangs als Art "Hülle")
2. Entstehung von Leben an schwarzen Rauchern. (Da sollte doch eigentlich auch nicht so viel Sauerstoff sein)
In beiden Fällen wäre doch ein Abschluss vor Sauerstoff gegeben.
Wird sich aktuell noch irgendwo auf der Erde Leben bilden oder ist das total ausgeschlossen?
Nathan5111
17.12.2008, 22:23
Angeregt durch diesen Thread hier lese ich aktuell "Im Anfang war der Wasserstoff" von 'Hoimar von Ditfurth'.
'Brandneuer Stoff', von 1972, den habe ich damals auch verschlungen.
Frage an Mahananda: Ist das alles noch aktuell?
Mahananda
19.12.2008, 14:08
Kurze Frage, kurze Antwort: Nein, denn die Nischen sind besetzt.
Viele Grüße, Frohe Festtage und ein gesundes neues Jahr an alle!
Ich bin erst ab Januar wieder hier. Bis dahin ...
Viele Grüße, Frohe Festtage und ein gesundes neues Jahr an alle!
Viel Weihnachtliche Freuden wünsche ich dir.
Gruß
FS
Nathan5111
19.12.2008, 15:02
Viele Grüße, Frohe Festtage und ein gesundes neues Jahr an alle!
Unter Freunden pflege ich zu sagen "Du mich auch!", aber da ich nicht weiß, wie das unbekannterweise ankommt, bedanke ich mich und wünsche Dir das Gleiche.
Schmidts Katze
19.12.2008, 18:33
Kurze Frage, kurze Antwort: Nein, denn die Nischen sind besetzt.
Es frisst die Ursuppe auf?
Kann man das so sagen?
Viele Grüße, Frohe Festtage und ein gesundes neues Jahr an alle!
Ich bin erst ab Januar wieder hier. Bis dahin ...
Ja, auch so.
Vielleicht weiss es ja jemand anderes.
Es frisst die Ursuppe auf?
Kann man das so sagen?
Ist nicht gerade elegant und erschöpfend gesagt, aber es trifft es soweit.
Zuerst werden die verfügbaren Ressourcen umgesetzt (Ursuppe) bis diese Ressource aufgebraucht ist, dann kommen die nächsten Ressource dran, vermutlich schon verschiedene, da die Evolution möglichst viele Varianten ausprobiert. Das kommt dann schon etwas Evolutionsdruck zustande auf die Weise: Wer die Ressource schneller abbaut bzw. schneller Wächst, der macht das Rennen.
Später wird dann der O2 die vorhandenen Arten stark reduzieren, bis O2 Verbraucher wieder neue Ressourcen frei machen. Dass ist dann eine stabile Ökologie in dem Sinne, dass die Ressourcen gegenseitig erzeugt werden und nicht nur aus dem Großen Topf geschöpft wird, der irgendwann leer ist.
Gruß
FS
Schmidts Katze
19.12.2008, 20:03
Ist nicht gerade elegant und erschöpfend gesagt,
Ist ja auch Biologie, und nicht Physik ^^.
Grüße
SK
Ist ja auch Biologie, und nicht Physik :D
Habe einen interessanten Artikel im ScienceTicker (http://www.scienceticker.info/2008/12/17/zaehe-bakterien-im-lack/)gefunden über Bakterien in Wüstenlack.
Dort wird über mögliches Leben in sehr trockener Wüste gesprochen.
Allerdings halte ich es für unwahrscheinlich, dass auf dem Mars das Lebens sich soweit entwickeln konnte (in den kurzen NAsszeiten), dass es nun in den so genannten Wüstenlacken (Auf dem Mars) weiter leben und sich entwickeln kann.
Gruß
FS
Mahananda
05.01.2009, 13:17
Hallo,
ich bin wieder im Lande und weil meine letzte Antwort auf die Frage nach der Möglichkeit der Entstehung von Lebensformen auf der Erde unter den gegenwärtigen Bedingungen sehr kurz ausgefallen war, möchte ich das Folgende als Begründung noch nachreichen.
Angenommen, es sei spontan ein völlig neues Lebewesen entstanden, meinetwegen eine Art Bakterium, mit völlig eigenem Stoffwechsel und ohne vorherige natürliche Selektion nischenkompatibler Merkmale. Wie effizient ist der Stoffwechsel der bereits alteingesessenen Bakterien mit ca. 3 Milliarden Jahren Evolution im "Rucksack", inklusive aller Adaptationsmechanismen wie z.B. Umstellung des Stoffwechsels bei veränderten Nährstoffangeboten oder Immunisierung gegen Gifte durch Plasmidaustausch usw. im Vergleich zum Tempo und der Variationsvielfalt bei dem Neuankömmling? Kann der Neuankömmling die bereits besetzte Nische für sich erobern, indem er die alteingesessenen Bewohner, die hinsichtlich Umweltveränderungen "mit allen Wassern gewaschen sind", einfach so verdrängt? Der Stoffwechsel des Neuankömmlings muss sich ja über das Wechselspiel von Mutation und Selektion erst noch optimieren, um mit der Konkurrenz mithalten zu können. Das erfordert eine breite Variationsvielfalt, für deren Entstehung vor allen Dingen eins da sein muss - jede Menge Zeit ohne Selektionsdruck durch effizientere Nahrungsverwerter, die schon da sind. Demzufolge ist die rezente Biogenese mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auszuschließen. Auch Black Smoker und Eisflächen sind bereits durch Mikroben besetzt, so dass hier keine Nische für Neuankömmlinge mehr frei ist.
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
Angenommen, es sei spontan ein völlig neues Lebewesen entstanden, meinetwegen eine Art Bakterium, mit völlig eigenem Stoffwechsel und ohne vorherige natürliche Selektion nischenkompatibler Merkmale. Wie effizient ist der Stoffwechsel der bereits alteingesessenen Bakterien mit ca. 3 Milliarden Jahren Evolution im "Rucksack", inklusive aller Adaptationsmechanismen .... im Vergleich zum Tempo und der Variationsvielfalt bei dem Neuankömmling? Kann der Neuankömmling die bereits besetzte Nische für sich erobern, indem er die alteingesessenen Bewohner, die hinsichtlich Umweltveränderungen "mit allen Wassern gewaschen sind", einfach so verdrängt?
Ich sehe das wie folgt:
Wenn die alteingesessenen Arten auf ursprünglichen Umweltbedingungen sich entwickelt haben und per Anpassung sich an neue Umweltbedingungen angepasst haben, kann und wird ein Neuankömmling, wenn er zu den Umweltbedingungen gut passt, die alteingesessenen in Nischen verdrängen.
Das ist auf der Erde geschehen, als erstmals freier Sauerstoff zur Verfügung stand, und nochmals, als der freie Sauerstoff eine hohe Konzentration (vergleichbar mit heute) bekam. Die alteingesessenen Arten wurden in Nischen ohne bzw. mit wenig O2 abgedrängt, die für die neuen Arten nur schwer zu besetzen war und die alteingesessenen dort den evolutionären Vorteil haben.
Ob ich damit deine Frage beantwortet habe, weiß ich nicht genau, da du über die Umweltbedingungen nichts geschrieben hast.
Bei gleich bleibenden Umweltbedingungen ist es nach meinem Dafürhalten wenig wahrscheinlich, dass ein Neuankömmling sich durchsetzen kann.
Gruß
FS
Mahananda
05.01.2009, 16:10
Hallo FS,
... wird ein Neuankömmling, wenn er zu den Umweltbedingungen gut passt, die alteingesessenen in Nischen verdrängen.
Aber in der Frage von Conz ging es um neu entstehende Lebewesen und nicht um mutierte alteingesessene. Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, bleiben die übrig, die eine Lösung gefunden haben, damit umzugehen. Um bei dem Beispiel "Sauerstoffvergiftung" zu bleiben - die Atmungskette in den Mitochondrien ist eine Abwandlung der Elektronentransportkette, die bei der Photosynthese aktiv ist. Also war die Variationsbreite in jenen frühen Zeiten bereits groß genug, um Sauerstoff verwerten zu können - mit dem bereits verfügbaren Stoffwechselinventar wohlgemerkt! Demnach handelt es sich bei den ersten Sauerstoffverwertern nicht um Neuankömmlinge, sondern um Nebenbuhler, die bis dahin möglicherweise ein armseliges Nischendasein fristeten - vielleicht vergleichbar mit den Säugetieren in der Dinosaurier-Ära.
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
Dein Einwand ist berechtigt.
Aber in der Frage von Conz ging es um neu entstehende Lebewesen und nicht um mutierte alteingesessene.
Ich wollte mit meinem Beispiel auch nicht behaupten, dass auf der Erde Neuankömmlinge entstanden sind, wenn das auch nicht ganz aus zu schließen ist. Die angebliche Abwandlung der Elektronentransportkette ist nicht wirklich belegt, soweit ich das weiß, sondern wird so angenommen.
Andererseits ist natürlich die Erzeugung (?) von gänzlich neuem Leben auf einem Planeten, der schon alle Nischen besetzt hat, eher sehr unwahrscheinlich. Die Ressourcen werden von den Lebewesen ja schon effektiv ausgebeutet.
Bleibt also, dass der Neuankömmling aus dem Weltall kommt!?
Zu deiner Frage:
Wenn der Neuankömmling in der gegebenen Umwelt sich schneller reproduziert, schneller frisst usw. wird er die alteingesessenen Arten verdrängen. Allerdings wird eine Ökologie, die bereits 3 Milliarden Jahre existiert, sicherlich "alle" Variationen per Evolution schon ausprobiert haben und die stärkste wird noch existieren. Daher haben wohl die Neuankömmlingen gegen die bestens angepassten Arten keine Chance. :eek:
Gruß :)
FS
Mahananda
05.01.2009, 16:52
Hallo FS,
Wenn der Neuankömmling in der gegebenen Umwelt sich schneller reproduziert, schneller frisst usw. wird er die alteingesessenen Arten verdrängen.
Aber das ist nicht realistisch, denn der Wettlauf um die drei Milliarden Jahre Evolutionsvorsprung, die die alteingesessenen Arten haben, kann nicht gewonnen werden. Entweder der Neuankömmling ist auf der Erde entstanden - dann wird er gefressen, bevor er sich das erste Mal teilen kann, weil sein Stoffwechsel noch zu langsam ist. Er muss ja erst "lernen", die gebotene Nahrung schnell genug umzusetzen. Der dazu nötige Optimierungeprozess bedarf einer Vielzahl von Generationen - wobei der Generationenwechsel seinerseits noch der Optimierung bedarf, was das Problem des Überlebenmüssens noch verschärft.
Nicht besser ist es mit Neuankömmlingen aus dem All. Diese entstammen einer anderen Biosphäre und haben daher ein anderes Stoffwechselsystem. Auch hier entsteht das Problem der Adaptation an die irdischen Bedingungen. Abgesehen davon, dass es schwierig sein dürfte, den Stoffwechsel auf andere Stoffklassen umzustellen - auch innerhalb derselben Stoffklasse ist die Übereinstimmung mit Sicherheit nicht zu 100% gegeben. Beispiel: Aminosäuren - Wir verwerten 20. Andere Lebensformen, auch wenn sie möglicherweise ebenfalls auf Proteinen und Nukleinsäuren basieren (was nicht so sein muss!), können mehr, weniger und auf jeden Fall mehrheitlich andere Aminosäuren verwerten, so dass das irdische Nahrungsangebot die Neuankömmlinge nicht satt macht. Das bedeutet zusätzlichen Selektionsdruck, und ich bezweifle, dass binnen sehr kurzer Zeit eine Variante übrig bleibt, die es mit unseren Bakterien hinsichtlich Fitness auch nur annähernd aufnehmen kann. Darum stimme ich deinem Fazit:
Daher haben wohl die Neuankömmlingen gegen die bestens angepassten Arten keine Chance.
vollinhaltlich zu.
Viele Grüße!
Sir Atlan
05.01.2009, 16:58
Hallo Mahananda,
hallo fspapst,
...
Bleibt also, dass der Neuankömmling aus dem Weltall kommt!?...
Zu deiner Frage:
Wenn der Neuankömmling in der gegebenen Umwelt sich schneller reproduziert, schneller frisst usw. wird er die alteingesessenen Arten verdrängen.
Jein!:)
Wie definiert ihr denn "Neulinge"? Innerhalb eines "geschlossenen" Ökosystems z.B. der australische Kontinent kann eine Neue Spezies, z.B. eingeschleppte Katzen, den gesamten Nagetierbestand gefährden.
Sind für Euch die Katzen in diesem Beispiel als eine "neue" Spezies zu sehen?
Alles eine Frage des Standpunktes...:D
Gruß
Sir Atlan
Hallo Sir Atlan,
danke für deinen Einwand. :)
Wie definiert ihr denn "Neulinge"? Innerhalb eines "geschlossenen" Ökosystems z.B. der australische Kontinent kann eine Neue Spezies, z.B. eingeschleppte Katzen, den gesamten Nagetierbestand gefährden.
Sind für Euch die Katzen in diesem Beispiel als eine "neue" Spezies zu sehen?
In unserem Beispiel würde ich die Katzen (Kamele) als für das Ökosystem Australien bereits optimierte Varianten des gleichen Ökosystems Erde betrachten. Alles eine Frage des Standpunktes...:D
Ein Neuankömmling haben wir anscheinend wie folgt betrachtet:
1) Ein neuer Einzeller der aufgrund eines Zufalls aus unbelebter Materie entsteht.
2) Ein ET-Einzeller (oder auch Vielzeller) der auf die Erde geraten ist.
In diesen beiden Fällen wird die schon vorhandene Ökologie aufgrund der Milliarden Jahre Evolution dem Neuankömmling sehr warscheinlich weit überlegen sein, bzw weil der ET an andere Umweltbedingungen optimiert ist.
Trotzdem könnte ein Neuankömmling, sollte dieser eine Nische besetzen können, auch die Irdische Ökologie völlig umkrempeln, was dann dem Beispiel von den Katzen in Neuseeland oder den Kamelen in Australien entsprechen könnte.
Dazu muss der ET aber der Irdischen Ökologie schon recht ähnliche Verhältnisse bevorzugen.
In dem Sinne allen ein frohes neues Jahr
FS
Sir Atlan
06.01.2009, 11:17
Hallo fspapst,
Ein Neuankömmling haben wir anscheinend wie folgt betrachtet:
1) Ein neuer Einzeller der aufgrund eines Zufalls aus unbelebter Materie entsteht.
2) Ein ET-Einzeller (oder auch Vielzeller) der auf die Erde geraten ist.
In diesen beiden Fällen wird die schon vorhandene Ökologie aufgrund der Milliarden Jahre Evolution dem Neuankömmling sehr warscheinlich weit überlegen sein, bzw weil der ET an andere Umweltbedingungen optimiert ist.
3) Natürliche Mutation => noch bessere Anpassung -was/wie auch immer- an den bisherigen Lebensraum. Dann wird die "ursprüngliche" Spezies verdrängt.
4) Einschleppung - aktiv oder passiv. Als ET sehr unwahrscheinlich (s.u.)
Als Katze oder Kamel sehr problematisch.
Ich finde die Punkte 1) und 2) irgendwie sehr unwahrscheinlich - aber nicht unmöglich. Imho aber fast zu vernachlässigen. Gerade bei Punkt 2) stimme ich
Mahananda zu. Ein ET kann nur überleben, wenn er/sie/es von der irdischen Lebewesen erstmal nicht erkannt wird oder als ein Neutrum "gesehen" wird und nicht als Nahrung angesehen wird. Dann hat dieser Organismus die Möglichkeit sich anzupassen und dann extrem gefährlich wird (mein Punkt 3).
Ich sehe den Punkt 3) imho als einzige realistische Möglichkeit das etwas gänzlich "Neues" die Möglichkeit hat alt eingesessenes zu Verdrängen.
Gruß
Sir Atlan
Hallo Sir Atlan,
wir sind uns somit also recht einig. :) ...
Ich sehe den Punkt 3) imho als einzige realistische Möglichkeit das etwas gänzlich "Neues" die Möglichkeit hat alt eingesessenes zu Verdrängen.
In der Erdgeschichte sind immer wieder neue Arten entstanden, die z.T. auch grundlegend anders waren als die Vorgänger. Wenn die neue Art einen Vorteil hatte, hat diese bald die Ökologie geprägt (Sauerstoffathmer), ansonsten ist sie wieder schnell ausgestorben oder hat nur Nischen besetzt.
An ETs glaube ich dabei nicht, aber man kann es nach heutigem Forschungsstand nicht 100% ausschließen.
Gruß
FS
Aktueller Artikel in SpOn:
Forscher suchen Überlebende der kosmischen Crashs (http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,607756,00.html#ref=rss)
Ich hoffe es ist nicht schon "GdM", dort wird behauptet, dass es eine "Schatten-Biosphäre" geben könnte, die mit unseren heutigen Nachweisverfahren nicht detektiert werden würde.
"Aber die Mittel, mit denen Forscher neu entdeckte Organismen untersuchen, sind maßgeschneidert für Leben in der bekannten Form", meint Davies. "Auf eine andere Biochemie würden diese Methoden gar nicht ansprechen." Sollte eine "Schatten-Biosphäre" tatsächlich existieren, sei es gut möglich, dass sie bisher übersehen wurde.
Auch wird davon ausgegangen, dass es noch Organismen geben könnte, die bei einem anderen "Lebensentstehungszyklus", als das uns bekannte "Universalleben" entstanden sein könnten.
Aber alles leider sehr hypothetisch, so scheint es mir zumindest.
Ich hoffe es ist nicht schon "GdM", dort wird behauptet, dass es eine "Schatten-Biosphäre" geben könnte, die mit unseren heutigen Nachweisverfahren nicht detektiert werden würde. Nicht GdM aber nach meiner Meinung recht unwahrscheinlich. Die Entdeckung von "normalen" Bakterien, die auch anders gedrehte Proteine verdauen kann, belegt, dass die "Anderen" wohl gefressen wurden.
Aber alles leider sehr hypothetisch, so scheint es mir zumindest. Methanatmer oder Gestensmikroben könnten zu einer solchen 2ten (nten) Lebenslinie (Stammbaum) gehören.
Gruß
FS
Mahananda
07.01.2010, 18:19
Hallo,
zunächst wünsche ich allen Forumsteilnehmern ein gesundes neues Jahr!
In der Zeit zwischen Weihnachten und Neujahr ist mir bezüglich dieses Themas folgende Kalkulation eingefallen, mit deren Hilfe man abschätzen kann, wie wahrscheinlich die Entstehung von Lebewesen auf der Erde war.
Folgende Annahmen dienen als Basis:
Die Masse der Erde beträgt 3,6*10^51 u. Der Anteil der Ozeane an der Erdmasse beträgt gegenwärtig 1/4752. Es wird geschätzt, dass die Wassermenge der Ozeane ursprünglich zwischen 20 und 70 Prozent des heutigen Wertes umfasste. (Quelle: H. Rauchfuß: Chemische Evolution und der Ursprung des Lebens. Berlin, Heidelberg, New York 2005, S. 47) Ich setze daher als grobe Schätzung ein Verhältnis von 1/10^4 zur Erdmasse als Ausgangswert ein. Das entspricht einer Masse von 3,6*10^47 u. Die durchschnittliche Masse eines Monomers (Aminosäure, Nucleinsäurebase, Monosaccharid) beträgt 120 u. Der Konzentrationsgrad der Monomere im Wasser wird mit 10^-6 veranschlagt. Dies entspricht dem heute noch gegebenen Verhältnis zwischen Biomasse und der Masse des Ozeanwassers. Da beide Komponenten im Lauf der Zeit an Masse zugelegt haben, gehe ich von einem konstanten Verhältnis aus. Weiterhin wird angenommen, dass 1 Prozent der Monomere zu Polymeren reagieren. Von diesen reichern sich 1 Prozent als Uferfiltrat im oberen Bereich der Gezeitenzonen an. Dabei wird eine Tidenhöhe von 1 m unterhalb des höchsten Flutpegels berücksichtigt. 1 Prozent des Uferfiltrats gelangt schließlich als Gemisch in Membranhüllen. Somit ergibt sich ein zum Entstehen eines Translationsmechanismus relevanter Anteil von Polymeren in Höhe von 10^-6 zu den ursprünglich vorhandenen Monomeren. Es wird angenommen, dass pro Monomer eine Reaktionszeit von 1 s benötigt wird. In Bezug auf die in heutigen Zellen gegebenen Reaktionszeiten ist dies sehr langsam. Schnellere Reaktionszeiten bewirken eine schnellere Zunahme an Polymeren und erweitern die Kombinationsmöglichkeiten mit Monomeren durch den Aufbau von längeren Ketten. Die Entwicklungszeit wird mit 3*10^15 s veranschlagt. Das entspricht etwa 100 Millionen Jahren.
Die Formel zur Berechnung der durchschnittlichen Polymerlänge lautet wie folgt:
M(W)*T(E)*N(R)
------------------- = B^K
m(M)*C(M)*C(P)*s
M(W) = Menge des verfügbaren Wassers in u
T(E) = Entwicklungszeit in s
N(R) = Zahl der Reaktionen pro Monomer je Sekunde
m(M) = Masse eines Monomers in u
C(M) = Konzentrationsgrad der Monomere im Wasser
C(P) = Anteil der Polymere pro Monomer
s = Sekunde
B = Anzahl der verschiedenen Monomere bzw. Monomerklassen
K = Anzahl der Monomere pro Polymer
u = 1,66*10^-27 kg (atomare Masseeinheit)
Der Endwert beträgt:
3,6*10^47 u*3*10^15 s*1
-------------------------- = 9*10^48 = 2^163 = 4^81,5
120 u*10^6*10^6*s
Der erhaltene Endwert stellt die Zahl möglicher Kombinationen dar, die im Verlauf der Entwicklungszeit durchlaufen werden können. Die entstehenden Polymere sind demzufolge entsprechend variantenreich und besitzen eine von der gewählten Basis abhängige Kettenlänge.
Da die Spezifität anfangs niedrigstmöglich angesetzt werden muss, ergibt sich als Basis zunächst der Wert 2 (einfach-binäre Ketten). Alternativ dazu ergibt sich der Wert 4 (doppelt-binäre Ketten wie z.B. RNA). Das entspricht in diesem Beispiel einem Gemisch aus einfach-binären Polymeren mit einer Kettenlänge von 163 Monomeren und doppelt-binären Polymeren mit einer Kettenlänge von 81 bis 82 Monomeren.
Einfach-binäre Moleküle werden durch die frühen Proteine repräsentiert. Die darin enthaltenen Aminosäuren ordnen sich in zwei Klassen, so dass eine binäre Sequenz entsteht. Je nach der Abfolge hydrophiler (wasseranziehender) und hydrophober (wasserabstoßender) Seitenketten der Aminosäuren entstehen unterschiedliche Faltungsstrukturen. Die Vertiefungen und Ausbuchtungen sind in einigen Fällen geeignet, Reaktionen zu katalysieren. Da das komplette Spektrum der Polypeptide mit einer Kettenlänge von bis zu 163 Aminosäuren synthetisiert wurde, war das zur Verfügung stehende Material ausreichend vielfältig, um die Bindung von Aminosäuren an tRNA-Moleküle zu ermöglichen. Die dafür geeigneten Polypeptide bildeten den Grundstock für die später entstandenen hochspezifischen Codasen. Interessanterweise gehen alle 61 heute verwendeten Codasen auf lediglich zwei Grundtypen zurück. Mit den Codasen war der erste Schritt hin zu einem Translationsmechanismus getan, der die Proteinbiosynthese einleitete.
Doppelt-binäre Moleküle sind die Nucleinsäuren, wobei allgemein die RNA als früheste Variante gilt. Die kürzere Kettenlänge wird dahingehend ausgeglichen, dass jede Nucleinsäurebase über ein weiteres Monomer (Ribose) mit einem Phosphatrest verbunden ist. Somit verfügt RNA trotz der kürzeren Kettenlänge ebenfalls über den gleichen Monomergehalt wie die frühen Proteine. Allerdings ist der Variationsspielraum der frühen Proteine erheblich größer als der der RNA. Weiterhin ergibt sich bei einer massemäßigen Gleichverteilung der beiden Polymere, dass infolge des Phosphatanteils weniger RNA vorhanden ist als Protein. Somit waren von Anfang an Proteine dominierend hinsichtlich Funktionalität, Vielfalt und Menge.
Interessant ist weiterhin, dass die für die Proteinbiosynthese unerlässlichen tRNA-Moleküle eine Sequenzlänge von 80 +/- 4 Nucleotide haben. Dies entspricht dem im Beispiel ermittelten Endergebnis. Offenbar haben sie sich seit der Etablierung eines praktikablen Translationsmechanismus nicht mehr verändert.
Damit sich die gegebene Variationsvielfalt in vollem Maße nutzen ließ, musste eine ausreichende Durchmischung gewährleistet sein. Als Reaktionsflächen eigneten sich die Uferregionen der ersten Inseln und Kontinente. Die Gezeiten bewirkten eine periodische Vernässung und Austrocknung insbesondere der oberen Gezeitenregionen. Damit einher ging die Zufuhr weiterer Monomere sowie der Abtransport synthetisierter Polymere, die dann zu anderen Uferregionen verfrachtet wurden.
Folgende Rechnung zeigt, mit wieviel Material operiert werden konnte:
Es wird angenommen, dass die Landfläche ursprünglich lediglich 10 Millionen km^2 betrug. Das entspricht etwa der Fläche von Australien und Indonesiens sowie Melanesiens. Als Uferbreite wird durchschnittlich 10 m angenommen, wobei hier lediglich der Bereich des obersten Tidenmeters berücksichtigt wird. Die Uferfläche wird mit 10^10 m^2 festgelegt, was einer Gesamtküstenlänge von 10^6 km entspricht. Da die Urkontinente wahrscheinlich eher großen Archipelen glichen, liegt diese Länge im Bereich des Möglichen. Entlang der gesamten Uferfläche gelangt mit jeder Flut ein Volumen von 10^10 m^3 Wasser in den oberen Gezeitenbereich. Das sind 10^13 kg oder 6*10^39 u. Bei einer Konzentration der Monomeren in Höhe von 10^-6 ergibt sich eine Monomerzufuhr in Höhe von 6*10^33 u bzw. einer Anzahl von 5*10^31. Da sich pro Tag zwei Fluten ereignen, gelangen täglich 10^32 Monomere in den Uferbereich. Der Gesamtbestand von 3*10^39 Monomeren im Ozean ist somit bereits nach 3*10^7 Tagen in den Uferbereich gelangt. Da nur der millionste Teil dieser Monomere im Uferbereich verbleibt, wo sie sich als Polymere anreichern, müssten insgesamt 3*10^13 Tage vergehen, bis die Monomere des Ozeans aufgebraucht sind. Setzt man einen Tag mit 5,6*10^4 s an, was knapp 16 h entspricht, dann ergeben sich 1,68*10^12 s für eine komplette Durchmischung aller Monomere in den Uferbereichen (etwa 53.000 Jahre) und 1,68*10^18 s als Zeitfenster für eine Biogenese. Das entspricht einer Dauer von über 53 Milliarden Jahren. Da als Zeitfenster 3*10^15 s veranschlagt worden sind, ergeben sich etwa 1800 komplette Durchmischungen des Uferbereichs mit Monomeren bzw. in den Ozean gelangten Polymeren aus anderen Uferbereichen.
Fazit: Auf der Erde war genügend Zeit, Material und Reaktionsraum sowie Variationsmöglichkeit vorhanden, um Lebewesen entstehen lassen zu können. Die Sequenzlänge der heutigen tRNA-Moleküle deutet darauf hin, dass der angesetzte Zeitrahmen nicht notwendigerweise in vollem Maße ausgeschöpft werden musste. Alternativ dazu hätte die durchschnittliche Reaktionszeit pro Monomer durchaus mehrere Sekunden betragen können. In jedem Falle ergibt sich, dass die Entstehung von Lebewesen auf der Erde sehr wahrscheinlich war.
Viele Grüße!
FrankSpecht
08.01.2010, 02:35
Moin, Mahananda,
und ebenfalls Neujahrsgrüße.
Vielen Dank für deine Ausführung. Es sind zwar ziemlich viele Annahmen vorhanden, aber ich kann darüber hinwegsehen, da ich auf diesem Gebiet eh keine Ahnung habe :D
Einzig frage ich mich aber: Woher kommen die Monomere?
Sind Monomere grundsätzlich bei jeder Planetenbildung vorhanden (weil sie z.B. universal vorhanden sind) oder ist die Erde in dieser Hinsicht trotzdem ein Spezialfall?
Hi Leute...
Ich möchte gerne hier an dieser Stelle auch mal was DAZU sagen..
Wer sagt denn, das LEBEN einem bestimmten Algorythmus folgen muss??
Oder einen bestimmten "Schöpferweg" gehen muss?
ICH meine, Leben bedeutet Wechselwirkung und deren Möglichkeiten, sich zu übergeordneten Funktionsstrukturen zu verbinden! (unabhängig davon, wie Leben wissenschaftlich "gültig" definiert wird)
Letztlich geht es immer um Evolution!!,(Egal, ob der Geist, die Materie, die Seele oder sonst was ES ist.... IMMER geht es um vorangegangene Einzelelemente und deren einzelnen Funktionen, die sich zu höhergeordneten Elementen und neuen Funktionsprinzipien zusammentun können und damit auch neue Wirkweisen aufzeigen können...
Könnte es nicht an der Hürde liegen, das man Leben bisher einfach zu einseitig definiert??
Schon in Wolfsblut, als Raimund Harmsdorf sich in seiner verzweifelten Lage fragte, ob es das noch bringt, weiter um sein Leben zu kämpfen, da traf IHN die Erkenntnis, das Leben im Prinzip nur Bewegung ist! (und seine daraus sich jeweils ergebenden Möglichkeiten, sich konstruktiv zu binden..)
Und ICH sehe das eigentlich genau so!!
Selbst Elektronen, die um einen Kern kreisen sind im Grunde lebendig..
Jede chemische Reaktion ist im Grunde ein lebbendiger Prozess.. Und jede physikalisch darauf erfolgende Wirkung ist im Prinzip eine Wahrnehmung der selben...
Jedes WAS im Universum spürt sich gegenseitig, das kann niemand abstreiten!!
Es spürt sich einfach daran, das sein ursprüngliches Kräftegleichgewicht, (das Niveau, wo es am wenigsten "Energie benötigt, um "Hier und Jetzt" zu Sein) ständig beeinflusst wird..
Und genau aus diesem Grunde sage ICH, das es im Prinzip keine Rolle spielt, WANN Leben in Erscheinung tritt, weil es eben nur davon meiner Meinung nach abhängt, ob ein beliebiges WAS mit einem entsprechend vorgefundenen Geschehen oder einem anderen WAS einfach in Wechselwirkung treten kann.
KANN etwas mit etwas Anderem wechselwirken, so ist das im Grunde schon ein lebendiger Zustand.. Kann nun ein WAS gezielt auf eine entsprechende gegebene Voraussetzung reagieren, so würde ICH schon von "bewusstem" agieren reden wollen...
Und mal ehrlich..
Ist nicht jeder "berührender" Akt ein "bewusst wahrnehmbarer" Vorgang?
Meiner Ansicht nach ist das Universum selbst ein lebendiger Organismus, der über die elektromagnetischen/gvravitativen und chemischen Wechselwirkungen seinen eigenen Stoffkreislauf entwickelt hat, der letztlich ganz automatisch zu dem führt, was sich "bewusst denkender Mensch" nennt...
Und in der fraktalen Formel des Apfelmännchens findet sich das Prinzip meiner Ansicht nach auf einer mathematischen Basis wieder! (Wer mal richtig tief und in sehr strukturierten Bereichen rein rechnet, wird trotzdem immer wieder das Männchen entdecken können, egal, WIE tief er dabei vordringt)
Nun, ich will nicht gegen die reguläre Meinung treten, aber ich finde, das diese eine sehr "eingeengte" Sichtweise dessen liefert, was wir Leben nennen könnten..
Wie auch immer
JGC
Mahananda
08.01.2010, 11:49
Hallo Frank,
die Monomere bilden sich entweder in der Atmosphäre aus Methan, Wasserdampf, Ammoniak unter dem Einfluss von UV-Strahlung oder elektrischer Entladungen und reichern sich im Ozeanwasser an - oder sie gelangen über Kometenkerne und Meteoriten auf die Erde, so dass die Ozeane zusätzlich mit Monomeren angereichert werden. Aus Laborversuchen weiß man, dass bevorzugt solche Monomere entstehen, die sich auch in Lebewesen finden (z.B. Aminosäuren und Nucleinsäurebasen).
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
danke für Deine guten Wünsche!
Danke auch für die viele Arbeit die Du Dir hier für uns gemacht hast. Im Prinzip scheint mir dieses Vorgehen auch plausibel, aber einer Deiner Annahmen kann ich nicht folgen, oder habe ich nicht richtig verstanden.
Damit ich erklären kann was ich meine, vereinfache ich das Problem:
Die verfügbaren Bausteine sollen bestehen aus den Elementen O und L Es gibt gleich viele O’s und L’s, Bei gleicher Wahrscheinlichkeit für jede beliebige Kombination gibt es keinen Unterschied in der Häufigkeit des Auftretens zwischen den (abgeschlossenen) Kombinationen OL und OOLLLOO.
Das würde der Wahrscheinlichkeit entsprechen, mit der ich eine Kugel aus einer Urne ziehe, die z.B. 1000 Kugeln mit den fortlaufenden Ziffern 0 bis 999 enthält.
Bei einer, nur von einer zufälligen Bindungswahrscheinlichkeit abhängigen Kombination der Bausteine L und O gibt es aber deutlich mehr LL Individuen als z.B. LLL Individuen. Und noch krasser ist dieses ‘Mißverhältnis‘ bei einer Bindung, die zusätzlich durch die Länge einer Kette schwächer wird.
Wenn Deine Rechnung hier trotzdem richtig ist, dann würde ich erwarten, daß Polymere mit der ‚richtigen‘ Kettenlänge die stabilste vorkommende Form sind.
Herzliche Grüße
MAC
PS ich sollte vielleicht noch erlären, daß ich mit O und L keine konkreten chemischen Elemente meine, sondern den Begriff Elemente ganz abstrakt verwende. Diese Elemente sollen sich in gleicher Weise miteinander und untereinander binden können.
Mahananda
08.01.2010, 18:41
Hallo Mac,
ich weiß nicht, ob ich dein Beispiel richtig verstehe, deshalb umschreibe ich es einmal so, wie ich es begriffen habe. Die Elemente O und L entsprechen meinetwegen den hydrophilen und den hydrophoben Aminosäuren. Da es keine Einschränkungen hinsichtlich der Kombinierbarkeit beider Elemente gibt, können alle beliebigen Permutationen synthetisiert werden, wobei am wahrscheinlichsten Ketten mit jeweils 50 Prozent beider Elemente vorkommen. Die seltensten Varianten sind reine O-Ketten bzw. reine L-Ketten. Auf die Stabilität hat die Zusammensetzung der Kette keinen Einfluss, aber hinsichtlich der Funktionalität werden bevorzugt solche Ketten selektiert, die katalytisch wirksam sind. Die übrigen Ketten unterliegen den allgegenwärtigen Abbaureaktionen, die zunehmend durch katalytisch aktive Ketten bewerkstelligt wird, so dass nach und nach eine Anreicherung des irgendwie verwertbaren Materials erfolgt. Da in den Anfangsstadien der chemischen Evolution die selektive Wirkung noch sehr gering ist, liegt das Polymergemisch zunächst in einer reinen Zufallsverteilung vor. Mit der zunehmenden Anreicherung der Uferregionen infolge der Durchmischung durch Flutwasser etablieren sich Synthesewege, die immer mehr selektiv auf den gerade gegenwärtigen Molekülbestand wirken. Das was dann übrig bleibt, wird in den Protozellen genutzt, die dann die noch nicht verwerteten Polymere und Monomere als Nahrungsquelle nutzen.
Nun zur Kettenlänge: Hier gibt es selbstverständlich limitierende Faktoren, wobei die Kettenlänge als solche bereits ein solcher ist. Der ermittelte Wert von 2^163 entspricht dem, was durchschnittlich herauskommt und zudem komplett durchkombiniert werden kann. Das schließt nicht aus, dass es einen geringeren Anteil noch längerer Polymere gegeben hat, die dann aber nicht in Gänze variiert werden konnten. Zugleich erreichte ein größerer Anteil nicht die durchschnittliche Länge, sondern blieb z.B. bei 100 Elementen stecken, wurde dafür aber häufiger synthetisiert und stand für Synthesezwecke mehrfach zur Verfügung. Die Proteine, die für elementare Lebensprozesse zuständig sind, weisen in etwa diese Kettenlänge auf (z.B. Cytochrom c mit 104 Aminosäuren als Bestandteil der Atmungskette in den Mitochondrien). Offenbar war hier aus Gründen der Kettenstabilität eine natürliche Grenze gegeben, die erst später mit Hilfe geeigneter Proteine überwunden werden konnte, die mehrere Ketten aneinander banden. Allerdings sollte man die stabilisierende Wirkung von Tonmineralien und Kristalloberflächen, die in der Wattregion mit Sicherheit präsent waren, nicht unterschätzen ...
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
Ich habe Deinen Rechenweg wohl wirklich nicht verstanden.
Du schreibst:
Der erhaltene Endwert stellt die Zahl möglicher Kombinationen dar, die im Verlauf der Entwicklungszeit durchlaufen werden können.und kommst in Deinem Beispiel auf 4^81,5.
Ich argumentiere: Eine 81 Glieder-Polymerkette aus 4 verschiedenen Monomeren hat in der Tat 4^81-1 Kombinationsmöglichkeiten, nur kannst Du diese nicht in der veranschlagten Zeit abarbeiten, weil Dich die Natur dabei nicht hochzählen läßt.
Du ziehst nicht aus einer Trommel bis sie leer ist, sondern die Natur wirft die gezogene Kugel immer wieder zurück. Du hast auch nicht eine Wahrscheinlichkeit von 1/(4^81) bei jedem neuen Zug auf einen Treffer, weil in der Natur die Kugeln mit den höheren Nummern unten drunter liegen und Du zunächst mal gar nicht an die rankommst.
Nun begegnest Du genau diesem Argument mit einer drastischen Änderung der Rahmenbedingungen für Dein Zahlenbeispiel durch die Aussage, daß sich die Kettenlänge selbstorganisatorisch verlängert. Damit verläßt Du aber auch die Zahlenbasis Deines Beispiels und argumentierst nur noch qualitativ. Deine Aussage zur Wahrscheinlichkeit von Leben hat damit auch keine quantitative Basis mehr und ich habe keine Orientierung mehr, ob sich der Zeitaufwand gemäß meines Argumentes nahezu beliebig potenziert, oder Deine ins Spiel gebrachte Selbstorganisation Leben sogar zwei Minuten nach Versuchsbeginn im Reagenzglas ermöglicht, oder wo zwischen (oder sogar neben) diesen beiden Extremen wir uns eigentlich befinden.
Herzliche Grüße
MAC
Mahananda
08.01.2010, 22:20
Hallo Mac,
Ich argumentiere: Eine 81 Glieder-Polymerkette aus 4 verschiedenen Monomeren hat in der Tat 4^81-1 Kombinationsmöglichkeiten, nur kannst Du diese nicht in der veranschlagten Zeit abarbeiten, weil Dich die Natur dabei nicht hochzählen läßt.
Das stimmt, aber die Wahrscheinlichkeit, dass sich eine Polymerkette mit 81 Gliedern zufällig wiederholt, ist eben mit 1 zu 4^81 gegeben. Mein Rechenbeispiel zeigt lediglich, dass innerhalb von 100 Millionen Jahren alle 4^81 Permutationen theoretisch hätten synthetisiert werden können. Ob das praktisch auch geschehen ist, lässt sich im Nachhinein nicht mehr rekonstruieren - wahrscheinlich eher nicht. Wenn sich von den 10^33 Polymeren nur jedes 10^30. zu tRNA-Molekülen umgesetzt hätte, gäbe es immer noch einen Grundbestand von 1000 verschiedenen Molekülen, aus denen 61 von den späteren Lebewesen selektiert wurden. Dieser Grundbestand wäre jedoch zahlenmäßig so häufig vertreten gewesen, dass die chemische Evolution bereits sehr frühzeitig auf einige wenige Entwicklungslinien eingeengt wurde, die letztlich in die bekannte Form der Translation mündete.
Nun begegnest Du genau diesem Argument mit einer drastischen Änderung der Rahmenbedingungen für Dein Zahlenbeispiel durch die Aussage, daß sich die Kettenlänge selbstorganisatorisch verlängert.
Die Kettenlänge nimmt sukzessive zu - unter anderem durch Selbstorganisation, aber vor allem durch die katalytische Wirkung von Mineraloberflächen bei gleichzeitig erfolgender Energiezufuhr. Die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit hatte ich mit 1 pro Monomer und Sekunde angegeben - über den gesamten Zeitraum von 3*10^15 s gemittelt. Natürlich kann man erwarten, dass die Reaktionsrate anfangs niedriger war als gegen Ende des Gesamtzeitraums, weil dann autokatalytische Effekte zunehmend zum Tragen kamen, aber auf das Endresultat wirkt sich dies nicht aus. Die Rahmenbedingungen, die ich der Rechnung zugrundegelegt habe, bleiben daher gültig.
Deine Aussage zur Wahrscheinlichkeit von Leben hat damit auch keine quantitative Basis mehr und ich habe keine Orientierung mehr, ob sich der Zeitaufwand gemäß meines Argumentes nahezu beliebig potenziert, oder Deine ins Spiel gebrachte Selbstorganisation Leben sogar zwei Minuten nach Versuchsbeginn im Reagenzglas ermöglicht, oder wo zwischen (oder sogar neben) diesen beiden Extremen wir uns eigentlich befinden.
Mir ging es darum, zu zeigen, ob sich unter den Bedingungen der Früherde innerhalb eines Zeitfensters von rund 100 Millionen Jahren genügend Material anreichern konnte, das komplex und variabel genug ist, um als Molekülbestand von Lebewesen geeignet zu sein. Ich denke, dass diese Frage ganz klar mit ja beantwortet werden kann, auch wenn nur ein winziger Bruchteil der theoretisch möglichen Varianten tatsächlich synthetisiert worden ist.
Der Hintergrund ist folgender: Ein beliebter Einwand gegen die Möglichkeit der irdischen Biogenese ist der kurze Zeitraum zwischen dem Ende des LHB vor ca. 3,9 Milliarden Jahren und dem Fund unsicherer Lebensspuren im Isua-Gneis Grönlands, der mit etwa 3,8 Milliarden Jahre datiert wurde. Das Indiz, das für eventuelle Lebewesen spricht, besteht in einer überdurchschnittlichen Anreicherung von C-12 im Vergleich zu C-13.
Ein anderer Einwand besteht darin, dass innerhalb so kurzer Zeit gar nicht so viele Proteine hätten entstehen können, die spezifische Funktionen erfüllen. Wenn man von einer binären Variante ausgeht, bestanden genügend Kombinationsmöglichkeiten, um hinreichend lange Proteine entstehen zu lassen, die - wenn auch lange nicht so perfekt wie die heutigen - spezifische Katalysen bewirken konnten.
Ich denke, dass man mit der von mir aufgestellten Rechnung beide Einwände entkräften kann - ja dass sogar noch Spielraum vorhanden ist für mehrere Anläufe innerhalb des fraglichen Zeitraums. Zwei Minuten im Reagenzglas erscheinen mir allerdings etwas zu kurz ;)
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
langsam glaube ich Umrisse bei diesem Ablauf zu erkennen, bin aber noch weit weg von einem Bild.
Da ich zwar ein (recht altes) grobes Gerüst für die Abläufe bei der Zellteilung habe, die meisten Fachbegriffe und Details aber längst im Nebel des Vergessens abgetaucht sind, bin ich zusätzlich noch mit einer Nebenbaustelle beschäftigt, die wohl auch eine Quelle von Mißverstehen meinerseits darstellt.
Ich versuche die mal etwas zu strukturieren.
A Je nach der Abfolge hydrophiler (wasseranziehender) und hydrophober (wasserabstoßender) Seitenketten der Aminosäuren entstehen unterschiedliche Faltungsstrukturen. B Die Vertiefungen und Ausbuchtungen sind in einigen Fällen geeignet, Reaktionen zu katalysieren. Da das komplette Spektrum der Polypeptide mit einer Kettenlänge von bis zu 163 Aminosäuren synthetisiert wurde, war das zur Verfügung stehende Material ausreichend vielfältig, um die Bindung von Aminosäuren an C tRNA-Moleküle zu ermöglichen.Rote Buchstaben von mir eingefügt.
Wenn ich Dich richtig verstanden habe, hast Du in Post 43 (dem mit der Berechnung) Abschnitt A und B beschrieben. Wo nimmst Du aber jetzt Abschnitt C, also die tRNA Moleküle her?
Daraus:
Wenn sich von den 10^33 Polymeren nur jedes 10^30. zu tRNA-Molekülen umgesetzt hätte,schließe ich, daß die tRNA eine Untermenge oder ein Spezialfall der möglichen Polypeptidketten ist, bin mir aber nicht sicher, ob ich das richtig verstehe.
Die Kettenlänge nimmt sukzessive zu - unter anderem durch Selbstorganisation, aber vor allem durch die katalytische Wirkung von Mineraloberflächen bei gleichzeitig erfolgender Energiezufuhr.Aus dieser Aussage und dieser
Die Vertiefungen und Ausbuchtungen sind in einigen Fällen geeignet, Reaktionen zu katalysieren.habe ich geschlossen, daß nicht nur die Kettenlänge, sondern, je nach Struktur des mineralischen Katalysators, auch ein und dieselbe Kettensequenz stabiler reproduziert werden.
Wenn das zutrifft, dann bleibt nach meinem Verständnis ein etwas unübersichtlich großer (verzögernder) Faktor übrig, der in Deiner Rechnung nicht auftaucht.
Herzliche Grüße
MAC
Mahananda
11.01.2010, 16:18
Hallo Mac,
Wenn ich Dich richtig verstanden habe, hast Du in Post 43 (dem mit der Berechnung) Abschnitt A und B beschrieben. Wo nimmst Du aber jetzt Abschnitt C, also die tRNA Moleküle her?
Hier scheint die Ursache für die Missverständnisse zu liegen. Das Endergebnis der Berechnung gibt die durchschnittliche Kettenlänge der Polymere an. Polymere können sich aus verschiedenen Monomeren zusammensetzen. Proteine bestehen aus einer Kette von Aminosäuren (in deinem Zitat die Abschnitte A und B), sind also Polymere aus Aminosäuren.
Nucleinsäuren bestehen aus den vier Basen (A, U, G und C), Ribose (ein Monosaccharid = Zuckermolekül) und Phosphat, wobei die Polymerkette hier genau genommen aus zwei Monomeren (Base + Ribose) pro Ketteneinheit besteht, die über Phosphat (anorganischer Säurerest) miteinander verbunden sind. Somit haben wir hier den Fall, dass eine Polymerkette um die Hälfte kürzer ist als die ebenso viele Monomere enthaltende Polymerkette eines Proteins.
Darüber hinaus können noch weitere Polymere entstehen, die jedoch in den heutigen Zellen keine Bedeutung bzw. Verwendung gefunden haben mit Ausnahme der Polysaccharide (Stärke, Zellulose, Chitin), die als Stütz- und Speicherstoff geeignet sind. Somit bleiben von den 3*10^33 Monomeren, die sich zu Polymeren verbinden können, 3 Polymerklassen übrig.
Zur Erinnerung: Die Anzahl der Monomere ergibt sich aus 3,6*10^47u/(10^6*10^6*120u) = 3*10^33
Angenommen, es gab ursprünglich 10 verschiedene Monomerklassen, dann stand für jede Klasse bei gleicher Bildungswahrscheinlichkeit ein Satz von 3*10^32 Monomeren zur Verfügung. Über einen Zeitraum von 3*10^15 s konnten sich somit Polymere mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von etwa 2^160 oder 4^80 Monomeren bilden. Zwei dieser zehn Polymerklassen erlangten für die Proteinbiosynthese Bedeutung (Proteine und Nucleinsäuren - hier tRNA). Polysaccharide als dritte Polymerklasse wurden als Energiespeicher und Zellwandverstärkung genutzt. Die übrigen hypothetischen sieben wurden abgebaut und in verwertbare Stoffe umgesetzt (z.B. Pyrrolverbindungen für Hämoglobin oder Chlorophyll).
Aus der Rechnung ergibt sich, dass es möglich war, dass mehrere Polymere eine Koevolution durchliefen, die schließlich - infolge der gegebenen Durchmischung über die Gezeiten - in abgeschlossenen Reaktionsräumen (Bläschen, die mit einer Doppelmembran umgeben waren = Vesikel) zu einer Wechselwirkung zwischen Proteinen und tRNA führten, welche die Basis für den sogenannten "genetischen Code" darstellte.
... habe ich geschlossen, daß nicht nur die Kettenlänge, sondern, je nach Struktur des mineralischen Katalysators, auch ein und dieselbe Kettensequenz stabiler reproduziert werden.
Die Kettensequenz hat mit dem Katalysator nichts zu tun bzw. der Katalysator hat auf die Kettensequenz keinen Einfluss, da nur das "Rückgrat" der Kette miteinander verbunden wird. Die die Sequenz bestimmenden Seitenketten (entweder bei Aminosäuren hydrophil oder hydrophob oder bei Nucleinsäuren die vier Basen A, U, G und C) liegen in gleicher durchschnittlicher Häufigkeit vor, so dass die synthetisierten Sequenzen zunächst reine Zufallssequenzen sind. Erst nachdem sich eine gewisse katalytische "Eigenmächtigkeit" der Polymere etabliert hat, setzt der Selektionsprozess ein, der am Ende nur noch die wenigen Tausend übrig lässt, die verwertbar und damit perfektionierbar sind. Bei einer im Durchschnitt konstanten Anlagerungsrate ergeben sich binnen 100 Millionen Jahren gemäß Rechnung 2^160 bzw. 4^80 Kombinationsmöglichkeiten mit 3*10^32 Monomeren. Da es keine einschränkenden Bedingungen gibt (mit Ausnahme der zunehmenden Instabilität bei steigender Kettenlänge, die ich hier unberücksichtigt lasse), kann theoretisch jedes dieser Polymere gebildet werden. Da der Monomerbestand jedoch geringer ist, verbleibt nur ein Bruchteil davon als verwertbarer Rest.
Aus chemischen Gründen gibt es keine Bevorzugung für irgendwelche Sequenzen, so dass der Ausgangsbestand der Polymere, aus denen sich die ersten Zellen entwickelt haben, eine zufällige Mischung darstellt. Auch die Sequenzen der tRNA's weisen keinerlei chemischen Bezug zu den Aminosäuren auf, die an sie gebunden werden. Einzig die Codase-Struktur hat die entsprechenden Passformen, so dass sie eine spezifische Bindung katalysiert. Aber die Codase ist ebenfalls eine Zufallssequenz, die sich über die Zeiten erhalten und bewährt hat. Somit erweist sich der "genetische Code" als eine Zufallswahl, die wohl einige Optimierungen erfahren hat hinsichtlich Redundanz und verringerter Störanfälligkeit, aber als solcher durch die Codasen festgelegt wurde, die zufällig zuerst da waren.
Meine Rechnung zeigt lediglich auf, dass es rein zufällig möglich war, dass auf der Erde die nötigen Agenzien synthetisiert, angereichert und verteilt werden konnten, so dass die chemische Evolution in eine biologische Evolution mündete. Die planetologischen Zusatzbedingungen (Wassermenge, Plattentektonik, Gezeiten durch großen Mond usw.) müssen allerdings als gegeben vorausgesetzt werden, damit der Prozess in Gang kommen und über hinreichend lange Zeit hinweg aufrecht erhalten werden kann. Wenn das vorhanden ist, dann ist es so gut wie sicher, dass sich Lebewesen entwickeln werden. Mehr sagt die Rechnung nicht aus, aber auch nicht weniger ...
Viele Grüße!
So, nun hast Du die ganze Entstehungsgeschichte und Möglichkeit von Leben erklärt und uns jede Menge Formeln und chemisch-biologische Zusammenhänge um die Ohren gehauen, daß einem ganz schwindelig werden kann und von denen zumindest ich, nicht viel verstehe.
Mich würde aber dazu interessieren, was Deine Schlußfolgerungen bezüglich der Wahrscheinlichkeit von Leben im Universum ist, speziell - sind wir nun ein Einzelfall hier auf der Erde, so wie ich es auch schon mal in einem Buch gelesen habe - oder - besteht die Möglichkeit, daß in ferner Zukunft doch noch Leben auf anderen Planeten gefunden wird.
Wenn ich Deinen Beiträgen einigermaßen richtig gefolgt bin, muß ich ja, wenn man alle Bedingungen einrechnet, auf die 1. Alternitive schlußfolgern.
Wenn dies so ist, dann kann sich die Menschheit ja doch als daß "Zentrum" des Universums betrachten und und eventuell noch einen "Uhrmacher", wie Dawkins sagte, postulieren. :p
Oder wie siehst Du die Sache ?
Gruß (Neujahrsgrüße mit eingerechnet) Puma
Mahananda
12.01.2010, 17:07
Hallo Puma,
wenn ein Planet im richtigen Abstand von seinem Stern, der lange genug auf der Hauptreihe verbleibt, eine annähernd kreisförmige Bahn zieht, genügend Masse für Plattentektonik aufweist, etwa so viel Wasser wie die Erde besitzt, eine mit Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff angereicherte Atmosphäre aufweist, über einen großen Mond verfügt, der das Ozeanwasser gründlich in Bewegung hält und größere Wattflächen möglich macht - dann besteht eine große Chance, dass sich in den Uferregionen einfache Lebewesen entwickeln. In welcher Zahl diese einschränkenden Bedingungen anderswo gegeben sind, weiß zur Zeit niemand. Insbesondere der große Mond scheint eine sehr seltene Zutat zu sein, so dass - wenn man alle Bedingungen zusammennimmt - die Erde in der Galaxis durchaus der einzige Planet sein kann, auf dem sich Leben entwickelt hat. Ich würde jedoch keine Schätzung unternehmen, weil die Datenbasis dafür noch zu gering ist. Falls es so sein sollte, dass sich andernorts keine Lebewesen entwickelt haben, dann unterstreicht das zum einen unseren besonderen Status und verweist zum anderen auf die einmalige Chance, aus unserem Dasein etwas Konstruktives werden zu lassen, das sich zu einem kosmischen Phänomen "herauswächst", indem wir die irdische Begrenztheit mittels geeigneter Technologien transzendieren. Ob es dazu nötig ist, sich einen "Uhrmacher" zu erfinden, obwohl der Begriff "Selektion" hinreichend ist, um das Phänomen der Höherentwicklung zu beschreiben, möchte ich bezweifeln, aber wenn schon ein Bibelspruch angebracht ist, dann dieser hier: "Seid fröhlich in Hoffnung und geduldig in Trübsal." (Römer 12,12.)
Viele Grüße!
"Seid fröhlich in Hoffnung und geduldig in Trübsal." (Römer 12,12.)
nun sind die Leute, die sich für das Thema interessieren, das diesem thread den Titel gegeben hat, nicht abwechselnd von Hoffnung und Trübsal hin-und her gerissen, sondern sie bilden zwei Lager: das der Hoffnungsvollen und das der Trübsinnigen.
Beide haben gleich gute und gleich schlechte Argumente für sich:
die Hoffnungsvollen reklamieren für sich die immer wieder überraschenden unvorhergesagten Entdeckungen in der Astronomie, die erstaunliche Vielfalt der Objekte und vermutlich auch der Möglichkeiten, die der Natur zur Schöpfung von belebten Wesen zur Verfügung stehen,
die Trübsinnigen versuchen nachzuweisen, daß wir die einzigen sind, weil die Bedingungen, die uns mit unseren ganz spezifischen Eigenschaften hervorgebracht haben, so speziell sind, daß sie wohl kaum zumindest in unserer Galaxie noch einmal zu finden sind und können sich nicht vorstellen, daß andere ganz spezielle Umweltbedingungen auch ganz andere Spezies hervorzubringen in der Lage sind.
Es ist nicht die Frage, ob die Hoffnungsvollen den Trübsinnigen ein entscheidendes Argument liefern, sondern wann dies passiert.
Mahananda
14.01.2010, 15:05
Hallo ispom,
ich würde die zwei Lager eher einteilen in Skeptiker und Anti-Skeptiker, wobei ich offenlasse, welches der beiden Lager das der Realisten ist.
Skeptiker beziehen sich zunächst auf das, was bekannt ist und versuchen abzuschätzen, ob etwas Vergleichbares auch anderswo entstehen könnte - und wenn ja, unter welchen Bedingungen. Danach loten sie aus, ob Vergleichbares auch mit anderem Ausgangsmaterial - wenn auch unter veränderten Bedingungen - entstehen könnte. Dabei werden die bekannten physikalischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten berücksichtigt, so dass - unter der Voraussetzung, dass diese Gesetzmäßigkeiten universell gültig sind - die Wahrscheinlichkeiten gegeneinander abgewogen werden können.
In aller Regel gelangen Skeptiker zu der Schlussfolgerung, dass Lebewesen am wahrscheinlichsten aus Materialien bestehen werden, die denjenigen chemisch nahestehen, aus denen sich irdische Lebewesen konstituieren. Exotische Lebewesen, die nicht auf Kohlenstoffchemie und Wasser basieren, lassen sich zwar a priori nicht grundsätzlich ausschließen, aber die Wahrscheinlichkeit ihrer tatsächlichen Realisierung ist aus mehreren Gründen sehr niedrig anzusetzen, so dass deren Verteilungsdichte geringer ist als die der "gewöhnlichen" Lebewesen.
Anti-Skeptiker begreifen die Schlussfolgerungen der Skeptiker als borniert. Sie unterstellen ihnen mangelnde Phantasie und ein gewisses mehr oder weniger stark ausgeprägtes Unvermögen, den Einfallsreichtum der Natur aufzuspüren. Alternativen zu Kohlenstoff und Wasser sind schnell bei der Hand, wobei der Verweis auf einige chemische und physikalische Eigenschaften den Skeptiker davon überzeugen soll, dass die benannten Alternativen auch gangbar sind.
Silizium statt Kohlenstoff? Klar, es ist ja eh viel mehr davon in der Planetenkruste vorhanden als Kohlenstoff, und vierwertig ist es zudem - also nicht so phantasielos bitte!
Ammoniak statt Wasser? Na logisch, schließlich ist es in jedem Planetensystem weiter draußen eher kalt als warm - die meisten Planeten des Sonnensystems sind schließlich auch weiter draußen als die Erde - also seid mal nicht so engstirnig!
Schwefelsäure statt Wasser? Aber sicher, schließlich sind die Kraterseen der Vulkane voll davon und Schwefelsäure ist auch noch bei höheren Temperaturen flüssig - beste Voraussetzungen, um als Biosolvens tauglich zu sein, schließlich löst Schwefelsäure noch ganz andere Sachen als Wasser ...
Lebewesen in Wolken? Dass man darauf noch nicht gekommen ist! In den Wolken ist ja auch viel mehr Platz als am Boden - Raum zur Entfaltung und somit beste Voraussetzungen für eine Turboevolution hin zu Luftschiffwesen. Mehr Phantasie bitte!
Besonders beliebt ist das Argument der großen Zahl. Es gibt etwa 10^22 Sterne im beobachtbaren Universum. Das sind rund 10 Trilliarden. Und von diesen 10 Trilliarden Sternen soll die Sonne der einzige sein, der einen belebten Planeten besitzt? Wie kann man nur so geozentrisch sein? Das ist ja tiefstes Mittelalter und anmaßend dazu! Bei so vielen Sternen MUSS es doch noch andere Planeten geben, auf denen es Lebewesen gibt. Eine andere Schlussfolgerung KANN es gar nicht geben! Also Skeptiker, schaut mal über den eigenen Tellerrand und erweitert euren Horizont! Seid einfach mal offen für etwas Neues!
Es ist nicht die Frage, ob die Hoffnungsvollen den Trübsinnigen ein entscheidendes Argument liefern, sondern wann dies passiert.
Wie auch immer - es kann unter Umständen sehr lange dauern, so dass sich die Hoffnungsvollen schon jetzt in Geduld üben müssen, damit sie beim längerfristigen Ausbleiben der entscheidenden Argumentationshilfe nicht irgendwann doch der Trübsal erliegen. Der Skeptiker ist da in einer angenehmeren Situation, denn er kann sich über seine Widerlegung eigentlich nur freuen ...
Viele Grüße!
Wie auch immer - es kann unter Umständen sehr lange dauern, so dass sich die Hoffnungsvollen schon jetzt in Geduld üben müssen, damit sie beim längerfristigen Ausbleiben der entscheidenden Argumentationshilfe nicht irgendwann doch der Trübsal erliegen. Der Skeptiker ist da in einer angenehmeren Situation, denn er kann sich über seine Widerlegung eigentlich nur freuen ...
danke für die gut formulierte Anwort, Mahananda!
deinen letzten Satz möchte ich ein wenig umformulieren :
die Hoffnungsvollen verlieren ihre Hoffnung nicht, denn sie glauben zu wissen: irgendwann kommt der wow!-Effekt- als Signal, als Fund - als Contact?
aber man muß suchen, suchen, suchen, SETI ......
der Skeptiker ist hin und her gerissen zwischen der Hoffnung, daß dieses Ereignis nicht eintreten möge, weil nicht sein kann was nicht sein darf,
und der heimlichen erwartungsvollen Neugier, was denn da auf uns zukommt, denn so ganz kriegt er die Aliens ja doch nicht aus seinem Hinterkopf, dafür sorgen schon die Hoffnungsvollen! ;)
Mahananda
14.01.2010, 18:15
Hallo ispom,
... der Skeptiker ist hin und her gerissen zwischen der Hoffnung, daß dieses Ereignis nicht eintreten möge, weil nicht sein kann was nicht sein darf,
und der heimlichen erwartungsvollen Neugier, was denn da auf uns zukommt, denn so ganz kriegt er die Aliens ja doch nicht aus seinem Hinterkopf ...
Wieso das denn? Natürlich darf es sein, wenn es denn sein kann. Und von Aliens war ja gar nicht die Rede, sondern von Lebewesen anderswo. Das schließt Mikroben ausdrücklich ein, ohne dass zugleich ETI von vornherein ausgeschlossen werden. Bereits der Nachweis eines belebten Exoplaneten - auch wenn es "nur" eine Mikrobengesättigte Biosphäre ist - wäre eine Sensation, die sowohl den Skeptiker wie auch den Anti-Skeptiker in gleichem Maße in erfreulichem Sinne elektrisieren würde. Der Umstand, dass sich der Skeptiker verkalkuliert hätte, wäre angesichts der spannenden Neuigkeiten und des sich eröffnenden Forschungsfeldes eine Marginalie, an der man sich nicht eine Sekunde lang aufhält. Im Gegenteil: Auch für den schärfsten Skeptiker wäre es die schönste Art, widerlegt zu werden!
Viele Grüße!
. Der Umstand, dass sich der Skeptiker verkalkuliert hätte, wäre angesichts der spannenden Neuigkeiten und des sich eröffnenden Forschungsfeldes eine Marginalie, an der man sich nicht eine Sekunde lang aufhält. Im Gegenteil: Auch für den schärfsten Skeptiker wäre es die schönste Art, widerlegt zu werden!
dann hegen wir ja beide die gleiche Hoffnung :D
@ Mahananda:
Ich finde es beeindruckend, wie viel Mühe Sie aufgewandt haben, um die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Leben abzuschätzen. Wenn ich Sie richtig verstanden habe, dann kamen auf der Erde zufällig genau die Bedingungen zusammen, die hinreichend sind, damit sich Monomere bilden und zu Polymeren verketten können. Die nachfolgende chemische Evolution machen Sie abhängig von dem Vorhandensein von Wattflächen. Oder genauer: Damit eine chemische Evolution in eine biologische übergeht - die damit verbundenen Prozesse hatten Sie benannt - ist ein Gezeitenwechsel notwendig.
Folgt man Ihrem Rechenbeispiel, dann erweist sich die Entstehung von Leben auf der Erde als Selbstläufer. Zumindest aus chemischer Sicht scheint es keine Probleme zu geben, dass sich die nötigen Polymere in geeigneter Komposition zusammenfinden, weil neben den Syntheseräumen im Watt zugleich die Möglichkeit der Durchmischung infolge der Gezeiten gegeben ist. Ich finde das insofern interessant, weil es scheinbar nur auf einige wenige - dafür aber genau aufeinander abgestimmte - planetologische Bedingungen ankommt, um Leben entstehen zu lassen. Sie hatten diese in Ihrer Antwort an Puma aufgezählt:
... wenn ein Planet im richtigen Abstand von seinem Stern, der lange genug auf der Hauptreihe verbleibt, eine annähernd kreisförmige Bahn zieht, genügend Masse für Plattentektonik aufweist, etwa so viel Wasser wie die Erde besitzt, eine mit Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff angereicherte Atmosphäre aufweist, über einen großen Mond verfügt, der das Ozeanwasser gründlich in Bewegung hält und größere Wattflächen möglich macht - dann besteht eine große Chance, dass sich in den Uferregionen einfache Lebewesen entwickeln.
Ich habe dazu nun einige Fragen. Wenn es sich so verhält, wie Sie es beschrieben haben - auf wie viele Planeten treffen diese Voraussetzungen zu? Mir scheint insbesondere der große Mond ein Kriterium zu sein, dass solche Planeten extrem selten sind. Sind eventuell andere Szenarien bekannt, wie ein erdgroßer Planet zu einem großen Mond kommen kann (z.B. durch Einfang)? Und wenn ja, wie wahrscheinlich ist das? Wahrscheinlicher als eine Kollision? Wenn ja, wie viel wahrscheinlicher?
Eine weitere Frage ergibt sich für mich aus dem Einwand, der bereits von MAC geäußert wurde:
Wenn das zutrifft, dann bleibt nach meinem Verständnis ein etwas unübersichtlich großer (verzögernder) Faktor übrig, der in Deiner Rechnung nicht auftaucht.
Dem stimme ich vollauf zu. Wenn Polymere sukzessive heranwachsen, wie Sie es beschrieben haben, dann vergrößern sich die Zeitabstände, in denen durchschnittlich längerkettigere Polymere dominieren als vorher. Der Grund ist in der größeren Instabilität der Moleküle gegeben. An irgendeinem Punkt gleichen sich die Wachstumsrate und die Zerfallsrate aus, so dass sich ein Endzustand einstellt. Also muss es einen Verzögerungsfaktor geben, der umgekehrt proportional zur Syntheserate ist. Diesen Faktor vermisse ich in Ihrer Rechnung. Haben Sie sich dazu schon einmal Gedanken gemacht?
Monod
Ich würde gerne mal folgende freche Behauptung einwerfen:
Die chemische Evolution startet immer wieder von neuem und bei 0, weil deren Grundvoraussetzungen weiterhin gegeben sind. Wohl gibt es weiterentwickeltes Leben, daß dem den Garaus macht. Aber es gibt fast kein (auch fast kein apokalyptisches) Ereignis, was das verhindern könnte. In dem Moment wo die Umgebungsbedingungen wieder annehmbar sind - geht es von vorne los.
Insofern ist der Gedanke, daß die chemische Evolution als Startphase nur einmal passiert ist, etwas abwegig. Es ist der Grundzug der Chemie, unter gegebenen Startbedingungen den Ablauf vorhersagen zu können.
Liege ich falsch?
Grüße,
Frankie
Hi..
Dieser "Grundzug" der Chemie..
Worauf fußt er denn eigentlich wirklich..
Sind das nicht die mikrokosmischen physikalischen Vorgänge in den Atomen??
Chemie und Physik sind doch im Prinzip ein und das Selbe, oder?
Nur im kleinsten Maßstabb...
Aber IMMER geht es um Austausch..
Es werden lediglich kleinste Bausteine zu "übergeordneten" Objekten gebunden und erhalten dadurch jeweils neue Eigenschaften und ein neues Verhalten(Benehmen)
ICH meine, seht euch doch mal all die Fraktale an. Gerade das Mandelmännchen....
Zeigt dieses nicht allerdeutlichst, das Schöpfung und Evolution letztlich nur einem Prinzip entsprechen??
Ist es nicht völlig wurscht, ob es nun in mathematischen Theorien, oder in einem materiellen Medium, oder im Geiste oder im Reich der Kräfte und Vektoren von statten geht...?
Wichtig ist doch nur, DAS es funktioniert, oder?
ICH finde, das es so her nicht die Frage nach der Quelle der Biologie so wichtig ist, sondern die Frage nach dem richtigen Prinzip..
Also den Voraussetzungen, die erlauben, das all die winzigen kleinen Vorgänge sich überhaupt zu bestimmten größeren Gegebenheiten zusammen finden können UM ein lebendiges WAS hervor zu bringen..
Letztlich handelt es sich doch um Reihenfolgen, die gewährt sein müssen und um entsprechende Positionen, die einzunehmen sind, DAMIT überhaupt etwas NEUES(übergeordnetes) daraus sich entwickeln kann..
Und sind diese Prinzipien nicht in der Mathematik zementiert??
In Form der Gesetze von Beugung, Überlagerung und Brechung...
SIE erlauben doch erst, das jegliches materielles WAS (inklusive seiner ihm jeweils verkörpernden Energien und Strahlungen) auf eine jeweils bestimmte Art und Weise mit seinem Nachbarn(nah und fern) entsprechend interagieren kann und dadurch neues gebären können.
JGC
@ Frankie:
Liege ich falsch?
Fast.
Insofern ist der Gedanke, daß die chemische Evolution als Startphase nur einmal passiert ist, etwas abwegig.
Dieser Gedanke ist völlig abwegig. Die Begründung dafür haben Sie selbst gegeben. Allerdings setzen Sie die Startbedingungen jedesmal neu wieder bei Null an. Dabei übersehen Sie, dass die zuvor stattgefundenen Anläufe die Umgebungsbedingungen verändern. Damit wiederum eröffnen sich andere Reaktionswege für eine neu einsetzende Chemische Evolution. Insofern ist Ihre Aussage:
Es ist der Grundzug der Chemie, unter gegebenen Startbedingungen den Ablauf vorhersagen zu können.
unzutreffend, weil die gegebenen Startbedingungen nicht ein für allemal feststehen. Wegen der zunehmenden Mannigfaltigkeit der Reaktionspartner ist der Ablauf einer Chemischen Evolution nicht vorhersagbar.
Monod
@ JGC:
Aus Ihrem Beitrag werde ich nicht schlau. Sie vermengen hier verschiedene Aspekte zu einem Konglomerat, das mich eher an einen mystischen Traktat erinnert, statt an eine wissenschaftlich erörterbare Aussage. Würden Sie sich bitte klarer ausdrücken? Dann kann Ihnen vielleicht auch geantwortet werden.
Monod
Monod,
gemeint war daß bei angenommen gleichen Startbedingungen auch immer wieder dieselben Reaktionen passieren. Daß diese dann die Ausgangslage verändern ist schon klar. Ich denke aber die Bandbreite der möglichen Startbedingungen (Temperaturspektrum, Vorhandensein welcher Stoffe in welchen Mengen) für eine Evolution ist sehr hoch, und später gestartete Vorgänge können die früher gestarteten durchaus einholen...
...worauf ich hinaus wollte ist einfach, daß wir uns permanent in der Startphase befinden, wobei derzeit die höher organisierten Lebewesen andere Entwicklungen "unterdrücken". Nehmen wir eine Katastrope an: je schwerer die ausfällt, desto widerstandsfähiger muß der Organismus sein der sie überlebt... im schlimmsten Fall wird man eben wieder auf die Stufe der chemischen Evolution zurückgeworfen (wenn dann überhaupt noch der Ort da ist wo die stattfinden könnte und noch "Startbedingungen" herrschen...).
Grüße,
Frankie
@ JGC:
Aus Ihrem Beitrag werde ich nicht schlau. Sie vermengen hier verschiedene Aspekte zu einem Konglomerat, das mich eher an einen mystischen Traktat erinnert, statt an eine wissenschaftlich erörterbare Aussage. Würden Sie sich bitte klarer ausdrücken? Dann kann Ihnen vielleicht auch geantwortet werden.
Monod
Natürlich kann ich das auch anders ausdrücken..
All die Eigenschaften, die sämtliche Elemente, all ihrer Zustände und all ihrer Temperaturen sowie deren jeweilig angetroffenen Dichtezustände zeigen, machen, das die Evolution und das Leben ganz automatisch von statten geht..
Ist das einfacher zu verstehen?
Da gibt es meiner Ansicht nichts Mystisches, sondern es stellt einfach eine logische Fortsetzung all der seit Beginn des Universums existierenden Bedingungen dar, welche eben genau nach all den möglichen (mathematisch bestimmbaren) kausalen Wechselwirkungen zu jeder Zeit und an jedem Ort sowie in jeder Größenordnung gleichzeitig von statten gehen..
Also ..
momentane Bedingung -----> daraus folgende Moment-Wechselwirkungen ---> dadurch erneute Bereitstellung von(veränderten) Bedingungen..
Und so läuft das in einem fort, von Ewigkeit zu Ewigkeit..
Na gut, der "Klang" mag ja vielleicht etwas mystisch erscheinen, doch denke ich, ist dieser Vorgang durchaus mathematisch begründbar.
So wie eben eine stetige Rekursion, welche in allen möglichen Verläufen/Zuständen abläuft...(Also die von Natur und mathematischen Voraussetzungen her physikalisch/chemisch machbare Möglichkeiten, welche die jeweiligen Bedingungen tatsächlich liefern können)
Und ich meine, es gibt eine Vielzahl von möglichen Rekursionen, die sich allesamt in der Natur irgendwo als fraktale Selbstähnlichkeit wieder finden lassen.
Gruß...............JGC
@ Frankie:
...worauf ich hinaus wollte ist einfach, daß wir uns permanent in der Startphase befinden, wobei derzeit die höher organisierten Lebewesen andere Entwicklungen "unterdrücken".
Sie übersehen dabei, dass allein der oxydierende Charakter der Atmosphäre einen erneuten Anlauf einer Chemischen Evolution verhindern würde. Den Sauerstoff müssten Sie also erst einmal wieder los werden. Darüber hinaus müssten Sie sämtliche Mikroben eliminieren, die die frei werdenden Nischen erneut besiedeln würden, damit die CO2-Fixierung auf biotischem Weg außer Kraft gesetzt wird. Die sich dann einstellenden Ausgangsbedingungen sind wiederum nicht mit denen identisch, die auf der Früherde herrschten. Zum einen hat sich die Sonne während der letzten 4 Milliarden Jahre verändert. Zum anderen wird die UV-Strahlung durch die Ozon-Schicht abgeschirmt. Würden Sie die Ozon-Schicht zerstören, käme ein stärkerer Strahlungsstrom auf der Erdoberfläche an als vor 4 Milliarden Jahren. Würden Sie weiterhin dafür sorgen, dass sich der atmosphärische Sauerstoff mit der toten Biomasse zu CO2 umsetzt, laufen Sie Gefahr, dass ein ausufernder Treibhauseffekt einsetzt, der dazu führt, dass die Ozeane leerkochen. Sie können es drehen und wenden wie Sie wollen: Eine Chemische Evolution wird nicht unterdrückt und sitzt gewissermaßen "in den Startlöchern", sondern die Biologische Evolution hat für Verhältnisse gesorgt, die irreversibel sind.
Monod
@ JGC:
All die Eigenschaften, die sämtliche Elemente, all ihrer Zustände und all ihrer Temperaturen sowie deren jeweilig angetroffenen Dichtezustände zeigen, machen, das die Evolution und das Leben ganz automatisch von statten geht..
Leben ist kein Automatismus. Wenn zufällig ein praktikabler Mechanismus gefunden wird, dann wird er konserviert und dient als Ausgangsbedingung für weitere Optimierungen. Voraussetzung dafür ist, dass die Umgebungsbedingungen eine Optimierung zulassen. Anderenfalls zerfällt das System wieder. Mit den Eigenschaften irgendwelcher Elemente hat das eher wenig zu tun. Die Kombination verschiedener günstiger Ausgangsbedingungen zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort ist entscheidend. Sie können meinetwegen Aminosäuren und Nukleinsäuren tonnenweise miteinander verrühren - allein durch das Verrühren werden keine Zellen daraus werden, auch wenn Sie Millionen Jahre warten könnten. Sie übergehen hierbei die konkreten geologischen und planetologischen Ausgangsbedingungen, die auf der Früherde gegeben waren.
So wie eben eine stetige Rekursion, welche in allen möglichen Verläufen/Zuständen abläuft...(Also die von Natur und mathematischen Voraussetzungen her physikalisch/chemisch machbare Möglichkeiten, welche die jeweiligen Bedingungen tatsächlich liefern können)
Der bequemste Weg geht immer bergab, also in Richtung größerer Entropie. Auch das Leben ist davon nicht abgekoppelt. Von daher haben Sie keine stetige Rekursion, die in allen möglichen Zuständen abläuft, sondern sie haben einen einzigen Entwicklungsverlauf, der sich entsprechend der jeweils gegebenen Möglichkeiten durch das "Tal der Entropiezunahme" schlängelt. Hier und da kommt es dabei zu "Verwirbelungen", in denen sich das "Wasser" lokal begrenzt entgegen der Strömungsrichtung bewegt. Solche Verwirbelungen stellen z.B. lebende Systeme dar. Wenn der "Felsen" jedoch weg ist, verschwinden die Wirbel, ohne dass die Chance besteht, dass sie sich erneut bilden. Insofern ist Ihre Analogie zu mathematischen Rekursverfahren unzutreffend.
Wenn ich Ihnen einen Rat geben darf: Lösen Sie sich mal von dem Konstruieren allumfassender Analogien und konzentrieren Sie sich auf eine einzelne Sache, die Sie dann so genau wie möglich bearbeiten, um sie zu verstehen. Literatur zu Themen wie diesem gibt es genug. Recherchieren Sie mal das, was allgemeiner Wissensstand ist. Dann finden Sie möglicherweise von selbst Lösungen auf Fragen, die Sie sich zuvor noch gar nicht gestellt hatten.
Monod
@ JGC:
Leben ist kein Automatismus. Wenn zufällig ein praktikabler Mechanismus gefunden wird, dann wird er konserviert und dient als Ausgangsbedingung für weitere Optimierungen. Voraussetzung dafür ist, dass die Umgebungsbedingungen eine Optimierung zulassen. Anderenfalls zerfällt das System wieder. Mit den Eigenschaften irgendwelcher Elemente hat das eher wenig zu tun. Die Kombination verschiedener günstiger Ausgangsbedingungen zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort ist entscheidend. Sie können meinetwegen Aminosäuren und Nukleinsäuren tonnenweise miteinander verrühren - allein durch das Verrühren werden keine Zellen daraus werden, auch wenn Sie Millionen Jahre warten könnten. Sie übergehen hierbei die konkreten geologischen und planetologischen Ausgangsbedingungen, die auf der Früherde gegeben waren.
Verzeihen sie, aber da haben wir uns wohl gründlichst miss verstanden..
Es geht nicht darum, all die Nukleine, Aminos und all das, was es sonst noch dazu benötigt, zu "verrühren und einfach abzuwarten" so wie sie das ausdrückten, wie ich das meinen würde...
MIR geht es zuerst darum, das ALL die Stoffe und daraus gebildeten Substanzen vorhanden sind... DAS sie existieren!!
Fehlt auch nur eine dieser Komponenten, so würde sich die Anzahl der möglichen Optionen im Universum und deren daraus resultierenden Verbindungen schon drastisch eingeschränkt sein und WIR wohl nicht hier...
WIE das nun zu Stande kommt, DAS sich daraus höhere Organisationsformen entwickeln, steht doch wieder auf einem ganz anderen Papier...
Der bequemste Weg geht immer bergab, also in Richtung größerer Entropie. Auch das Leben ist davon nicht abgekoppelt. Von daher haben Sie keine stetige Rekursion, die in allen möglichen Zuständen abläuft, sondern sie haben einen einzigen Entwicklungsverlauf, der sich entsprechend der jeweils gegebenen Möglichkeiten durch das "Tal der Entropiezunahme" schlängelt. Hier und da kommt es dabei zu "Verwirbelungen", in denen sich das "Wasser" lokal begrenzt entgegen der Strömungsrichtung bewegt. Solche Verwirbelungen stellen z.B. lebende Systeme dar. Wenn der "Felsen" jedoch weg ist, verschwinden die Wirbel, ohne dass die Chance besteht, dass sie sich erneut bilden. Insofern ist Ihre Analogie zu mathematischen Rekursverfahren unzutreffend.
Vielleicht haben wir da durchaus verschiedene Ansichten...
ICH behaupte, das es zur Entropie auch IMMER glechzeitig eine Neg-Entropie gibt!
Ich versuche das mal an einem Beispiel zu erläutern..
Sie nehmen ein Kilo Zucker und schütten das in 5 Liter warmem Wasser.. und rühren diesen ganzen Brei noch um..
Der Zucker verschwindet und löst sich auf.. Der höchste Zustand der Entropie wurde erreicht..
Nun kühlt aber das Wasser auch irgendwann mal wieder ab oder verdunstet..
Dann werden genau DIE Energien, die dazu benötigt wurden, dieses Kg Zucker zu lösen, wieder frei, in dem sich der Zucker nach und nach auskristallisiert.
Und nun der Witz... Die INNEREN Eigenschaften des Zuckers(seine innere Struktur) entscheiden, WIE sich nun der Zucker auskristallisiert(und natürlich die Verunreinigungen und die Störungsfreiheit der Auskristallisation) Entsprechende Kristalle , deren Größen und deren jeweilige Form geht dann DARAUS hervor...
Und nun zum Weltall...
Das leere Weltall (bzw. die Zwischenräume zwischen den Atomen und Teilchen) ist angefüllt mit der Vakuumenergie, die auf höchstem Niveau ihre Wirksamkeit zeigt!!
IHR gewaltiges Potential wechselwirkt mit sämtlichen materiellen Inhalten, (um so stärker, je kleiner das jeweilige Wirk-Volumen eines Ereignisses im Mikrokosmos ist) die sonst noch so im Universum angetroffen werden....
Das bedeutet, das die Vakuumenergien(das statische Potential des Vakuums, welches verhindert, das sich jemals eine Masse auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigen lässt) jeglicher Masse, die im Vakuum angetroffen wird, entsprechend beeinflusst..
Und diese Beeinflussung wirkt sich letztlich auf JEDES materielle Objekt in Form seiner jeweiligen momentanen Beschleunigung, seiner jeweiligen momentanen Position und seinem jeweiligen momentanen Energieinhalte, sowie auf seine jeweiligen Ausrichtungen, bzw. seiner jeweiligen Trägheitsmomente aus..
Und all diese Einflüsse wirken auf die materiellen Inhalte im Universum ein..
SIE sind es, welches all den Massen im Universum erst all die anzutreffenden Gestalten und Formen verleiht..
Hier und Jetzt und überall und zur gleichen Zeit!!
Diese durch die gravitativen Einflüsse zustande kommenden Bewegungsmuster und jeweiligen Verdichtungs/Verdünnungs-Prozedere gestalten letztlich immer wieder neue Strukturen, wenn sich die entsprechenden Gelegenheiten dazu jeweils bieten..
Und nun der Knackpunkt...
Die Gravitation ist in Wahrheit ein stetiger Fluss, der IMMER und ÜBERALL und gleichermaßen wirksam ist.. SIE sortiert nämlich wiederum die entropisch verteilten Energien und erzeugt dadurch, das die enthaltenen Massen im Raum sich entsprechend daran ausrichten, für ein negentropisches Geschehen, in dem stetig NEUE Zustände und Bedingungen geschaffen werden.
Die Gravitation(der stetige Fluss) ist also die Quelle der fortlaufenden Schöpfungsprozesse, welche durch die "abstrahlungsbedingten" Prozeduren immer wieder aufs Neue das ALTE zerstrahlt und im Raum gleichmäßig verteilt wird..
Die Gravitation fügt also immer wieder auf das Neue DAS zusammen, was vorher in einen entropischen Zustand geraten ist.
Daher bin ich der Ansicht, das Leben ein logischer und automatischer Prozess ist. OB das nun ein Gott so gebastelt hat oder die Umstände von der Natur her so vorgegeben sind, ist meiner Ansicht nach irrelevant, solange es funktioniert und UNS eine Möglichkeit zur Existenz und zur Selbstreflektion bietet..
WAS wir aus unserem Leben letztlich machen, bleibt also ganz alleine UNS überlassen,
Verstehen sie nun??
Ich meine, ob SIE es jetzt über jahrelanger Bildung in den wissenschaftlichen Disziplinen oder ICH durch MEINE praktische Lebenserfahrung(und einigen sehr interessanten "meditativen" Erfahrungen unseren jeweiligen Stand der Dinge erworben haben, spielt meiner Ansicht nach keine Rolle!
Wichtig ist nur, das es funktioniert und zusammenpassen muss..
Und ICH finde, das die Physik durchaus ein ernst zu nehmendes Werkzeug darstellt, aber das eben AUCH die eigene Erfahrung die andere Hälfte einer ganzen Wirklichkeit ausmacht..
Schließlich kriegt man ja sein Leben nicht nur "erzählt" oder??
In diesem Sinne..................JGC
Die Gravitation ist in Wahrheit ein stetiger Fluss, der IMMER und ÜBERALL und gleichermaßen wirksam ist.. SIE sortiert nämlich wiederum die entropisch verteilten Energien und erzeugt dadurch, das die enthaltenen Massen im Raum sich entsprechend daran ausrichten, für ein negentropisches Geschehen, in dem stetig NEUE Zustände und Bedingungen geschaffen werden.
Die Gravitation(der stetige Fluss) ist also die Quelle der fortlaufenden Schöpfungsprozesse, welche durch die "abstrahlungsbedingten" Prozeduren immer wieder aufs Neue das ALTE zerstrahlt und im Raum gleichmäßig verteilt wird..
Die Gravitation fügt also immer wieder auf das Neue DAS zusammen, was vorher in einen entropischen Zustand geraten ist.
Daher bin ich der Ansicht, das Leben ein logischer und automatischer Prozess ist.
den letzten Satz, deine Schlußfolgerung also, unterstütze ich....
aber die Begründung ist mir nicht verständlich :confused::confused::confused:
Hallo Ispom..
Ich meine damit einfach, das die materielle Ebene (elektromagnetische Welt) des Universums in die EINE Richtung funktioniert(--->Entropie) ...
und die kräfteenergetische Ebene(kinetische Welt) eben in einer "Anderen" Richtung..(<---- Negentropie)
Somit wäre die EM-Welt die eine Hälfte des Seins und die kinetische(gravitative) Welt die andere Hälfte des Seins..
Ordnung und Chaos arbeiten quasi Hand in Hand...(Eins sein)
Und dieses "EINS sein" ist DAS, was wir so erleben, beobachten, messen und interpretieren können.(es müssten also alle 4 Methoden gleichzeitig zur Wirklichkeitsfindung herangezogen werden können um ein "vollständiges" Bild zu erhalten.. Jedes zu 25%)
Weiß jetzt nicht, wie ich das besser ausdrücken könnte...
Aber machen nicht ALLE unsere Sinne erst unsere erfahrbare Welt aus? Sie nur physikalisch/rational zu betrachten ist meiner Ansicht nach eine sehr einseitige Sichtweise, da die psychischen Wirkungen ebenso unser Verhalten und unser Wirken beeinflussen.
JGC
Lina-Inverse
21.03.2010, 21:09
Ich meine damit einfach, das die materielle Ebene (elektromagnetische Welt) des Universums in die EINE Richtung funktioniert(--->Entropie) ...
und die kräfteenergetische Ebene(kinetische Welt) eben in einer "Anderen" Richtung..(<---- Negentropie)Du möchtest uns also weismachen der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik (http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik#Zweiter_Hauptsatz) wäre Quatsch?
Du möchtest uns also weismachen der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik (http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamik#Zweiter_Hauptsatz) wäre Quatsch?
NEIN!!!
Nur unvollständig!!!
Es wirken nämlich IMMER 2 Kräfte gleichzeitig im Universum und dadurch wird der 2. Hauptsatz für die Momentsituation überhaupt nicht verletzt
DAS, was auf der einen Seite für Chaos sorgt, sorgt nämlich auf der anderen Seite für Ordnung...
Es handelt sich also im Prinzip um ein "zweischneidiges" Schwert
JGC
@JGC
ich weis nicht wie ich das ernst nehmen kann... im Prinzip scheint es nicht falsch zu sein aber in den Folgerungen schießt Du so weit drüber hinaus daß ich nicht folgen kann.
Könntest Du mal Schritt für Schritt mit einer Sache anfangen und die zur Diskussion stellen? Fang am Anfang an...
Grüße,
Frankie
Könntest Du mal Schritt für Schritt mit einer Sache anfangen und die zur Diskussion stellen? Fang am Anfang an...Neiiiin, bitte nicht. Das hier war doch am Anfang ein so schöner thread.
@JGC
ich weis nicht wie ich das ernst nehmen kann... im Prinzip scheint es nicht falsch zu sein aber in den Folgerungen schießt Du so weit drüber hinaus daß ich nicht folgen kann.
Könntest Du mal Schritt für Schritt mit einer Sache anfangen und die zur Diskussion stellen? Fang am Anfang an...
Grüße,
Frankie
Hallo Frankie...
Welche Konsequenzen das letztlich hat, kann JEDER selber erahnen, wenn ihm DAS mal vergegenwärtigt ist..
Es geht letztlich einfach darum, das unser Universum als Ganzes sozusagen den EINEN Pol darstellt und ein Biomolekül innerhalb des Universums einfach einen winzigen TEIL(das Individuelle) den anderen POL darstellt, der im Bezug zu diesem Ganzen steht.
Und diese beiden stehen ständig in Wechselwirkung miteinander, auch wenn wir viele dieser Wechselwirkungen nicht direkt beobachten können, weil sie über sehr lange Zeiträume von statten gehen, aber ebenso der Physik/Mathematik unterworfen sind, wie all die für UNS beobachtbaren Dinge eben auch..
Ein Tropfen im Meer hat nicht viel zu sagen und beeinflusst das Meer nur auf lange Sicht und im kleinsten Maßstab..
Aber all die vielen Tropfen, aus denen das Meer besteht, geben IHM erst seine Erscheinungsweise und seine Eigenschaften als Urgewalt!!
Und nichts anderes ist es mit den einzelnen Atomen und Teilchen im Universum auch!! Erst in ihrer Summe geben sie dem Universum DIE Eigenschaften, die es UNS zeigt..
Es finden also im Grunde IMMER 2 Prozedere gleichzeitig Anwendung, sein Anbeginn der Existenz... Es verändern sich nur der jeweilige Raum, der jeweilige Zustand und die jeweilige Zeit...(und dementsprechend zeigt sich und auch immer das jeweilig beobachtete Geschehen und lässt auch die jeweiligen Schlüsse zu..
Doch darf man nicht vergessen, das es IMMER in einem Konsens mit dem Ganzen zu verstehen ist, dann erst ergibt sich ein wirklicher Sinn und die Grundlage dafür, es auch wirklich verstehen zu können.
JGC
Neiiiin, bitte nicht. Das hier war doch am Anfang ein so schöner thread.
Wovor hast du Angst??
@all
ich bin ab morgen früh für 10 Tage in Berlin und wohl nicht online...
JGC
@ JGC:
Verstehen sie nun??
Leider nein. Sie holen zu weit aus, um zur Quintessenz zu gelangen:
WAS wir aus unserem Leben letztlich machen, bleibt also ganz alleine UNS überlassen.
Dazu hätten Sie auch eine Zeile aus der "Internationale" zitieren können:
Uns aus dem Elend zu erlösen, können wir nur selber tun.
Oder meinetwegen Bertolt Brecht:
Um uns selber müssen wir uns selber kümmern.
Verstehen Sie mich bitte nicht falsch, ich teile Ihre Schlussfolgerungen zur Selbstverantwortung durchaus. Ich sehe nur die Notwendigkeit nicht, sie mit kosmologischen Konstruktionen zu begründen.
Daher bin ich der Ansicht, das Leben ein logischer und automatischer Prozess ist.
Vielleicht könnten wir uns dahingehend einigen, dass wir beide meinen, dass Leben ein Prozess ist, der auf der Basis der Naturgesetze erwachsen kann und nicht gegen Naturgesetze verstößt. Das bedeutet jedoch nicht zugleich, dass Leben aus dem Wirken von Naturgesetzen zwangsläufig entstehen muss. Das Universum ist so beschaffen, dass Leben entstehen kann. Ob es auch tatsächlich entstehen wird, lässt sich aus den Naturgesetzen allein nicht ableiten. Von daher stören mich in Ihrer Schlussfolgerung die beiden Attribute "logisch" und "automatisch".
Zunächst unterliegen die Naturgesetze keiner Logik. Logik ist ein Regelwerk zum richtigen Denken. Was Sie vermutlich meinen, ist, dass sich natürliche Prozesse in einer bestimmten geordneten Reihenfolge vollziehen. Bei gleichen Ausgangsbedingungen entstehen gleiche Resultate. Diese Wiederholbarkeit natürlicher Abläufe ist die Grundlage naturwissenschaftlicher Forschung und erlaubt die Formulierung von Naturgesetzen mit mathematischen Gleichungen. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Naturgesetze mathematischer Logik unterworfen sind, sondern lediglich, dass mathematische Gleichungen geeignet sind, Naturgesetze adäquat abzubilden. Sie begehen einen Fehler, wenn Sie versuchen, die Natur in ein Gleichungssystem zu pressen. Darum bildet das Experiment stets die letzte Entscheidungsinstanz hinsichtlich der Beurteilung, ob eine mathematische Formulierung eines Naturgesetzes wahr oder falsch ist. Über jeder Logik triumphiert also letztlich stets die Empirie. Leben ist folglich nichts, was man mit einer Logik erfassen kann.
Ebenso gibt es kein Naturgesetz, nach dem Leben automatisch entsteht. Das bedeutet jedoch nicht, dass Leben etwas Unnatürliches oder gar Übernatürliches sei. Nach meiner Ansicht ist Leben das Resultat des zufälligen Zusammentreffens einer Reihe günstiger Bedingungen an einem Ort und zu einer Zeit, das lange genug stabil geblieben ist, um sich gemäß einer eigenen Notwendigkeit zu entwickeln, wobei das Zusammenwirken von Zufall und Notwendigkeit das ausmacht, was wir Biologische Evolution nennen. Für Automatismen ist da kein Platz. Die wechselseitigen Rückkopplungen halten das Gesamtsystem in sich so lange es geht stabil. Wie lange es geht, ist abhängig von den Umgebungsbedingungen. Kurz: Es wird eine Zeit geben, in der es kein Leben mehr gibt.
Monod
@ JGC:
...Sie holen zu weit aus, um zur Quintessenz zu gelangen:
...
Dazu hätten Sie auch eine Zeile aus der "Internationale" zitieren können:
...
Oder meinetwegen Bertolt Brecht:
...
Verstehen Sie mich bitte nicht falsch, ich teile Ihre Schlussfolgerungen zur Selbstverantwortung durchaus. Ich sehe nur die Notwendigkeit nicht, sie mit kosmologischen Konstruktionen zu begründen.
Sehr schön, Monod!
Du hast die Problematik von JGCs Denke sofort erfasst.
Orbit
wegen doppelter Ausführung gelöscht
@ JGC:
Verstehen Sie mich bitte nicht falsch, ich teile Ihre Schlussfolgerungen zur Selbstverantwortung durchaus. Ich sehe nur die Notwendigkeit nicht, sie mit kosmologischen Konstruktionen zu begründen.
nun ja..
Ich seh das deshalb so, weil die Naturgesetze genau SO sind und deren Möglichkeiten genau SO sich gestalten, DAS Leben entstehen kann und intelligentes Bewusstsein sich darin entwickeln kann, um sich selbst darin zu reflektieren.
Ob das jetzt so sein MUSS oder nicht, das ist meiner Ansicht nach NICHT die Frage oder das Problem. Das muss jeder wohl für sich entscheiden, weil auch die Wissenschaft darauf keine wirklich zufriedenstellende Antwort geben kann.
Vielleicht könnten wir uns dahingehend einigen, dass wir beide meinen, dass Leben ein Prozess ist, der auf der Basis der Naturgesetze erwachsen kann und nicht gegen Naturgesetze verstößt. Das bedeutet jedoch nicht zugleich, dass Leben aus dem Wirken von Naturgesetzen zwangsläufig entstehen muss. Das Universum ist so beschaffen, dass Leben entstehen kann. Ob es auch tatsächlich entstehen wird, lässt sich aus den Naturgesetzen allein nicht ableiten. Von daher stören mich in Ihrer Schlussfolgerung die beiden Attribute "logisch" und "automatisch".
Na gut
mit "Logisch" bezeichne ich einfach die zwingende Kausalität einer von statten gehenden Reihenfolge, woraus sich eben bestimmte Automatismen ergeben...
Zunächst unterliegen die Naturgesetze keiner Logik. Logik ist ein Regelwerk zum richtigen Denken. Was Sie vermutlich meinen, ist, dass sich natürliche Prozesse in einer bestimmten geordneten Reihenfolge vollziehen. Bei gleichen Ausgangsbedingungen entstehen gleiche Resultate. Diese Wiederholbarkeit natürlicher Abläufe ist die Grundlage naturwissenschaftlicher Forschung und erlaubt die Formulierung von Naturgesetzen mit mathematischen Gleichungen. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Naturgesetze mathematischer Logik unterworfen sind, sondern lediglich, dass mathematische Gleichungen geeignet sind, Naturgesetze adäquat abzubilden. Sie begehen einen Fehler, wenn Sie versuchen, die Natur in ein Gleichungssystem zu pressen. Darum bildet das Experiment stets die letzte Entscheidungsinstanz hinsichtlich der Beurteilung, ob eine mathematische Formulierung eines Naturgesetzes wahr oder falsch ist. Über jeder Logik triumphiert also letztlich stets die Empirie. Leben ist folglich nichts, was man mit einer Logik erfassen kann.
Genau DAS sehe ich eben nicht so.. Das von mir fett hervorgehobene zeigt doch, das bestimmte Vorgänge nur nach bestimmten mathematischen Prinzipien von statten gehen können.. Es handelt sich um die jeweiligen Teilbarkeiten von Kräften, von Strecken(Schwingungen/Wellenlängen) und ihrer jeweiligen Zeitdauer...
Sie MACHEN erst, Das sich bestimmte Algorythmen ausbilden, die wir in der Natur überall wieder entdecken können..
Die Mathematik steckt also im Grunde (meiner Ansicht nach) schon von vorne herein in den jeweiligen Eigenschaften eines jeglichen existierenden Etwasses und bestimmen dadurch erst die jeweiligen Verhalten und Arten und Weisen, WIE sich etwas zusammenfindet oder auch trennt..
Sehen sie das Meer an, deren Wellen schichten Sedimente schön nach Schwere, Größe und Dichte ab, ohne das sie dabei Mathematik "kann"..
Die Mathematik "entsteht" also erst aus den jeweiligen Bedingungen, nach denen verschiedene Objekte miteinander auf jeweils bestimmte Arten und Weisen miteinander wechselwirken können...
Ebenso gibt es kein Naturgesetz, nach dem Leben automatisch entsteht. Das bedeutet jedoch nicht, dass Leben etwas Unnatürliches oder gar Übernatürliches sei. Nach meiner Ansicht ist Leben das Resultat des zufälligen Zusammentreffens einer Reihe günstiger Bedingungen an einem Ort und zu einer Zeit, das lange genug stabil geblieben ist, um sich gemäß einer eigenen Notwendigkeit zu entwickeln, wobei das Zusammenwirken von Zufall und Notwendigkeit das ausmacht, was wir Biologische Evolution nennen. Für Automatismen ist da kein Platz. Die wechselseitigen Rückkopplungen halten das Gesamtsystem in sich so lange es geht stabil. Wie lange es geht, ist abhängig von den Umgebungsbedingungen. Kurz: Es wird eine Zeit geben, in der es kein Leben mehr gibt.
Monod
Ich gebe ihnen recht, wenn sie sagen, das es nicht immer so ist...
Aber sehen sie es doch einmal so...
Sind SIE da, weil sie DA sein müssen?? Oder ist das nur ein Zufall? Oder wollten sie sogar hier sein? oder erfüllen sie einen bestimmten Zweck??
Das sind alles so Fragen, die einem nicht wirklich nutzen, genauso wie die Frage, OB das Universum uns dazu gezwungen hat, zu entstehen, oder ob es uns die Freiheit gegeben hat, selber zu entscheiden, ob wir DA sein wollten oder Nicht.
Daher würde ich SOLCHEN Fragen einfach nicht so viel Bedeutung zumessen wollen..
Wie auch immer...
JGC
@ JGC:
Genau DAS sehe ich eben nicht so.. Das von mir fett hervorgehobene zeigt doch, das bestimmte Vorgänge nur nach bestimmten mathematischen Prinzipien von statten gehen können.. Es handelt sich um die jeweiligen Teilbarkeiten von Kräften, von Strecken(Schwingungen/Wellenlängen) und ihrer jeweiligen Zeitdauer...
Sie MACHEN erst, Das sich bestimmte Algorythmen ausbilden, die wir in der Natur überall wieder entdecken können..
Die Mathematik steckt also im Grunde (meiner Ansicht nach) schon von vorne herein in den jeweiligen Eigenschaften eines jeglichen existierenden Etwasses und bestimmen dadurch erst die jeweiligen Verhalten und Arten und Weisen, WIE sich etwas zusammenfindet oder auch trennt..
Damit stellen Sie die Dinge auf den Kopf. Mathematik ist kein Etwas, das einem anderen Etwas bestimmen kann, wie es sich verhalten soll bzw. muss. Anders herum wird es richtig: Wir beobachten eine quantifizierbare Regelmäßigkeit und können sie daher mit Hilfe der Mathematik als Gleichung abbilden. Die Mathematik selbst ist ein Gedankenprodukt, dass je nach festgelegten Axiomen einer eigenen inneren Ordnung gehorcht, die mit der Natur nichts zu tun hat. Es gibt keine Wechselwirkung zwischen diesem rein abstrakten Konstrukt und der Physis, auf die sie angewandt wird. Die gefundenen Übereinstimmungen zwischen quantifizierbaren Naturprozessen und mathematischen Gleichungen resultieren aus Analogiebildungen. Ein Naturgesetz ist analog einer mathematischen Gleichung. Wenn ich die Variablen dieser Gleichung mit empirisch ermittelten Konstanten belege, kann ich die jeweilige Wirkung dieses Naturgesetzes konkret vorhersagen. Der Zusammenhang zwischen Mathematik und Physis ist daher kein kausaler. Die Struktur der Physis resultiert nicht aus der Struktur der darauf angewandten Mathematik.
Monod
@ JGC:
Damit stellen Sie die Dinge auf den Kopf. Mathematik ist kein Etwas, das einem anderen Etwas bestimmen kann, wie es sich verhalten soll bzw. muss. Anders herum wird es richtig: Wir beobachten eine quantifizierbare Regelmäßigkeit und können sie daher mit Hilfe der Mathematik als Gleichung abbilden. Die Mathematik selbst ist ein Gedankenprodukt, dass je nach festgelegten Axiomen einer eigenen inneren Ordnung gehorcht, die mit der Natur nichts zu tun hat. Es gibt keine Wechselwirkung zwischen diesem rein abstrakten Konstrukt und der Physis, auf die sie angewandt wird. Die gefundenen Übereinstimmungen zwischen quantifizierbaren Naturprozessen und mathematischen Gleichungen resultieren aus Analogiebildungen. Ein Naturgesetz ist analog einer mathematischen Gleichung. Wenn ich die Variablen dieser Gleichung mit empirisch ermittelten Konstanten belege, kann ich die jeweilige Wirkung dieses Naturgesetzes konkret vorhersagen. Der Zusammenhang zwischen Mathematik und Physis ist daher kein kausaler. Die Struktur der Physis resultiert nicht aus der Struktur der darauf angewandten Mathematik.
Monod
Nun ja.. dann stehen wir also momentan auf 2 entgegengesetzten Positionen..
Vielleicht hilft es ja SO weiter...
Stellen sie sich vor, sie wüssten nichts von Mathematik..
Würden sie dann nicht trotzdem bestimmte Regelmäßigkeiten erkennen können??
z.B. Tag und Nacht, oder die Jahreszeiten, die Mond-Phasen oder der Schlaf und Wach-Rhythmus...
Alles regelmäßig wiederkehrende Vorgänge.. Sie werden einfach entsprechend erfahren und SIE sowohl auch das restliche Leben orientiert sich daran...
Es ist zwar nicht gerade präzise, das wird erst durch die Messung erreicht, aber immerhin haben sie schon eine Grundlage für mathematisch begründbare Vorgänge, denen letztlich die gesamte Natur folgt.. Die Temperaturen sind nachts niedriger wie Tagsüber, nachts ist kaum Licht da, im Winter verwandelt sich der Regen in Schnee(je nach geographischer Lage) sie werden abends müde und so weiter...
Es sind einfache Zusammenhänge, die durch einfache abstrakte Vergleiche in Zahlen und Werte umgewandelt werden können..
Ist das nicht schon so was wie ein mathematisches Prozedere??
Ich möchte hier betonen, das die Mathematik selbst nur ein festgeschriebenes Regelwerk darstellt, das auf Grund diverser, vergleichender Beobachtungen gemacht werden konnte. Ein statisches Produkt also, ein WERKZEUG!!
Erst durch die Anwendung im laufenden Prozess wird die Mathematik zu einem in Formeln und Zahlen gepacktes Geschehen..
Sozusagen in einer digitalen Sprache beschrieben, welche letztlich den selben Stellenwert besitzt, wie ein beobachtetes, selbst erfahrenes Geschehen, das man analog in Worten und Klängen beschreiben kann.
ICH sehe also den Zusammenhang darin, das ein abstraktes Beschreiben eines Vorganges sich nur auf Werte, Größenordnungen, Zeiteinheiten und Geschwindigkeiten beschränken kann, während die bildhafte erlebte Erfahrung deren jeweiligen Wichtigkeiten(die entsprechenden Eindrucksstärken, deren möglichen und tatsächlichen Zusammenhänge zu dem restlichen Geschehen und deren jeweiligen emotionalen Bewertungen, wie gut, schlecht, richtig oder falsch sich das ganze Geschehen darstellt(die Täuschung und der "wahre" Kern)
Somit ergibt sich von meiner Seite aus betrachtet ein Zustand, der ein und das Selbe Ereignis auf 2 verschiedene Arten und Weisen gleichzeitig beschreibt,(ab arbeitet) welche ein und dem selben Vorgang 2 verschiedene Perspektiven mit gibt, welche auf unterschiedlichen Wegen zum Empfänger(einem Objekt, das daraufhin SEIN Verhalten verändert oder auch an ein wahrnehmendes Bewusstsein, welches dieses Ereignis entsprechend interpretiert) übertragen werden..
Gefühl und Verstand!!
Die Gefühle enthalten die kinetischen Informationen, z.B. wie schnell ein Geschehen von statten geht und ob es auf Grund der Geschwindigkeit als harmlos oder gefährlich eingestuft werden kann und man entsprechend darauf reagiert.
Der Verstand wiederum erfasst auf optischer Ebene das Geschehen und hört auch gegebenenfalls das Geräusch, mit dem es sich ihm gegenüber "auftut" und von dessem Interpreter hängt es nun ab, WIE dieses Ereignis definiert wird(also ganz je nach dem, was der Beobachter über das beobachtete Geschehen weiß oder auch nicht...)
Somit ergibt sich eigentlich daraus eine zwingende Notwendigkeit, die emotionalen Aspekte mit den rationalen Aspekten eines Geschehens zu vermitteln, um damit vernünftig umgehen zu können
Als klassisches Beispiel will ich hier z.B. Henry Fords Aussage nehmen..
Jeder soll Automobil sein können um seine Freiheit zu "erfahren"
Hätte Henry Ford einen Blick in die Zukunft werfen können, so hätte er sich seine Aussage sicher nochmals gründlichst überlegt, weil er gesehen hätte, zu welchen Problemen das heutzutage führen kann.
Und so ist das mit allem, was Neu in die Welt gesetzt wird...
Ein einzelnes Objekt oder eben nur wenige davon, machen keine Probleme..
Sind aber mal Abermillionen oder gar Milliarden davon im Einsatz, dann verändern sie die gesamten Systembedingungen(wie z.B. die ganzen PC´s auf der Welt, die inzwischen von dutzenden Atomkraftwerken versorgt werden müssen)
Genauso wie die Gentechnologie oder all der andere Kram..
Die Menge macht es , OB und ab WANN eine vorhandene Bedingung sich verändert oder nicht.
Und ist unsere momentane Klimaproblematiken nicht eine der direkten Folgen davon??
Ich will hier also keine Kritik üben, doch darlegen, wie all diese Dinge miteinander verknüpft sind..
Denn genau SO sind all die anderen Dinge im Universum ebenso verknüpft
@ JGC:
Ist das nicht schon so was wie ein mathematisches Prozedere??
Natürlich, aber das bedeutet doch nicht zugleich, dass die Mathematik der Physis vorangeht.
Sozusagen in einer digitalen Sprache beschrieben, welche letztlich den selben Stellenwert besitzt, wie ein beobachtetes, selbst erfahrenes Geschehen, das man analog in Worten und Klängen beschreiben kann.
Hier führen Sie eine Wertigkeit ein, die dem Sachverhalt nicht gerecht wird. Inwiefern ist die mathematische Beschreibung eines Geschehens von gleichem Stellenwert wie ein erlebtes Geschehen? Dem Geschehen kann es doch egal sein, auf welche Art und Weise es erfasst wird. Mir scheint, hier vergleichen Sie Äpfel mit Birnen, weil Sie denken, es sei ohnehin alles Obst.
Somit ergibt sich eigentlich daraus eine zwingende Notwendigkeit, die emotionalen Aspekte mit den rationalen Aspekten eines Geschehens zu vermitteln, um damit vernünftig umgehen zu können.
Das wiederum ist eine Banalität. Natürlich ist es unklug, den Verstand auszuschalten, wie es ebenso unklug ist, auf seine Gefühle nicht zu hören. Aber was hat das mit dem Verhältnis zwischen Mathematik und Physis zu tun? Sie holen wieder einmal sehr weit aus, um letztlich bei banalen Schlussfolgerungen zu landen. Versuchen Sie doch einmal, solche Umwege zu vermeiden und schneller zu dem Punkt zu kommen, um den es Ihnen geht.
Monod
@ JGC:
Natürlich, aber das bedeutet doch nicht zugleich, dass die Mathematik der Physis vorangeht.
Wieso nicht??
Voraussetzungen sind die Ursachen von dem was gerade Jetzt passiert,,
Und die bestimmten doch vorher schon, WAS letztlich geschehen kann..
(Dabei möchte ich betonen, das die Voraussetzungen einer "anderen" Art von Mathematik folgen wie das daraus entsprechend resultierende Geschehen.. DIe Mathematik der Verhältnismäßigkeiten. Sind das nicht die Prinzipien der Mengenlehre??)
Hier führen Sie eine Wertigkeit ein, die dem Sachverhalt nicht gerecht wird. Inwiefern ist die mathematische Beschreibung eines Geschehens von gleichem Stellenwert wie ein erlebtes Geschehen? Dem Geschehen kann es doch egal sein, auf welche Art und Weise es erfasst wird. Mir scheint, hier vergleichen Sie Äpfel mit Birnen, weil Sie denken, es sei ohnehin alles Obst.
Was ist IHRER Meinung nach wichtiger??
Eine Voraussetzung, die ein entsprechendes Ereignis erst ermöglichen kann, oder das Ereignis selbst??
Das Eine kann nicht OHNE das Andere existieren!
Es geht also nicht darum, auf "welche" Art ein Geschehen betrachtet/wirksam werden kann, sondern auf wie viele!! Und 2 Arten sind schon mal mindestens notwendig, um einen vernünftigen Zusammenhang eines beobachtbaren Geschehens erfassen zu können.(ob dieser nun als richtig oder als falsch betrachtet wird, hängt doch auch wieder nur von der jeweiligen theoretischen Vorgeschichte, der Voreinstellung, den vorhandenen Erwartungen und dem schon vorhandenem Wissen ab und hat so gesehen keine wirkliche Aussagekraft...)
Das wiederum ist eine Banalität. Natürlich ist es unklug, den Verstand auszuschalten, wie es ebenso unklug ist, auf seine Gefühle nicht zu hören. Aber was hat das mit dem Verhältnis zwischen Mathematik und Physis zu tun? Sie holen wieder einmal sehr weit aus, um letztlich bei banalen Schlussfolgerungen zu landen. Versuchen Sie doch einmal, solche Umwege zu vermeiden und schneller zu dem Punkt zu kommen, um den es Ihnen geht.
Monod
Naja, ich hoffte eigentlich, das sie selbst darauf kommen würden, was das prinzipiell bedeutet, wenn man nach dem Leben und dem ganzen Rest fragt...
@ JGC:
Wieso nicht??
Weil Mathematik keine Physis ist. Darum kann sie auch keine Voraussetzung oder Ursache für die Physis sein. Wenn Sie nach der Ursache der Physis fragen, betreiben Sie Metaphysik und überschreiten den Rahmen der Naturwissenschaft. Wenn Sie der Mathematik als solcher eine Wirkmächtigkeit unterstellen, die von physischer Relevanz ist, dann müssten Sie erklären, auf welchem Weg Mathematik physische Wirkungen verursachen kann. Sie müssten also die Mathematik zu einer Entität erklären, die in der Lage ist, physischen Entitäten ihren Werdegang vorzuschreiben. Nachdem Sie dies getan haben, müssten Sie überlegen, auf welchem Weg man das experimentell nachweisen kann. Da es sich dabei jedoch um den Nachweis einer metaphysischen Entität handelt, werden Ihnen die Beweismittel rasch ausgehen, da es keine Möglichkeit gibt, die Existenz metaphysischer Entitäten zu falsifizieren. Sie überschreiten damit also den Gültigkeitsbereich der Naturwissenschaften und begeben sich in die Regionen bloßen philosophischen Meinens. Vielleicht finden Sie mit Ihren Reflexionen daher eher in einem Philosophieforum Bestätigung, aber nicht hier. Denken Sie bitte auch einmal darüber nach, bevor Sie hier entnervt verzweifeln.
Das Eine kann nicht OHNE das Andere existieren!
Oder anders: Alles hängt mit allem zusammen. Wieder eine banale Quintessenz, die der vorangehenden Ausschweifung nicht bedarf. Wozu reihen Sie laufend Plattitüden aneinander?
Es geht also nicht darum, auf "welche" Art ein Geschehen betrachtet/wirksam werden kann, sondern auf wie viele!!
Sie können sich beliebig viele Varianten ausdenken, wie Sie ein Geschehen betrachten wollen. Warum soll das wichtig sein?
Naja, ich hoffte eigentlich, das sie selbst darauf kommen würden, was das prinzipiell bedeutet, wenn man nach dem Leben und dem ganzen Rest fragt...
Wenn Sie diesbezüglich etwas mit substanziellem Gehalt mitzuteilen haben, dürfen Sie das gerne tun. Es wäre nur hilfreich, dies möglichst kurz und prägnant zu tun. Sollten Ihre Gedanken dazu letztlich wiederum nur auf banale Plattitüden hinauslaufen, schlage ich vor, Sie behalten sie besser für sich. So etwas stiehlt nur Zeit.
Monod
Die Zeit der Abwesenheit von JGC möchte ich nutzen, um die Diskussion (so sie gewünscht wird) in eine Richtung zu lenken, die dem Thread-Titel eher gerecht wird. Als Aufhänger möchte ich diesen Link (http://www.g-o.de/wissen-aktuell-10794-2009-11-12.html) und diesen Link (http://www.g-o.de/wissen-aktuell-9295-2009-01-02.html) anbieten, in denen darüber informiert wird, dass die ersten Lebewesen eher nicht in oder auf hydrothermalen Schloten entstanden sind, sondern in mäßig temperiertem Wasser.
Hydrothermale Schlote könnten durchaus als Syntheseort für biochemisch wichtige Moleküle eine bedeutende Rolle gespielt haben, aber als Ort der Zellbildung, wo neben dem Stoffwechsel zugleich auch eine Synchronisation zwischen Erbmaterialverdopplung und Zellteilung entstehen musste, erscheint mir das Ganze zu gewagt.
Robert Shapiro - ein Chemiker, der sich jahrzehntelang ausgiebig mit diesem Thema befasst hat - sagte in einem Interview (veröffentlicht in: John Brockman (Hrsg.): Leben, was ist das? Fischer-Verlag 2009), dass hydrothermale Schlote möglicherweise ein vorzüglicher Ort sein könnten, wo Leben entsteht, aber er sich frage, wie überhaupt etwas in die Schlote hineinkommt.
Es gibt zwar einige sehr detaillierte Ausarbeitungen u.a. von Russel & Martin, die die Entstehung eines Stoffwechsels im Innern der porösen Schlotwände erklären wollen, aber es gibt da einige Knackpunkte, die mit Improvisationen überbrückt werden. Das betrifft insbesondere die Entstehung des genetischen Apparats, aber auch die Entstehung von funktionsfähigen Zellmembranen. Abgesehen davon sind die Temperaturen in den Schloten sehr hoch, so dass hier eine erhöhte Gefahr der Denaturierung von Proteinen besteht. Die heutigen hyperthermophilen Arten, die dort leben, besitzen geeignete Reparaturmechanismen und haben sich den Verhältnissen dort angepasst. Die ersten Zellen müssen aber viel primitiver gewesen sein. Daher schätze ich, dass hydrothermale Schlote keine geeigneten Orte sind, wo Lebewesen entstehen können. Später hätten sie aber als Nische besiedelt werden können - besonders nach dem Einschlag größerer Brocken, bei denen sich das Ozeanwasser stark aufheizte. Vielleicht sind die stammesgeschichtlich sehr alten Archaeen und thermophilen Bakterien ja nur die einzigen Überlebenden einer vormals viel reichhaltigeren Biosphäre, die sich bereits vor dem großen Bombardement, aber nach der Mondentstehung entwickelt hatte?
Monod
Es gibt da doch die Theorie, dass sich die ersten Zellmembranen in porösen Gestein Entwqickelt haben. Ich meinte wir hatten darüber schon eime schöne Disskusion in einem anderen Thread...
Wie dem auch sei hab ich dazu mal jetzt diesen Link hier (http://www.meridianerland.com/entstehung-leben.htm) rausgesucht.
Recht einfach erklärt, da populärwissenschaftlich. Ich bin sicher ihr habt da noch Besseres zu also traut euch^^
mfg Kibo
FrankSpecht
26.03.2010, 20:36
Hallo Monod,
dass die ersten Lebewesen eher nicht in oder auf hydrothermalen Schloten entstanden sind, sondern in mäßig temperiertem Wasser.
Falls du diesen Thread noch nicht von Anfang an gelesen haben solltest, dann empfehle ich dir wärmsten 2 Posts des Fachmannes Mahananda:
Post Nr. 9 (http://www.astronews.com/forum/showpost.php?p=45468&postcount=9)
Post Nr. 43 (http://www.astronews.com/forum/showpost.php?p=62122&postcount=43)
@ Frank Specht:
Vielen Dank für Ihren Hinweis! Ich habe ein wenig in diesem Forum recherchiert und bin auf eine Menge sehr fachkundiger Beiträge von Mahananda gestoßen, die im Wesentlichen meine Ansichten zum Thema bestätigen bzw. unterstützen. Er sieht die Entstehung von Lebewesen in hydrothermalen Schloten offenbar auch kritisch. Um darzustellen, warum ich in Bezug auf Russel und Martin von "Improvisationen" sprach, füge ich diesen Link (http://www.gla.ac.uk/projects/originoflife/html/2001/pdf_files/Martin_&_Russell.pdf) bei. Aufschlussreich sind hier insbesondere die Figuren 3 (S. 7) und 5 (S. 12). Wenn man sich durch den Fachtext nicht durcharbeiten will, beachte man bei Figur 3 den Schritt von der "RNA era" (RNA-Ära) zur folgenden RNP era (RNP-Ära, wobei RNP Ribonucleoprotein bedeutet, also die Kombination von Ribosomen, Nucleinsäuren und Proteinen im Rahmen der Proteinbiosynthese). Dieser Schritt wird in Abschnitt 7 beschrieben. Der erste Satz lautet:
By the time that a ribosome had evolved, a genuine ribonucleoprotein world, the step to a DNA world and the last common ancestor would not be far off.
In Deutsch: Zu der Zeit, wenn sich ein Ribosom entwickelt hat, ist es nicht sehr weit zu einer genuinen RNP-Welt, dem Schritt zu einer DNA-Welt und dem letzten gemeinsamen Vorfahr.
Das ist bestimmt richtig, aber die Entstehung von Ribosomen wird nirgends beschrieben. Daher klafft hier eine Lücke, die einen Schlüsselprozess beinhaltet. Immerhin geht es hier um den Prozess der Proteinbiosynthese und um die Entstehung eines genetischen Apparates.
Eine weitere Lücke, die mit Hilfe von "Improvisation" überbrückt wird, ist die Entstehung der Zellmembranen. In Abbildung 5 der dritte Schritt (von unten gelesen!) - unabhängige Erfindung der Lipid-Biosynthese - sowie der nachfolgende Schritt - unabhängige Erfindung der Zellwand-Biochemie. Man stelle sich die Situation vor: In jeder Gesteinspore läuft ein Oberflächenmetabolismus ab, der die Energie für den Stoffwechsel der Gesamt-Protozelle liefert. Eine "Beschichtung" mit einer Membran würde doch die Hauptenergiequelle reduzieren. Es müssten dann erst wieder Porenproteine integriert werden, damit benötigte Agenzien dem Gesamtstoffwechsel wieder zugeführt werden können. Das erfordert aber einen entsprechenden Selektionsdruck. Dieser wiederum kann sich nur auf der Basis einer gegebenen genetischen Vielfalt entwickeln. Und diese setzt die Fähigkeit zur Zellteilung voraus. Da aber jede einzelne Protozelle in ihrer Pore festsitzt, gibt es noch keine Teilungen. Weiterhin sind die Poren voneinander isoliert - es gibt Zwischenwände - also unterbleibt die Selektion durch Konkurrenz. Protoarten können nicht verdrängt werden durch andere, da ein Generationswechsel durch Zellteilung noch nicht stattfindet. Dieser Zustand eröffnet zwar viele Freiheiten, weil sich der Zufall facettenreich verwirklichen kann, aber es besteht keinerlei Notwendigkeit, den Zufall zu konservieren, weil der Selektionsdruck fehlt.
Viel plausibler erscheint mir daher, dass die Zellmembranen nicht erst "erfunden" werden mussten, sondern spontan dort entstanden, wo Wellen des Urozeans auf trockenes Land stießen. Dort bestand zum einen die Möglichkeit, dass solche Ur-Vesikel in Gesteinsritzen gespült werden, wo dann der Zugang zu Oberflächenmetabolismen gegeben war - und zum anderen gab es dort Möglichkeiten des Austausches und der Anreicherung von biochemisch wichtigen Ausgangsstoffen in den Gezeitenregionen. Die Protozellen waren nicht in porösem Gestein eingeschlossen, sondern hatten die Möglichkeit, untereinander zu konkurrieren. Das ist im Wesentlichen das Szenario, das Mahananda hier im Forum wiederholt dargestellt hat.
Die Frage, wie oft es geschehen sein mag, dass teilungsfähige und damit evolutionsfähige Zellen entstanden sind, ist nach wie vor offen. Das Hauptproblem besteht meiner Meinung nach darin, die Verdopplung des genetischen Apparates mit der Membranteilung zu synchronisieren. Es wird nicht übermäßig kompliziert gewesen sein, die zum Aufbau einer Zelle nötigen Materialien zu synthetisieren. Auch Stoffwechselwege stellen wohl nicht das größte Problem dar, wie der Artikel von Russel und Martin zeigt. Wenn es aber darum geht, das System Zelle als Ganzes in zwei Tochtersysteme zu transferieren, deren jedes mindestens genauso gut funktioniert wie die Ursprungszelle, sind eine Reihe von Rückkopplungsmechanismen nötig, die sich zum einen wechselseitig stabilisieren und zum anderen eine geordnete Abfolge von Schritten bilden, an deren Ende zwei autonome Systeme stehen, die ihrerseits zu dieser geordneten Schrittfolge in der Lage sind. Ich sage nicht, dass das unmöglich ist - schließlich sind wir der lebende Beweis für das Gegenteil! - ich sage nur, dass es äußerst selten ist, dass so etwas spontan gelingt, möglicherweise sogar so selten, dass es nur einmal geschehen ist.
Monod
northcup
29.03.2010, 09:22
Weil Mathematik keine Physis ist.
Sondern ? Definieren Sie Mathematik.
Gruss,
Klaus
Hallo Klaus,
Weil Mathematik keine Physis ist. Sondern ? Definieren Sie Mathematik.
Für Mathematik gibt es keine allgemein anerkannte Definition; heute wird sie üblicherweise als eine Wissenschaft, die selbst geschaffene abstrakte Strukturen auf ihre Eigenschaften und Muster untersucht, beschrieben. http://de.wikipedia.org/wiki/Mathematik
Herzliche Grüße
MAC
Mahananda
29.03.2010, 10:38
Hallo Monod,
da schaut man mal eine Woche lang nicht ins Forum, weil zu diesem Thema über längere Zeit nichts gepostet wurde - und ich verpasse den Auftritt von Monod! Ich bin hocherfreut!
Zum Thema Russell und Martin habe ich mich hier (http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=3423) schon einmal ausführlich geäußert. Ich finde es bemerkenswert, dass Sie (Du?) ebenfalls auf die Membranbildung als Knackpunkt gestoßen sind. Zur Ribosomen-Entstehung gibt es mittlerweile eine interessante Arbeit zweier kanadischer Forscher, die hier (http://blogs.sciencemag.org/origins/2009/02/deconstructing-the-ribosome.html) und hier (http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090219105324.htm) kurz kommentiert wird. Interessant finde ich die Analogie zur Zwiebel, die so lange "gehäutet" wurde, bis nur noch ein Fitzelchen RNA übrigbleibt, das gerade mal 110 Nucleotide lang ist und die eigentliche Kernsequenz darstellt. Das wiederum passt hervorragend in mein Berechnungsmodell, das ich in #43 vorgestellt habe. Sie hatten dazu einige Fragen gestellt, auf die ich gern eingehen möchte.
Ich habe dazu nun einige Fragen. Wenn es sich so verhält, wie Sie es beschrieben haben - auf wie viele Planeten treffen diese Voraussetzungen zu? Mir scheint insbesondere der große Mond ein Kriterium zu sein, dass solche Planeten extrem selten sind. Sind eventuell andere Szenarien bekannt, wie ein erdgroßer Planet zu einem großen Mond kommen kann (z.B. durch Einfang)? Und wenn ja, wie wahrscheinlich ist das? Wahrscheinlicher als eine Kollision? Wenn ja, wie viel wahrscheinlicher?
Hier gibt es noch keine Erkenntnisse, die eine begründete Schätzung zulassen würden. Ich schätze einfach mal, dass ein Einfangsszenario für einen großen Mond durch einen etwa erdgroßen Planeten noch unwahrscheinlicher ist als das Kollisionsszenario. Bestimmt kann Bynaus dazu Genaueres sagen. Ihre Grundannahme, dass erdähnliche Planeten mit großen Monden extrem selten sind, ist mit Sicherheit zutreffend, wie groß diese Sicherheit ist, kann ich Ihnen jedoch leider nicht quantitativ untermauern.
Also muss es einen Verzögerungsfaktor geben, der umgekehrt proportional zur Syntheserate ist. Diesen Faktor vermisse ich in Ihrer Rechnung. Haben Sie sich dazu schon einmal Gedanken gemacht?
Ja, ich habe. MAC's Einwand war völlig korrekt. Sie haben es noch einmal sachlich dargestellt, warum es einen Verzögerungsfaktor geben muss. Ich habe deshalb vor einigen Wochen mein Rechenexempel noch einmal überarbeitet und bin zu folgenden Schlussfolgerungen gekommen:
1. Wie viele Monomere reagieren zu Polymeren?
a) Gesamtzahl der Monomere: N(MG) = M(W)/m(M)*C(W) = 2^159u/(2^7u*2^20) = 2^132
M(W) = Masse des Wassers; m(M) = Masse eines Monomers; C(W) = Verdünnungsfaktor in Wasser
u = 1,66*10^-27kg
b) Anzahl der verfügbaren Monomere: N(MV) = N(MG)/C(S) = 2^132/2^20 = 2^112
C(S) = Verdünnungsfaktor in Sediment
2. Wie lang können Polymere werden?
a) Wie schnell reagieren Monomere miteinander?
v(R) = N(R)/t = 1/2^6s
N(R) = Anzahl der Reaktionen; t = Dauer der Reaktionen (in s)
b) Wie stark verzögert sich das Polymerwachstum?
E = k/T = 2^m/2^xm
k = Kettenlänge des Polymers; T = Verzögerungsfaktor
für x = m ergibt sich:
E = 2^m/2^(m*m) = 2^(m^0,5)/2^m
c) Wie lang werden Polymere?
L(E) = E*v(R) = 2^(m^0,5)/(2^m*2^6s)
für m^0,5 = 6 gilt:
L(E) = 2^6/(2^36*2^6s) = 2^6/2^42s
Nach 2^42s beträgt die durchschnittliche Polymerlänge 2^6 Monomere.
für m^0,5 = 7 gilt:
L(E) = 2^7/(2^49*2^6s) = 2^7/2^55s
Nach 2^55s beträgt die durchschnittliche Polymerlänge 2^7 Monomere.
2^42s entsprechen etwa 140.000 Jahren. 2^55s entsprechen etwa 1,14 Milliarden Jahren. Der wahrscheinlichste Wert liegt zwischen 2^51s und 2^53s. 2^51s entsprechen etwa 71,4 Millionen Jahren. 2^52s entsprechen etwa 142,7 Millionen Jahren und 2^53s entsprechen etwa 285,4 Millionen Jahren. Die sich daraus ergebenden durchschnittlichen Polymerlängen sind:
L(E) = 2^(45^0,5)/(2^45*2^6s) = 2^6,7/2^51s = 104,56/2^51s
L(E) = 2^(46^0,5)/(2^46*2^6s) = 2^6,78/2^52s = 110,0/2^52s
L(E) = 2^(47^0,5)/(2^47*2^6s) = 2^6,86/2^53s = 115,8/2^53s
3. Wie viele Kombinationen waren möglich?
P = N(MV)*t
N(MV) = Menge der verfügbaren Monomere = 2^112; t = verfügbare Zeit = 2^51s bis 2^53s
P(1) = 2^112*2^51s = 2^163 = 1,17*10^49 Varianten
P(2) = 2^112*2^52s = 2^164 = 2,34*10^49 Varianten
P(3) = 2^112*2^53s = 2^165 = 4,68*10^49 Varianten
Ein Polymer mit 4 verschiedenen Monomeren und einer kettenlänge von 80 Monomeren hat eine Variationsbreite von 4^80 Kombinationen. Das entspricht einer Variationsbreite von 2^160 Kombinationen. Solche Polymere konnten 8 bis 32 mal in der verfügbaren Zeit in der kompletten Variationsbreite durchkombiniert werden. Das bedeutet, dass tRNA-Moleküle mehrfach in allen beliebigen Zufallssequenzen hätten synthetisiert werden können.
Setzt man bei den frühen Proteinen zweiwertige Aminosäuresequenzen voraus (hydrophil und hydrophob) konnten die erreichten Kettenlängen (104 bis 116 Aminosäuren) in erheblich größerer Zahl durchkombiniert werden. Sich wiederholende Sequenzen waren 2^49 mal (wegen 2^165/2^116 = 2^49) bis 2^59 mal (wegen 2^163/2^104 = 2^59) verfügbar, also etwa 500 Billionen bis 500 Billiarden mal während des verfügbaren Zeitraums.
Berücksichtigt man nun noch die effiziente Durchmischung der Wattregionen mit Monomeren bzw. Polymeren aus dem Urozean, ergibt sich:
Da sich pro Tag zwei Fluten ereignen, gelangen täglich 2^107 Monomere in den Uferbereich. Der Gesamtbestand von N(MG) = 2^132 Monomeren im Ozean ist somit bereits nach 2^25 Tagen in den Uferbereich gelangt. Da nur der millionste Teil dieser Monomere im Uferbereich verbleibt, wo sie sich als Polymere anreichern, müssten insgesamt 2^45 Tage vergehen, bis alle Monomere des Ozeans aufgebraucht sind. Setzt man einen Tag mit 2^15,6 s an, was knapp 14 h entspricht, dann ergeben sich etwa 2^40,6 s für eine komplette Durchmischung aller Monomere in den Uferbereichen (etwa 52.800 Jahre) und etwa 2^60,6 s als Zeitfenster für eine Biogenese. Das entspräche einer Dauer von über 55,4 Milliarden Jahren. Da als Zeitfenster 2^51 s bis 2^53 s veranschlagt worden sind, ergeben sich etwa 2^10,4 (1350) bis 2^12,4 (5400) komplette Durchmischungen des Uferbereichs mit Monomeren bzw. in den Ozean gelangten Polymeren aus anderen Uferbereichen.
Soweit meine überarbeitete Rechnung. Ihr Hinweis:
Die Frage, wie oft es geschehen sein mag, dass teilungsfähige und damit evolutionsfähige Zellen entstanden sind, ist nach wie vor offen. Das Hauptproblem besteht meiner Meinung nach darin, die Verdopplung des genetischen Apparates mit der Membranteilung zu synchronisieren. Es wird nicht übermäßig kompliziert gewesen sein, die zum Aufbau einer Zelle nötigen Materialien zu synthetisieren. Auch Stoffwechselwege stellen wohl nicht das größte Problem dar, wie der Artikel von Russel und Martin zeigt. Wenn es aber darum geht, das System Zelle als Ganzes in zwei Tochtersysteme zu transferieren, deren jedes mindestens genauso gut funktioniert wie die Ursprungszelle, sind eine Reihe von Rückkopplungsmechanismen nötig, die sich zum einen wechselseitig stabilisieren und zum anderen eine geordnete Abfolge von Schritten bilden, an deren Ende zwei autonome Systeme stehen, die ihrerseits zu dieser geordneten Schrittfolge in der Lage sind. Ich sage nicht, dass das unmöglich ist - schließlich sind wir der lebende Beweis für das Gegenteil! - ich sage nur, dass es äußerst selten ist, dass so etwas spontan gelingt, möglicherweise sogar so selten, dass es nur einmal geschehen ist.
ist damit zwar nicht entkräftet, aber ich denke, dass die Voraussetzungen auf der Früherde denkbar günstig waren, um als Experimentierfeld für Synchronisationsversuche geeignet zu sein.
Einen kleinen Scherz zum Abschluss kann ich mir denn doch nicht verkneifen. Ich hoffe, Sie sind mir deshalb nicht böse. Erkennen Sie sich inmitten Ihrer Kollegen (http://nirmukta.com/2009/12/25/complexity-explained-12-the-likely-origins-of-life/) wieder? ;)
Viele Grüße!
Hallo Mahananda!
Aus Deinen Ausführungen entnehme ich für mich, daß zur Entstehung des Lebens Ebbe und Flut erfoderlich waren, d.h. einfache Wellenbewegungen, wie z.B. durch Wind, nicht ausreichen.
Daraus schließe ich, daß ein Mond oder auch ein Doppelplanetensystem notwendig ist, damit Ebbe und Flut entsteht. (Alle anderen bekannten Voraussetzungen habe ich jetzt nicht aufgeführt).
Zumindest ist dies hier auf der Erde so gewesen. Für mich stellt sich die Frage, ob dieses, also Ebbe und Flut, eine absolute Voraussetzung ist, damit Leben und damit meine ich Mehrzeller, entstehen können. Denn wenn dies so ist, kann man bei der Suche nach Planeten mit Leben eigentlich Planeten ohne Mond o.ä. gleich ausschließen! Oder liege ich da falsch?
Gruß
Puma
Ja, Puma, so verstehe ich das auch. Die Bedeutung des grossen Erdmondes bei der Entstehung von Leben haben Mahananda, Bynaus u.a. schon in zahlreichen andern Beiträgen gezeigt und in diesem Zusammenhang jeweils auch die Platten-Tektonik der Erde als weitere wichtige Voraussetzung erwähnt.
Orbit
Hallo Monod und Mahananda,
‚einfangen‘ ist ein etwas unglücklicher Begriff. Kein Himmels-Objekt kann ein anderes ‚einfangen‘. Die ursprüngliche potentielle Energie der Lage wird bei einer Annäherung in kinetische Energie umgewandelt. Diese kinetische Energie muß das einzufangende Objekt los werden, sonst läßt es sich nicht einfangen.
Das geht meines Wissens nur auf zwei Wegen. Entweder es ist mindestens noch ein drittes Objekt mit beteiligt. Dann kann es dazu kommen, daß genügend viel kinetische Energie untereinander übertragen wird und das zweite und dritte Objekt sozusagen die ‚Plätze tauschen‘ (natürlich so gut wie nie 1:1)
Oder die beiden Objekte kollidieren (mehr oder minder streifend) und kinetische Energie wird durch Wärmeproduktion abgebaut. Dieses Szenario ist aber auch nicht mit einem Billard-Spiel vergleichbar (Roche-Grenze) Während der Kollision (Annäherung/Entfernung) muß sich entweder der ‚Eindringling‘, und/oder der 'Fänger' auch teilen (nicht unbedingt 1:1), denn sonst kommt er (wenn er den Kollisionspartner Planet nach der 'Kollision' nur noch in einer mehr oder minder elliptischen Bahn umrunden kann, immer wieder an den ‚Kollisionsort‘ zurück.
Ich sehe die Situation aber (zumindest was die Gezeiten anbelangt) nicht so dramatisch. Ebbe und Flut gibt es auch ohne einen großen Mond. Dazu muß der Planet nur rotieren. Siehe Springflut und Nippflut. Die Gravitationsdifferenz zwischen sonnennaher Erdseite und sonnenferner Erdseite bleibt auch ohne Mond für dann einen allerdings geringeren Tidenhub übrig.
Ein viel größeres Problem für das von Euch angenommene Szenario könnte das Wasser sein. Wäre die Wasserschicht ‚nur‘ 10 km mächtiger, gäbe es keine Küstenregionen mehr.
Herzliche Grüße
MAC
Maenander
29.03.2010, 13:44
Man sollte aber auch nicht vergessen, dass die Gezeitenwirkung der Sonne immerhin 40% der des Mondes entspricht, Ebbe und Flut gibt es also auch ohne Mond, wenn auch in geringerem Ausmaß.
edit: Mac war schneller
Mahananda
29.03.2010, 13:48
Hallo Puma,
wenn hydrothermale Schlote und Eis-Hohlräume als Entstehungsort von Lebewesen ausscheiden, wie ich annehme, dann bleiben nur noch Wattregionen übrig. Voraussetzung dafür sind nicht nur ein großer Mond, sondern auch genau die richtige Wassermenge, damit Uferlinien entstehen können. Also eine Spannweite von etwa 1/2000 bis 1/20.000 der Planetenmasse. Der Regelfall liegt entweder drüber (z.B. Jupitermond Europa) oder drunter (z.B. Mars oder Venus) nachdem sich ein Klima-Gleichgewicht eingestellt hat. Diese beiden sehr einengenden Bedingungen, zusammen mit der Notwendigkeit von Plattentektonik, die ihrerseits an recht enge Grenzwerte gebunden ist, lassen es in der Tat äußerst unwahrscheinlich erscheinen, dass anderswo Lebewesen in großer Zahl entstanden sind. Zwar zeigt mein Rechenbeispiel, dass Lebewesen auf der Erde mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit entstehen konnten - aber die planetologischen Voraussetzungen für das "Experimentierfeld" zur Synchronisation von Erbmaterialteilung und Zellmembranteilung sind so speziell, dass es durchaus sein kann - wie auch von Monod vermutet - dass wir allein im Universum sind.
Viele Grüße!
Mahananda
29.03.2010, 13:58
Hallo MAC und Maenander,
man muss aber auch bedenken, dass die Tidenhübe vor etwa 4 Milliarden Jahren höher waren und damit größere Flächen als Wattregion zur Verfügung standen. Weiterhin - wie das Beispiel Spring- und Nippflut zeigt - überlagern sich die Gezeitenwirkungen. Ohne Mond wären die Gezeitenberge erheblich niedriger. Ob das ausreichend wäre, um eine hinreichende periodische Austrocknung zu gewährleisten, wäre zu prüfen. Aus dem Gefühl heraus würde ich sagen, dass es nicht reicht, weil infolge der Kapillarwirkungen der Ufersedimente das Wasser bis zur Oberfläche transportiert wird. Weiterhin bewirkt der Mond ja eine Stabilisierung der Erdachse, was wiederum für verhältnismäßig konstante Klimazonen sorgt. Zeit für Protobionten, um sich zu etablieren.
Viele Grüße!
Hallo Mahananda,
man muss aber auch bedenken, dass die Tidenhübe vor etwa 4 Milliarden Jahren höher waren und damit größere Flächen als Wattregion zur Verfügung standen.nicht 1:1. Dazu gehört Sand/Schlamm. Der wird erst durch Witterung, Flüsse und Tidenhub produziert.
Weiterhin - wie das Beispiel Spring- und Nippflut zeigt - überlagern sich die Gezeitenwirkungen. Ohne Mond wären die Gezeitenberge erheblich niedriger.ja.
Ob das ausreichend wäre, um eine hinreichende periodische Austrocknung zu gewährleisten, wäre zu prüfen.das weiß ich natürlich auch nicht. Ich habe es eigentlich nur in Bezug gesetzt zu den Zahlen (wieviel mal mehr alles durchkombiniert werden könnte) die Du genannt hast und da spielte selbst ein Faktor 10 keine große Rolle.
Aus dem Gefühl heraus würde ich sagen, dass es nicht reicht, weil infolge der Kapillarwirkungen der Ufersedimente das Wasser bis zur Oberfläche transportiert wird.auch die geht nur linear mit dem Tidenhub einher
Weiterhin bewirkt der Mond ja eine Stabilisierung der Erdachse, was wiederum für verhältnismäßig konstante Klimazonen sorgt. Zeit für Protobionten, um sich zu etablieren.die Erdachse taumelt trotzdem. Das dauert aber (für Lebewesen) recht lange. Viel gravierender ist ihre Neigung zur Ekliptik und damit die Jahreszeiten.
Im Sonnensystem gibt es nur einen Planeten, Uranus, der da völlig aus der Reihe 'tanzt'.
Die Ursache der starken Achsneigung ist unbekannt. Die verbreitetste Hypothese nimmt eine Kollision mit einem großen Protoplaneten während der Entstehungsphase an. Ich bin mir deshalb nicht im Klaren woher diese immer wieder gelesene Meinung her kommt, zumal ich die Verbindung zu Leben auch immer nur als qualitative Behauptung gelesen habe, niemals aber auch nur annähernd so gut begründet, wie z.B. Deine Plausibilitätsrechnung.
Herzliche Grüße
MAC
Chrischan
29.03.2010, 14:38
Hallo mac,
Kein Himmels-Objekt kann ein anderes ‚einfangen‘.
wie sieht es denn bei einem "swing-by" aus. Dort wird doch kinetische Energie ausgetauscht. Je nach Geometrie bekommt die Sonde vom Planeten etwas Energie oder der Planet von der Sonde.
Wenn jetzt z.B. ein Asteroid auf seiner elliptischen Bahn im Aphel oder Perihel der Bahn eines Planeten sehr nahe kommt, so ist die Differenzgeschwindigkeit beider Körper relativ gering. Bei solch einem "Parallel"-Flug mit geringer Relativgeschwindigkeit zueinander könnte ein Planet vielleicht doch, auch ohne Kollision bzw. drittem Körper, ein Objekt einfangen...
Gruß,
Christian
Hallo Chrischan,
das ist richtig, aber das ist 'mein' Mehrkörperbeispiel. Die Bilanzänderung zwischen kinetischer und potentieller Energie findete dabei nicht in Bezug Sonde-Planet statt, sondern zwischen Sonde und Plantet und Sonne. Vom Planeten aus gesehen, entfernt sich die Sonde wieder spiegelsymmetrisch zu ihrer Annäherung. Mit der Spiegelachse zwischen Planetenmittelpunkt und Peri'gäum'.
Herzliche Grüße
MAC
Mahananda
29.03.2010, 15:01
Hallo MAC,
nicht 1:1. Dazu gehört Sand/Schlamm. Der wird erst durch Witterung, Flüsse und Tidenhub produziert.
Das ist schon richtig, aber vom Abkühlen der Erde bis zum Ende des LHB war ja eine halbe Milliarde Jahre Zeit, dass sich Inseln, Kontinente und damit auch Ufersedimente bilden konnten, die sich z.B. in den Mündungsdeltas der Flüsse ansammelten. Ein höherer Tidenhub würde daher mehr Uferfläche trockenlegen - insbesondere in den oberen Gezeitenregionen, während die unteren Gezeitenregionen dauerhaft durchfeuchtet blieben, so dass infolge Hydrolyse nur kurzkettige Polymere entstehen könnten.
Ich habe es eigentlich nur in Bezug gesetzt zu den Zahlen (wieviel mal mehr alles durchkombiniert werden könnte) die Du genannt hast und da spielte selbst ein Faktor 10 keine große Rolle.
Gut. Voraussetzung für das Durchkombinieren ist aber das Vorhandensein von Reaktionsraum im Sediment, wo sich die Polymersynthese ereignet. Wenn das Sediment zu feucht ist, wird zwar auch kombiniert, aber die Resultate sind nicht hinreichend, um evolutionsfähige Stoffwechselsysteme zu etablieren. Wie der Ribosomen-Artikel zeigt, bildet eine Sequenz von 110 Nucleotiden den Kern, um den sich weitere Polymerketten aus RNA und Protein gruppieren. Bei einer zu feuchten Umgebung könnte es sein, dass die Zeit zu lange dauert, dass so eine lange Kette entsteht und hinreichend oft zur Verfügung steht. Mit anderen Worten: Der Verzögerungsfaktor T würde so groß werden, dass die Kettenlänge nicht hinreichend wäre, um katalytisch aktiv zu sein.
auch die geht nur linear mit dem Tidenhub einher
Ja, aber wenn die Tiden durch die Sonne allein vielleicht nur ca. 1 m hoch sind und die Kapillarwirkung ebenfalls etwa 1m Wassertransport in die Höhe bewirkt, bleiben selbst die oberen Zentimeter der Gezeitenzone dauerfeucht, während das bei 4 oder 6 m ganz anders aussieht.
die Erdachse taumelt trotzdem. Das dauert aber (für Lebewesen) recht lange. Viel gravierender ist ihre Neigung zur Ekliptik und damit die Jahreszeiten.
Ich habe u.a. im Blog von Florian Freistetter (http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/05/kein-leben-ohne-mond.php) gelesen, dass ohne Mond die Erdachse um bis zu 84 Grad kippen würde, während sie mit Mond nur um gerade mal 1,5 Grad taumelt. Wie schlagartig die Erde ohne Mond "kippen" würde, weiß ich jetzt auch nicht, aber wenn es nur einige Tausend Jahre sind, könnte sich das wegen der klimatischen Folgen verheerend auswirken - insbesondere für höhere Lebensformen. Über die Auswirkungen auf eine chemische Evolution kann man jetzt spekulieren - eventuell würden sich positive und negative Wirkungen ausgleichen, da andere Regionen erwärmt werden, die vorher vielleicht gefroren waren und umgekehrt.
Viele Grüße!
Lina-Inverse
29.03.2010, 15:42
Hallo Mahananda,
Zwar zeigt mein Rechenbeispiel, dass Lebewesen auf der Erde mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit entstehen konnten - aber die planetologischen Voraussetzungen für das "Experimentierfeld" zur Synchronisation von Erbmaterialteilung und Zellmembranteilung sind so speziell, dass es durchaus sein kann - wie auch von Monod vermutet - dass wir allein im Universum sind.Könntest du deine Einschätzung zu den planetologischen Voraussetzungen noch etwas erläutern?
Wir haben im Sonnensystem mit Pluto/Charon zumindest ein weiteres Objekt das eine für Ebbe/Flut notwendige Konstellation aufweist - ich verstehe daher nicht ganz wie man zu der Einschätzung gelangt diese Konfiguration wäre sehr unwahrscheinlich. Ich würde eher vermuten sie läge im Bereich um ~10^-3. Welche Wahrscheinlichkeit setzt du an?
Ich meine mich zu erinnern das man in Simulationen vorwiegend Planeten mit der 10 bis 300-fachen Wassermenge der Erde erhalten hat, andererseits frage ich mich wie zutreffend diese sein können, da keiner der inneren Planeten auch nur annähernd so viel Wasser besitzt?
Gruss
Michael
Wie schlagartig die Erde ohne Mond "kippen" würde, weiß ich jetzt auch nicht, aber wenn es nur einige Tausend Jahre sind, könnte sich das wegen der klimatischen Folgen verheerend auswirken - insbesondere für höhere Lebensformen.Mit dieser Aussage habe ich größte Probleme. Im täglichen Wechsel zwischen Tag und Nacht schwankt die Temperatur um lockere 15 Grad, und im jährlichen Wechsel sogar um 50 Grad und mehr. Und das Leben hält das ohne Weiteres aus. Ein Kippen der Erdachse verlängert ja nicht den Winter, sondern verschiebt nur die Klimazonen. Und wenn dies über tausende von Jahren geschieht, könnten sogar Bäume den Klimazonen "nachlaufen".
Aber ich denke, daß ein Kippen der Erdachse sich über zig Millionen Jahre verteilen würde, denn die Gravitationswirkung der anderen Planeten auf die Erde ist im Vergleich zum Mond praktisch nichts. Die Venus ist z.B. bei ihrer größten Annäherung an die Erde etwa 0,28 AE entfernt, also etwa 110 mal weiter als der Mond. Und da die Gravitationswirkung mit dem Quadrat des Abstands abnimmt ist die Wirkung um das zwölftausendfache geringer. Nun hat die Venus eine rund hundertfach höhere Masse als der Mond, was das Kräfteverhältnis Venus-Mond dann auf 1:120 bringt, und das nur dann, wenn sich die Venus gerade in Konjunktionsstellung befindet.
Deswegen glaube ich, daß ein Kippen der Erdachse, verursacht durch die Abweichung der Erde von der Kugelform und dem gravitativen Einfluss der anderen Planeten, sich derart langsam vollzieht, daß Ein Ökosystem diese Veränderung viel leichter wegsteckt als z.B. eine Eiszeit.
Hallo Jonas!
Soviel ich weiß, hat nur die Erdachse eine so starke Neigung zur Ekliptik (außer Uranus).
Ich habe erst vor kurzem eine Sendung, ich glaube auf History zum Thema Mond gesehen. Dort wurde von Astronomen dargelegt, daß sich die Erdachse ohne Mond seit ihrer Entstehen bis über 80 Grad geneigt hätte. Als Grund wurde angegeben, daß, wenn die äußeren Planeten in einer Linie stehen, an der Erde "ziehen" und die Erde sozusagen langsam kippt.
Die Folgen wären, so wurde dort zumindest gezeigt, daß sich die Jahreszeiten stark verlängern würden. Es würde ein starker Temperaturunterschied zwischen der Sommerhalbkugel und Winterhalbkugel geben, dessen Folgen auf das Wetter extrem wären. Desweiteren soll die Erde durch diese eytreme Neigung Wasser verlieren (warum dies so war, habe ich allerdings nicht mehr mitbekommen,da die Sendung ziemlich spät kam und ich müde war :D).
Aber zumindest wäre dieser Zustand für das Leben katastrophal.
Gruß
Hi Puma
Soviel ich weiß, hat nur die Erdachse eine so starke Neigung zur Ekliptik (außer Uranus). Ein paar stehen fast kerzengerade, ja, aber andere Planeten haben eine Achsenneigung, die sogar etwas stärker ist als die der Erde:
Neptun: 28,32 Grad
Saturn: 26,73 Grad
Mars: 25,19 Grad
Erde: 23,44 Grad
Als Grund wurde angegeben, daß, wenn die äußeren Planeten in einer Linie stehen, an der Erde "ziehen" und die Erde sozusagen langsam kippt.Eine solche Konstellation ist nicht nur äußerst selten, sondern auch bedeutungslos. Siehe auch Harald Lesch: Wie war Ihr 5. Mai? (http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-mai-2000-ID1208779248584.xml)
Die Folgen wären, so wurde dort zumindest gezeigt, daß sich die Jahreszeiten stark verlängern würden. Insgesamt können sich die Jahreszeiten nicht verlängern, schließlich wird das Jahr ja nicht länger. Die Übergangszeit zwischen Sommer und Winter könnte sich verkürzen, aber das ist in vielen Gegenden der Welt so, daß praktisch kein Frühjahr oder Herbst existiert.
Es würde ein starker Temperaturunterschied zwischen der Sommerhalbkugel und Winterhalbkugel geben, dessen Folgen auf das Wetter extrem wärenAuch dieses Argument hört man immer wieder. Allerdings frage ich mich dann, warum bei uns vor allem im Frühjahr und Herbst Stürme entstehen, wo doch die Sonne dann gerade schön über dem Äquator steht und von Pol zu Pol scheint.
Hallo Mahananda,
Ja, aber wenn die Tiden durch die Sonne allein vielleicht nur ca. 1 m hoch sind und die Kapillarwirkung ebenfalls etwa 1m Wassertransport in die Höhe bewirkt, bleiben selbst die oberen Zentimeter der Gezeitenzone dauerfeucht, während das bei 4 oder 6 m ganz anders aussieht.Die Kapillarwirkung wandert mit dem Tidenhub mit. Um bei Deinem 1 m und im Kontrast dazu bei 10 m Tidenhub zu bleiben:
Tidenhub 1 m Winkel der Küste 45° (das geht nicht, aber für’s Beispiel macht das nix. Tatsächlich macht 1 m Tidenhub eine Verschiebung der Küstenlinie von vielleicht 5 bis 50 m)
Flut: Wasserstand bei +1 m, Kapillarwirkung bis +2 m, dauernd trocken >2 m
Ebbe: Wasserstand bei 0 m, Kapillarwirkung bis +1 m, 6 h trocken alles zwischen 1 bis 2 m, dauernd trocken ab 2 m
Tidenhub 10 m
Flut: Wasserstand bei +10 m, Kapillarwirkung bis +11 m, dauernd trocken >11 m
Ebbe: Wasserstand 0 m Kapillarwirkung +1 m, 6 h trocken 1 m bis 11 m, dauernd trocken >11 m
Tidenhub 1 m, 6 h trocken 1 m
Tidenhub 10 m, 6 h trocken 10 m
Lineare Abhängigkeit Tidenhub/Fläche die für 6 Stunden trocken bleibt.
Und zur Stabilisierung durch den Mond.
Aus dem Link von Dir
Laskars Arbeiten zeigten, dass sich die Erdneigung im Laufe der Zeit nur um etwa 1.3 Grad ändert.
Dann wurde die Simulation nochmal durchgeführt, diesmal ohne den Einfluss des Mondes. Und die Ergebnisse waren spektakulär: die Änderung der Erdneigung war plötzlich höchst chaotisch und schwankte zwischen 0 und 84 Grad!Ich mißtraue solchen Simulationen. (Besonders, weil ich sie selber auch durchführe und die Grenzen bei meinen Simulationen kenne). Nur wenn er nicht vereinfacht, glaube ich daß unser Sonnensystem nur zufällig so beschaffen ist, wie es zur Zeit ist und ich den Simulationen mehr Gewicht beimessen sollte, als der beobachteten Natur. Danach sieht es aber nicht aus:
http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2008/04/chaos-im-sonnensystem.php
In seiner neuen Arbeit hat Laskar nun die alte Arbeit weitergeführt. Die besseren Computer machten es möglich sehr viel mehr Simulationen durchzuführen als 1994. Deswegen konnten diesmal auch genaue Wahrscheinlichkeiten berechnet werden, die angeben, wie groß die Chancen sind, dass ein bestimmter Planet einen bestimmten Anstieg in der Exzentrizität zeigt. Laut diesen Rechnungen besteht eine Wahrscheinlichkeit von 1 bis 2% das Merkurs Exzentrizität innerhalb der nächsten 5 Milliarden Jahre auf Werte von über 0.6 steigt.Aus diesem Grund bin ich bei solchen Aussagen sehr zurückhaltend. Tatsache ist, daß alle Planeten des Sonnensystems, bis auf Uranus, ähnliche Achsneigungen wie unsere Erde haben. Zu den, auch von Astronomen angenommenen Gründen bei Uranus, hatte ich schon verlinkt. Die auch heute noch nötigen Vereinfachungen bei den Simulationen lassen mich an der Brauchbarkeit für solch langfristige Vorhersagen zweifeln. (Vergleiche dazu z.B. die unterschiedlichen Zahlenwerte zwischen Lasker und Ito & Tanikawa
(Ito & Tanikawa: "Long-term integrations and stability of planetary orbits in our Solar System", MNRAS 336, 483, 2002). Sie fanden, dass die Exzentrizität von Merkur zwar größer werden kann, aber immer kleiner als 0.35 bleibt
Abgesehen davon habe ich das mit den 1,3° nicht verstanden. Die Präzession jedenfalls ist mit ihren 23,44° wesentlich größer als 1,3°. Leider komme ich an die Arbeit nicht direkt ran.
Herzliche Grüße
MAC
Abgesehen davon habe ich das mit den 1,3° nicht verstanden. Die Präzession jedenfalls ist mit ihren 23,44° wesentlich größer als 1,3°.
Nach Wicki wird eine Schwankung der Erdachsen-Neigung zur Ekliptik-Ebene von ± 1,2° um einen Mittelwert von 23,11° angenommen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Ekliptik#Schwankung_der_Erdachse_und_mittlere_Ekli ptikschiefe
Offenbar hat Lasker diesen Wert auf 1,3° erhöht.
Nebenbei: die Präzession ist kein Winkel, sondern eine Richtungsänderung.
Orbit
Mahananda
30.03.2010, 08:37
Hallo,
@ Lina-Inverse:
Zur Mondentstehung gibt es diese Arbeit (http://www.boulder.swri.edu/~robin/c03finalrev.pdf) von Robin M. Canup, aus der hervorgeht, dass die Parameter, die zur Mondentstehung führen, sehr eng gesteckt sind. Pluto und Charon passt insofern nicht als Vergleich, weil Pluto als Zwergplanet erheblich weniger Masse besitzt als die Erde und zudem zu einem erheblichen Anteil aus Eis besteht. Das Problem bei der Erde war, eine große Masse aus Silikatgestein vom Erdmantel abzulösen, dieses in einer Scheibe im Erdorbit zu halten, so dass sich daraus der Mond bilden konnte. Bei Charon reichte vermutlich ein heftiger Zusammenprall, der Pluto aufschmelzen und in zwei ungleich große Teile aufspalten ließ. Endresultat, nachdem sich die Trümmer den beiden größten Bruchstücken zugeordnet haben, ist eine doppelt gebundene Rotation - also Pluto und Charon wenden sich beide die gleiche Seite zu. Darum gibt es dort auch keine Gezeiten, weil Charon aus Plutosicht ortsfest bleibt.
@ jonas:
Bezüglich des Klimawechsels ist die Land-Meer-Verteilung nicht unwesentlich. Eiszeiten können schon sehr viel Schaden anrichten, ebenso Perioden der Überhitzung. In welcher Geschwindigkeit so ein Kippen der Erdachse vor sich geht, weiß ich wie gesagt nicht. Wenn es sich über Millionen von Jahren hinzieht, dürfte die Zeit ausreichen, dass sich z.B. Pflanzen anpassen. Bei wenigen Tausend Jahren wird es allerdings eng. Andererseits hat es Kataklysmen auch in der Erdgeschichte ohne abrupte Erdachsenschwankungen gegeben, die sich langfristig innovativ auf den Evolutionsverlauf ausgewirkt haben. Insofern stimme ich Dir zu, dass das Argument der lebensnotwendigen Erdachsenstabilisierung auf ziemlich wackligen Füßen steht. Ich denke, dass die Kippgeschwindigkeit und die Dauer der stabilen Intervalle ausschlaggebend sind, um abzuschätzen, ob sich höheres Leben entfalten kann oder nicht. Sind die Intervalle zu kurz und verläuft der Neigungswechsel zu schnell, dürfte es schwierig sein - zumindest für Landbewohner.
@ MAC:
Die Kapillarwirkung wandert zwar mit, aber der Bereich, der periodisch trockenfällt, ist bei höheren Tiden erheblich größer als bei niedrigen Tiden. Außerdem ist der Bereich, der durch Wiedervernässung eine Chance hat, mit neuen Monomeren angereichert zu werden, erheblich größer. Um bei Deinem Beispiel zu bleiben: Eine Tide von 1 m Höhe würde die Wattregion mit Monomeren versorgen. Infolge der dauerhaften Vernässung infolge der Kapillarwirkung, könnte jedoch chemisch nicht viel passieren. Der Bereich, der infolge Kapillarwirkung periodisch trockenfällt, liegt ja oberhalb des Flutspiegels, so dass dort die Anreicherung mit Monomeren weitgehend entfällt. Bei höheren Tidenhüben hat man Wattflächen, die oberhalb der Kapillarwirkung liegen und dennoch regelmäßig vom Ozeanwasser durchtränkt werden, so dass die geforderte Durchmischung gegeben ist.
Viele Grüße!
In welcher Geschwindigkeit so ein Kippen der Erdachse vor sich geht, weiß ich wie gesagt nicht. Wenn es sich über Millionen von Jahren hinzieht, dürfte die Zeit ausreichen, dass sich z.B. Pflanzen anpassen. Bei wenigen Tausend Jahren wird es allerdings eng.Um dies mal abzuschätzen kann man sich den Wikipedia Artikel Milankovich Zyklus ansehen, auf den ja schon Orbit hingewiesen hat, und dabei besonders den Abschnitt Veränderliche Neigung der Erdachse zur Umlaufbahn (http://de.wikipedia.org/wiki/Milankovich_Zyklen#Ver.C3.A4nderliche_Neigung_der_ Erdachse_zur_Umlaufbahn). Die Achsneigung pendelt zwischen 22,1 und 24,5 Grad mit einer Peiode von ca. 41.000 Jahren. Das heißt, daß von einem Extrempunkt bis zum anderen ca. 20.500 Jahre vergehen. Wir leben heute in einer Periode, in der diese Pendelbewegung gerade in der Mitte ist, also bei einer Neigung von 23,44 Grad.
Bei einer Sinuskurve ist die Neigung beim Nulldurchgang am größten, das heißt, daß wir uns auch noch gerade in der Zeit befinden, in der dieser Zyklus der Achsneigungsschwankung am schnellsten ist. Wenn man einen Mittelwert bildet, also 24,5°-22,1°= 2,4° in 20.500 Jahren, so ist dieser Mittelwert sogar noch geringer als die tatsächliche Neigungsänderung zum heutigen Zeitpunkt.
Extrapoliert man diese Durchschnittsgeschwindigkeit in die Zukunft, unter der Annahme, daß der Zyklus sich nicht abbremst und wieder umkehrt, dann kann man ermitteln wie lange es dann dauern würde, bis die Erdachse wie bei Uranus flach liegt, also 90° erreicht. Es fehlen 90°-23,44° = 66,56°, dividiert durch 2,4° in 20.500 Jahren ergibt ca. 570.000 Jahre.
Das ist also die Periode, die der gravitativ stark wirkende Mond in dieser sehr vereinfachten Überschlagsrechnung für eine vollständige Kippung der Erdachse benötigt. Die anderen Planeten, mit ihrer um mehrere Größenordnung geringeren Gravitationswirkung, würden für diesen Kraftakt millionen, vielleicht sogar milliarden Jahre benötigen.
PS: Zu dem Thema Schwankungen der planetaren Achsneigung, Einfluss eines Mondes, Klima und Einfluß auf die Entwicklung von Leben habe ich einen recht interessanten Artikel gefunden: Extraordinary climates of Earth-like planets: three-dimensional climate simulations at extreme obliquity (http://physics.bd.psu.edu/faculty/williams/3DEarthClimate/ija2003.pdf) von Darren Williams und David Pollhard, veröffentlicht im International Journal of Astrobiology, 2003.
(NB: Oliquity=Achsneigung gegenüber der Ekliptik)
Hi..
Ich hab mir jetzt mal die weiter fortgeführten Beiträge durchgelesen..
Und fällt euch nichts dabei auf??
Die umgebenden Bedingungen der umgebenden Massen im Raum und deren jeweiligen Gravitations-Wirkungen, so wie deren jeweiligen regelmäßigen Schwankungen machen es also letztlich aus, OB all die von euch beschriebenen Prozedere von statten gehen können, und wie stark sie sich jeweils äußern...
So gesehen sind all die Kräfte, die Kapillarwirkungen, der Tidenhub und all das in der Art zustande bringen, im Grunde der Schwerkraft entgegen gesetzte Energien...
Die Gravitation schafft, das jedes ungebundene Objekt rotiert und über einen benachbarten Partner darin "angehalten" werden kann und eine stationäre Funktion ausüben kann.. Würde sich das nicht auch in den jeweiligen Bindeverhalten all der aus den jeweiligen Anordnungsmustern entspringenden kristallinen Strukturen jeglicher chemischer Substanzen äußern??
So betrachtet würde ich behaupten, das Gravitation UND seine jeweiligen Fluß-Wege, welche diese Kraft nehmen kann, letztlich entscheiden, WIE und welche antigravitativ wirksamen Energien dabei umgesetzt werden und dabei fortlaufend in chemisch/elektrische Leistungen/Ladungen umgewandelt werden können, die allesamt dazu beitragen, DAS es zu Wachstum, Entwicklung und Evolution kommen kann..
DAS war dieses, was ich damit meinte, das Leben unter den gegebenen Umständen ganz automatisch hervortreten kann...
Die Gravitation an sich, deren stetiger Fluss... Als Motor des Lebens!!
Würde diese Kraft innehalten, so löst sich jede einstmals geschaffene Struktur wieder auf.
Monde richten die Planetenachsen entsprechend aus und stabilisieren sie je nach Fall, die Abstände zur Zentralsonne geben vor, OB und welche ART von Evolution hervorgehen kann.. Und die Position des gesamten Systems zum galaktischen Kern bestimmt wiederum, ob überhaupt SOLCHE Stern-Systeme entstehen können..
Letztlich schreiben also alle Umweltbedingungen in ihrer Gesamtheit die Regeln, nach denen das eine oder andere geschaffen werden kann, bzw. sich weiter entwickeln..
Und da würde ich persönlich sogar SO weit gehen, das Leben nicht nur auf biologische Regeln fußt, sondern auf sämtliche chemo/physikalisch/elektrische Vorgänge generell!!
Und das man von einem biologischen Leben sprechen kann, liegt das nicht daran, das ein lebendes Wesen aktiv reagieren kann, während die "nur bewegte" Welt passiv über sein "bloßes" Vorhandensein auf die "lebende" Welt einwirken kann??
Ich meine, all die von euch beschriebenen Vorgänge sind in der Tat an der Existenz von Leben MIT daran beteiligt, doch die Wurzel ist meiner Ansicht nach im SEIN, welches sich darin äußert, das schon VORHER all die Inhalte im Universum DA sein mussten... An ihren vorigen Plätzen und mit ihren vorigen gezeigten Kräftespielen und deren jeweiligen elektromagnetischen Wechselwirkungen gewirkt HABEN, damit überhaupt ein ANLASS gegeben war, DAMIT eine Entwicklung "in Fahrt" kommen konnte..
Man kann also durchaus schon sagen, das GOTT(oder Wer auch immer) es schon von vorne herein SO anlegte, DAS das Leben in Erscheinung treten konnte und wir das göttliche Wirken erfassen, erkennen und widerspiegeln können...
(ob ER/SIE/ES sich SO gedacht hatte, wie es eben nun gerade läuft, das steht wieder auf einem anderen Blatt)
in diesem Sinne..................JGC
Mahananda
30.03.2010, 15:23
Hallo Jonas,
aus der von Dir verlinkten Arbeit geht hervor, dass die Temperaturwechsel selbst bei 85 Grad Neigung zwar dramatisch, aber nicht hinreichend für einen Runaway-Treibhauseffekt bzw. Snowball-Effekt sind. Das eröffnet für Meereslebewesen die Chance, zu überleben. Für Landlebewesen würde es allerdings kritisch werden:
Our results shows that the answer of this question is yes provided the life does not occupy continental surfaces plagued seasonally by the highest temperatures. (S. 18)
Übersetzt: Unsere Resultate zeigen, dass die Antwort auf diese Frage [ob die Planetenmodelle höheres Leben unterstützen würden] Ja ist, vorausgesetzt, das Leben besiedelt nicht die kontinentalen Oberflächen, die saisonal von den höchsten Temperaturen geplagt werden.
Das heißt also, dass es für extremophile Mikroben allemal ausreicht, um auf einer "schwankenden" Erde dauerhaft zu überleben. Höherentwickelte Landlebewesen jedoch könnten sich nur in den Regionen halten, die keine Extremtemperaturen aufweisen. Bei der gegenwärtigen Kontinentalverteilung wären alle Regionen nördlich von etwa 30 Grad nördlicher Breite für Tiere und Pflanzen ungeeignet. Die übrigen Landflächen hätten ein sehr wechselhaftes Klima mit kalten Wintern und z.T. sehr warmen Sommern, also etwa der borealen Zone entsprechend. Inwiefern sich hier Meeresströmungen noch auswirken, ist ein noch offener Punkt. Trotzdem scheint eine gekippte Erde nicht von vornherein unbewohnbar zu sein. Es kommt nun darauf an, wie schnell sich ein "Umkippen" ereignet.
Das ist also die Periode, die der gravitativ stark wirkende Mond in dieser sehr vereinfachten Überschlagsrechnung für eine vollständige Kippung der Erdachse benötigt.
Äh - es ging um das Kippen der Erdachse, wenn der Mond nicht da ist ... :confused:
Viele Grüße!
Hi Mahananda
Äh - es ging um das Kippen der Erdachse, wenn der Mond nicht da ist ...:confused:Ja, deswegen schrieb ich ja den zweiten Satz:
Das ist also die Periode, die der gravitativ stark wirkende Mond in dieser sehr vereinfachten Überschlagsrechnung für eine vollständige Kippung der Erdachse benötigt. Die anderen Planeten, mit ihrer um mehrere Größenordnung geringeren Gravitationswirkung, würden für diesen Kraftakt millionen, vielleicht sogar milliarden Jahre benötigen. Ich meinte damit, die Kraft des Mondes bewirkt eine Bewegung, deren Geschwindigkeit die Erdachse innerhalb von 570.000 Jahren auf 90° kippen könnte. Die viel schwächeren Kraftwirkungen der anderen Planeten (wenn also der Mond nicht da wäre) würden dementsprechend dafür noch viel länger dazu brauchen.
Das war aber nur eine äußerst grobe Abschätzung. Tatsächlich, und das ist im obigen von mir verlinkten Artikel auf den ersten Seiten auch angesprochen, kommt es noch auf viele andere Parameter an, unter anderem auf Resonanzen.
Aber zurück zum Artikel:
Inwiefern sich hier Meeresströmungen noch auswirken, ist ein noch offener Punkt. Dies ist in der Tat noch ein ganz wesentlicher Punkt, der im Artikel gegen Ende zwar erwähnt wird, jedoch nicht Teil der Simulation war. Denn Meeresströmungen können u.U. weitaus leistungsfähiger Wärme transportieren als Luftströmungen, und damit nicht nur Hitze und Kälte ausgleichen, sondern auch Nahrung (Plankton) transportieren.
@ JGC:
Man kann also durchaus schon sagen, das GOTT(oder Wer auch immer) es schon von vorne herein SO anlegte, DAS das Leben in Erscheinung treten konnte und wir das göttliche Wirken erfassen, erkennen und widerspiegeln können...
Bitte unterlassen Sie Ihr kreationistisches Gerede. So etwas passt nicht hierher. Weiterhin: Mit Ihren Einlassungen stören Sie eine überaus interessante Diskussion, die sich hier gerade entfaltet. Behalten Sie Ihre banalen "Weisheiten" besser für sich. Ich hatte es Ihnen bereits schon einmal angeraten. Es wäre hilfreich, wenn Sie darauf Rücksicht nehmen könnten. Die (stillen und aktiven) Mitleser werden es Ihnen bestimmt danken.
Monod
@ Mahananda:
Folgender Punkt in Ihrer Rechnung macht mich stutzig:
b) Wie stark verzögert sich das Polymerwachstum?
E = k/T = 2^m/2^xm
k = Kettenlänge des Polymers; T = Verzögerungsfaktor
für x = m ergibt sich:
E = 2^m/2^(m*m) = 2^(m^0,5)/2^m
Sie setzen x mit m gleich und rechnen fortan mit dieser Gleichsetzung weiter. Gibt es (empirische?) Gründe, die diese Gleichsetzung rechtfertigen oder ist es ein willkürlich festgelegter Schätzwert, um bequem weiterzurechnen? Die auf dieser Grundlage ermittelten Resultate sind verblüffend stimmig, aber mit einem größeren oder kleineren T-Wert kämen andere Kettenlängen heraus, so dass hier für mein Gefühl zu große Freiheitsgrade herrschen.
Monod
Lina-Inverse
30.03.2010, 16:06
Danke Mahanada für den Link,
wenn ich das richtig verstehe sind die möglichen Impaktszenarien die zur Mondentstehung führen in erster Linie dadurch eingeschränk das man damit die Zusammensetzung des Erdmondes erklären möchte. Jetzt frage ich mich inwiefern das für einen Exoplaneten relevant ist, das Paper nennt ja andere Simulationen, die zur Entstehung eines mondähnlichen Trabanten führten, dessen Zusammensetzung (Eisenanteil) aber nicht zu unserem Mond passt - für die vermuteten "Funktionen" bei der Lebensentstehung (Ebbe/Flut, Stablilisierung der Planetenachse) wäre aber ein Mond aus einem der anderen Szenarien, mit entsprechend abweichender Zusammensetzung, doch genauso tauglich?
Richtig, bei Pluto/Charon hatte ich die gebundene Rotation vergessen, mein Fehler - es gibt also kein weiteres ähliches Beispiel im Sonnensystem.
Meine Meinung zur Wahrscheinlichkeit für einen massiven Mond revidiere ich danach erst einmal auf: unbekannt.
Gruss
Michael
Hallo Jonas
Bei den Angaben der Achsenneigungen hast Du mich natürlich auf dem linken Bein erwischt. Eigentlich wollte ich vorher nochmal nachsehen, war aber letztendlich doch zu bequem. Na ja, die Strafe folgte auf dem Fuße.
Wie ich aber schon schrieb, lief dieser Beitrag im History-Channel. Dort äußerten sich mehrere amerikanische Astrophysiker zu dieser Sache und haben als Begründung für ein Kippen der Erde ohne Mond die Schwerkraft der äußeren Planeten angegeben, wenn dieser in einer Linie stehen. O.k. ich habe das als Laie erst einmal so zur Kenntnis genommen. Lasse mich aber natürlich eines Besseren belehren.
Allerdings möchte ich dazu noch sagen, daß bei einer Achsneigung von 80 Grad sehr wohl eingehende Veränderungen im Bezug auf das Klima zu verzeichnen wären.
Die Bereiche der jetzigen Polarkreise, also wo im Sommer keine Nacht und im Winter keine Tage vorhanden sind, würden sich erheblich vergrößern. Das bedeutet m.E. das sich die Sonneneinstrahlung auf der Sommerseite wesentlich erhöht und natürlich auf der Winterseite die Nacht, da ja die Erde bei dieser Achsneigung eine Polseite der Sonne voll zuwendet. In diesen Zeiten gibt es in den Polarregionen keinen Tag/Nachtwechsel, sondern nur Tag oder nur Nacht. Dies ändert sich nur in den Früjahr-/Herbstzeiten, da dann die Erde sozusagen ihre Längsseite zuwendet.
Ich denke schon, daß die Temperaturunterschiede in den Sommer-/Winterzeiten deutlich höher ausfallen werden, als es heute der Fall ist. Aber na ja, ist halt nur Spekulation.
Gruß
Puma
Hi Puma
Ich denke schon, daß die Temperaturunterschiede in den Sommer-/Winterzeiten deutlich höher ausfallen werden, als es heute der Fall ist. Aber na ja, ist halt nur Spekulation.
Schau mal in meinen post #112, da habe ich einen Artikel verlinkt, bei dem es genau um diese Frage ging.
Hallo Jonas!
Danke für den Hinweis. Habe auch in diesen Artikel hineingesehen. Allerdings sind meine Englischkenntnisse nicht so besonders und der Artikel doch ziemlich lang.
Also habe ich mir vorwiegend die Grafiken angeschaut. Dort habe ich allerdings Ergebnisse vorgefunden, die meine Aussagen unterstützen, so u.a. Temperaturen im Juli in der heutigen Polarregion mit bis zu 100° C und im heutigen tropischen Bereich im Januar mit Minustemperaturen. Außerdem sind starke Windgeschwindigkeiten im Äquatorbereich verzeichnet (immer vorausgesetzt, ich habe dies richtig interpretiert).
Aber, gibts den Artikel vielleicht irgendwo ins Deutsche übersetzt ?
Gruß
Puma
Hi Puma:
Zu den Winden, die in den Grafiken gezeigt werden: Dies sind die Windverhältnisse in 10 km Höhe, also in der Höhe, in der Verkehrsflugzeuge fliegen. Die Skala in den Grafiken reichen bis zu 80 m/s oder 288 km/h. Zum Vergleich: der Jetstream, der auf unserer heutigen Erde herrscht, erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 150 m/s oder 540 km/h.
Zur Sprache: Der Artikel verwendet ein simples englisch. Wo es aber schwierig wird, das sind die nicht vermeidbaren Fachausdrücke, z.B.
Obliquity - Schiefe der Erdachse gegen die Ekliptik
Latitude - Breitengrad
Equinox - Tag- und Nachtgleiche
Solstice - Sonnenwende
Precipitation - Niederschlag
Sturtian, Varanger - Bezeichnungen für Epochen in der Frühzeit der Erde
Ich habe mir mal die Mühe gemacht die Zusammenfassung des Artikels (http://physics.bd.psu.edu/faculty/williams/3DEarthClimate/ija2003.pdf) zu übersetzen. Wegen der Länge des Texts mache ich dafür ein eigenes Posting.
Vorbemerkung: Dies ist eine von mir erstellte Übersetzung der "Conclusion" des Artikels Extraordinary climates of Earth-like planets: three-dimensional climate simulations at extreme obliquity (http://physics.bd.psu.edu/faculty/williams/3DEarthClimate/ija2003.pdf) von Darren M. Williams und David Pollard, erschienen in International Journal of Astrobiology 2 (1) : 1–19 (2003)
Zum besseren Verständnis der Szenarien, hier eine kurze Beschreibung:
PRES23, PRES54, PRES70 und PRES85 sind Planeten mit einer Verteilung der Kontinente, so wie sie heute auf der Landkarte sind. Die Zahlenwerte geben die angenommene Achsneigung gegen die Ekliptik an. PRES23 entspricht also unserer Erde heute und PRES85 entsricht unserer heutigen Erde, aber mit Ekliptikschiefe wie Uranus.
HICO2:23, HICO2:54, HICO2:70 und HICO2:85 sind wie die PRESxx Szenarien, nur unter der Annahme einer CO2 Konzentration, wie sie auf der Früherde geherrscht haben könnten, von 3450 ppmv (zum Vergleich: die Pres Szenarien hatten ein CO2 Level von 345 ppmv)
PRES0: Gegenwärtige Landkarte, aber Achse senkrecht, d.h. keine Jahreszeiten, CO2 345 ppmv
STUR0: gerade zerbrochener Superkontinent in Äquatornähe, bei Achsneigung Null, CO2 von 345 ppmv
STUR85: Wie STUR0 ist der Superkontinent in Äquatornähe, Achsneigung 85 Grad, CO2 ist bei 420 ppmv aber Solarkonstante nur 94% des heutigen Wertes.
VARA85 Gerade zerbrochener Superkontinent, über dem Südpol gelegen, bei 85 Grad Achsneigung, CO2 420 ppmv, Solarkonstante 94% des heutigen Wertes.
Ende der Vorbemerkung
Zusammenfassung
Als Laskar und seine Kollegen (Laskar et al. 1993) erstmals vermuteten, daß Episoden von starker Achsenneigung die Erde unbewohnbar machen würde, stellten sie sich höchstwahrscheinlich einen Planeten vor mit entweder völlig überhitzten Kontinenten oder gefrorene Landmassen, bedeckt von Eis und Schnee. In der Tat sind beide Extreme in der Simulation des außergewöhnlichen Szenarios VARA85 vorhanden. Dennoch, der Begriff "habitabel" wurde historisch für jeden erdähnlichen Planeten oder Mond verwendet, dessen Klima flüssiges Wasser zumindest irgendwo auf seiner Oberfläche während wenigstens eines Teils seines Umlaufs [um seinen Stern] gestattet. Im weitesten Sinne ist eine Welt "habitabel", wenn sie nicht so warm ist, daß sie in einen gallopierenden Treibhauseffekt abrutscht, oder so kalt, daß sie irreversibel zu einem globalen Schneeball wird. Alle der hier simulierten Planeten sind nach dieser breiten Definition habitabel, denn selbst die Extremwerte der Achsneigung haben nicht zu einer Klimakatastrophe geführt (obwohl die Möglichkeit hierfür nicht ausgeschlossen ist, wenn Welten betrachtet werden, die anders als die hier betrachteten sind). Generell betrachtet sind die globalen Durchschnittstemperaturen nur schwach abhängig von der Neigung der Achse, denn der globale jährliche Eintrag von Sonnenstrahlung auf einen Planeten bleibt der selbe, gleichgültig wie die Orientierung seiner Drehachse sich im Raum darstellt.
Wenn wir das Habitabilitätskriterium etwas einschränken auf Gebiete eines Planeten mit Temperaturen von, sagen wir, -10 bis +50 Grad Celsius, so können wir nun bestimmen welcher Anteil eines Planeten zu einem bestimmten Zeitpunkt (im Jahr) habitabel ist und welcher Anteil bei einer Durchschnittsbildung über alle Jahreszeiten. Fig. 23 und 24 zeigen die Anteile von einigen Planetenoberflächen, deren Temperaturen entweder unter -10 °C oder über 50 °C liegen. Gemäß Fig. 23 ist die heutige Erde (Szenarion PRES23) eine der am wenigsten habitablen Planeten, die wir simuliert haben. Etwa 8,7% der Erdoberfläche ist durchschnittluch kälter als -10 °C und dieser Anteil steigt bis zu 13,2% im Februar, aufgrund der großen schneebedeckten Landmasse in hohen Breitengraden. Die einzigen Planeten, die deutlich kälter sind als die heutige Erde sind die Simulationen, in denen die Erdachse aufrecht steht (Neigung Null): PREAS0 und STUR0. Für PRES0, mit heutiger Verteilung der Kontinente, sind 15,6% der Landfläche im Durchschnitt kälter als -10 °C. Im Gegensatz dazu hat Planet STUR0, mit kleineren Kontinenten und diese primär in Äquatornähe, eine mittlere globale Temperatur von nur 7,2 °C und 23,3% der Oberfläche mit Temperaturen unter -10°C.
Wie bereits oben erwähnt, ist Szenario VARA85 jahreszeitlich betrachtet am stärksten ausgeprägt. Fig. 23 zeigt, daß 15,6% der Oberfläche (oder ca. 65% der Landfläche) im Juli unter -10 °C fällt. Sechs Monate später, im Januar, erreichen die Temperaturen auf 9,3% der Oberfläche Werte über 50°C (Fig. 24). Diese Temperaturextreme sind etwas reduziert um die Zeit der Tag- und Nachtgleichen herum, während die Sonne über dem Äquator steht. Aber wenn die extremen Temperaturen während der Sonnenwenden [also wenn die Sonne über einem der Pole steht] über den Jahreszyklus gemittelt werden, sind knapp 7% der Oberfläche (ca. 28% der Landfläche) außerhalb des habitablen Temperaturbereichs. Diese Simulation zeigt, daß Planeten mit entweder großen Superkontinenten an einem der Pole oder mit zu geringem Anteil von Wasser an der Oberfläche am problematischsten für Leben ist, wenn die Planetenachse stark geneigt ist.
Alle anderen Szenarien dieser Studie sind wärmer als die Erde aufgrund des starken Temperaturanstiegs der Landmasse in hohen Breitengraden während der Sommersonnenwende. Die intensive Sommererwärmung auf beiden Hemisphären reicht aus, um Oberfläche und Atmosphäre auch während der verlängerten dunklen Wintermonate warm zu halten. Die Erwärmung der Antarktis und des umgebenden Ozeans zwischen November und Februar in Szenario PRES85 zum Beispiel hält den Kontinent ganzjährig eisfrei, sogar während des langen antarktischen Winters. (Fig. 9 zeigt, daß in diesem Szenario die Antarktis tatsächlich der beste Platz für von Wasser abhängigem Leben ist, wegen der gemäßigten Temperaturen und der geringen jahreszeitlichen Schwankung). Entgegen der ursprünglichen Erwartung hat keiner unserer simulierten Planeten mit hoher Achsneigung eine permanente Vereisung in der Nähe des Äquators. Dies ist ein Indiz dafür, daß die Vergletscherung in niedrigen Breitengraden während des späten Präkambriums nicht auf eine hohe Achsneigung zurückzuführen ist, obwohl solche Ergebnisse von Ogelsby & Ogg (1998) und Jenkins (2000) unter etwas anderen Randbedingungen gefunden wurden.
Die Abwesenheit von permanenter Vereisung ist keine Garantie für sich selbst, daß eine Welt für Leben geeignet ist. Die hohen Temperaturextreme, die sich in den meisten unserer simulierten Welten gezeigt haben, würden wohl für alle außer den einfachsten Lebensformen unserer heutigen Erde problematisch sein. Die langen Perioden der Dunkelheit, die nahezu eine ganze Hemisphäre umfasst, wäre eine Herausforderung für Organismen, die auf Photosynthese basieren. Einige unserer Planeten wären möglicherweise nur geeignet für Organismen, die als Extremophile bezeichnet werden, welche den dunklen Ozeanboden bevölkern oder tief unter der Erde leben, oder Temperaturen überstehen können, welche an die 400 °C heranreichen, vorausgesetzt sie haben eine Quelle für Wasser. Solche Organismen können mit Leichtigkeit den Temperaturschwankungen widerstehen, deren außerordentliche Ausmaße wir hier simuliert haben.
Könnten unsere Planeten auch höher entwickeltes Leben unterstützen wenn die Erdachse stark geneigt ist? Unsere Ergebnisse zeigen, daß die Antwort auf diese Frage "Ja" ist, vorausgesetzt dieses Leben bevölkert nicht kontinentale Oberflächen, die saisonal unter den höchsten Temperaturen zu leiden haben. Der Fall des Szenarios HICO2:85, unser wärmster Planet, zeigt, daß im Juli auf nahezu 12% des Planeten über 50 °C herrschen, aber dies sind nur 40% der Landfläche, die dem Leben zur Verfügung steht (und 17% der Fläche für maritimes Leben). Und obwohl solche Welten Klimata aufweisen, die sich von dem der heutigen Erde stark unterscheiden (in der Tat sind sie überwältigend), werden viele von ihnen immer noch geeignet sein für sowohl einfaches als auch höheres wasserabhängiges Leben. Aus diesen theoretischen Gründen heraus ist es also nicht notwendig erdähnliche Planeten mit starker Achsneigung von der Suche nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems auszuschließen.
Hi Jonas!
Also, erst einmal Dank für Deine Mühe.
Haben die Amis im Fernsehen mal wieder Müll erzählt, ist ja nicht das erste Mal.
Die Frage die sich mir jetzt noch stellt, ist, wie würden sich die Ozeane verhalten, bei einer so starken Neigung der Achse, wenn er den Planeten in seiner heutigen Konstellation zur Erde umkreist. Würde Ebbe und Flut genauso ablaufen? Gibt es da schon Simulationen ?
So nun werde ich mir noch schnell Lesch's Wie war ihr 5. Main ansehen (geht nämlich nicht von meiner Arbeitscomputer), und hoffe dann bin ich im Bilde.
Noch mals danke
Puma
Mahananda
30.03.2010, 22:16
Hallo,
@ jonas: Vielen Dank für die Übersetzung! :)
@ Lina-Inverse: Die Wahrscheinlichkeit, wie oft sich so ein Impakt ereignet, ist schwer zu bestimmen. Deutlich wurde bei den Simulationen, dass Masse, Einschlagwinkel und Auftreffgeschwindigkeit des Impaktors ziemlich genau aufeinander abgestimmt sein müssen, um die sich neu bildenden Klumpen groß genug werden zu lassen - was eine hinreichend lange Verweilzeit der herausgeschlagenen Mantelbrocken jenseits der Roche-Grenze voraussetzt, ohne dass sie sich zerstreuen. Ich weiß nicht, ob es hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit solcher "eleganten" Treffer bereits Kalkulationen gibt, aber aus dem Gefühl heraus würde ich meinen, dass so etwas äußerst selten gelingt.
@ Monod: Da haben Sie mich in der Tat kalt erwischt :o Ich bin aber wenigstens nicht so vorgegangen, dass ich ein bestimmtes Resultat erzwingen wollte, sondern ich habe einen möglichst einfachen Term gesucht, der mir mathematisch "schön" genug erschien, um als Exempel brauchbar zu sein. Wäre das Exempel anders aufgegangen (zu schnelles oder zu langsames Kettenwachstum innerhalb des zugrunde gelegten Zeitraums), hätte ich mir einen anderen Exponenten "ausgedacht". So aber ging es zufällig im "erhofften" Rahmen auf. Daher sah ich keine Veranlassung, den Exponenten zu verändern. Aber ich gebe Ihnen dahingehend Recht, dass meinerseits ein Stück Willkür dabei war. Ich hoffe, die Rechnung ist deshalb nicht wertlos, sondern kann als Anhaltspunkt für eine Abschätzung dienen, inwiefern es plausibel ist, dass Lebewesen auf der Erde mit großer Sicherheit entstanden sind. Die übrigen Annahmen, die ich zugrunde gelegt habe (Wassermenge, Monomeranteil, Reaktionsgeschwindigkeit, Verdünnungsfaktoren), sind besser begründet. :)
Viele Grüße!
Die Frage die sich mir jetzt noch stellt, ist, wie würden sich die Ozeane verhalten, bei einer so starken Neigung der Achse, wenn er den Planeten in seiner heutigen Konstellation zur Erde umkreist. Würde Ebbe und Flut genauso ablaufen? Gibt es da schon Simulationen ?Von Simulationen solcher Situationen weiß ich nichts, aber Du kannst ja mal Google mit Stichwörtern füttern. Meiner Einschätzung nach würden sich die Gezeiten insoweit verändern, daß sie in ihrer Stärke im monatlichen Rhythmus schwanken. Wenn die Erdachse um 90 Grad geneigt ist und alles andere gleich bleibt, dann würde der Mond um die Pole kreisen. Steht der Mond über einem der Pole, dann gibt es keine Gezeiten, steht er über dem Äquator, dann gibt es Gezeiten.
PS: @Puma und Mahananda: Danke für die Anerkennung, war eine ganz schöne Tippselei. Aber das mir das nicht zur Gewohnheit wird :D
Hallo Mahananda,
in Deiner Argumentationsführung (in unser beider Diskussion) konstruierst Du eine, auf Deinen Standpunkt hin maßgeschneiderte Welt. Der Tidenhub darf nicht höher sein, als die Kapillarwirkung des Küstenmaterials, und eine Durchmischung durch den Kapillarhub findet nicht statt.
Ich erlaube mir also auch eine, auf meine Argumentation hin maßgeschneiderte Konstellation: Der Planet umrundet einen Stern der K-Klasse, mit einer Masse von 1,6E30 kg im Abstand von 2/3 AE. Dann ist sein Tidenhub gut 20% größer, als der Tidenhub der Erde heute, mit Mond.
Herzliche Grüße
MAC
Mahananda
31.03.2010, 11:41
Hallo MAC,
wenn der Planet nicht gebunden rotiert - kein Problem! Allerdings ist dann die Frage, ob die Habitable Zone in 2/3 AE bei einem K-Stern gegeben ist. Falls ja, dann dürften die Ausgangsbedingungen für Wattflächen hinreichend sein.
Viele Grüße!
@ Mahananda:
Ich hoffe, die Rechnung ist deshalb nicht wertlos, sondern kann als Anhaltspunkt für eine Abschätzung dienen, inwiefern es plausibel ist, dass Lebewesen auf der Erde mit großer Sicherheit entstanden sind. Die übrigen Annahmen, die ich zugrunde gelegt habe (Wassermenge, Monomeranteil, Reaktionsgeschwindigkeit, Verdünnungsfaktoren), sind besser begründet.
Plausibel ist es schon, dass das Leben seinen Start auf der Erde nahm, aber Ihr Rechenbeispiel taugt wenig dazu, dies zu untermauern. Ich nehme Ihnen ab, dass Sie die zugrunde gelegten Werte zuvor gründlich bedacht haben, aber inwiefern sind sie empirisch untersetzt? Die geringsten Probleme scheinen mir mit der Wassermenge vorzuliegen. Diese war wohl tatsächlich geringer als heute, so dass der Wert von 2^159 u angemessen erscheint. Das entspricht etwa 60 Prozent des heutigen Wertes.
Die ersten Bauchschmerzen setzen bei mir bei der angesetzten Monomermenge ein. Aus dem Kohlenstoffkreislauf kann ich zwar entnehmen, dass der Anteil der Biomasse in etwa einem Millionstel der angesetzten Gesamtwassermenge entspricht. Allerdings bedeutet das nicht zugleich, dass diese Kohlenstoffmenge als verwertbare Monomerstruktur vorgelegen hat. Es kann sowohl viel mehr als auch viel weniger gewesen sein. Bereits hier treffen Sie eine willkürliche Auswahl, die nicht mit Datenmaterial gedeckt ist. Der meiste Kohlenstoff hat als CO2 vorgelegen. Wieviel davon nach dem Ausfällen des Kalksteins übrig geblieben ist, ist ebenso unbekannt wie der in der Atmosphäre verbliebene Anteil an Kohlenwasserstoffen. Dieser Restbestand unbekannter Größe war das Ausgangsmaterial für die Monomerbildung. Wieviel davon wiederum tatsächlich zu Monomeren umgesetzt wurden und wieviel davon sich zu CO2 umsetzte und im Ozeanwasser gelöst wurde, ist ebenfalls unbekannt. Somit ist Ihr Schätzwert genau genommen unbegründet und damit ebenso willkürlich festgesetzt wie Ihr Verzögerungsfaktor.
Die Reaktionsgeschwindigkeit pro Monomer legen Sie mit 1/2^6 s fest. Das ist etwa 1 Reaktion pro Minute. Mir ist nicht klar, worauf Sie diesen Wert begründen. Üblicherweise beträgt die Reaktionsgeschwindigkeit in lebendigen Zellen einige Sekunden bis einige Millisekunden (DNA-Replikation). Unter abiotischen Bedingungen stellen sich chemische Gleichgewichte ein, da die Biokatalysatoren noch fehlen. Diese Gleichgewichte sind u.U. so stark nach einer Seite hin verschoben, dass anorganische Katalysatoren nötig sind, um unter Energiezufuhr Synthesen in nennenswertem Umfang zu bewerkstelligen. Das beste Beispiel sind Peptidbindungen. Das Gleichgewicht ist in Richtung Hydrolyse verschoben, wenn die Aminosäuren in wässriger Phase vorliegen. Sie umgehen dieses Problem zwar, wenn Sie eine periodische Austrocknung im Rahmen der Gezeiten voraussetzen und die Katalysatoren im Wattsediment bereitstellen, aber Sie können daraus keine Durchschnittsgeschwindigkeit für alle Monomere ableiten, weil die mineralischen Komponenten in den Uferregionen unterschiedlich konzentriert verteilt sind. Was in der einen Uferregion möglicherweise im Sekundentakt gelingt, gelingt in anderen Uferregionen über Jahre hinweg nie. Das Problem verschwindet nicht, wenn Sie effiziente Durchmischungen anführen, weil die "potenten" Uferregionen lokal begrenzt bleiben. Damit reduziert sich zugleich die von Ihnen als Reaktionsraum zugrunde gelegte Fläche erheblich, so dass Ihr Durchmischungsszenario letztlich hinfällig wird.
In gleicher Weise könnte ich jetzt fortfahren, um die übrigen Annahmen als reine Phantasieprodukte bloßzustellen, aber ich denke, dass das bisher Gesagte hinreichend genug ist, um zu erkennen, dass Ihre "Plausibilitätsrechnung" alles andere als plausibel ist, um den Werdegang der Biogenese auf der Erde zu verorten. Ich vermute, dass es solcher Rechnungen für diesen Zweck überhaupt nicht bedarf. Das Rätsel ist ja nicht, dass Monomere und Polymere sich anreichern konnten. Das Rätsel ist die Organisation vielfältiger Reaktionswege zu einem Organismus, der sowohl seine Selbsterhaltung als auch seine Vervielfältigung organisieren kann. Zur Lösung dieses Rätsels trägt Ihre Rechnung leider in keiner Weise bei. Ich halte sie deshalb für entbehrlich.
Monod
@Mahananda
wenn der Planet nicht gebunden rotiert - kein Problem! Allerdings ist dann die Frage, ob die Habitable Zone in 2/3 AE bei einem K-Stern gegeben ist.
Hatte jetzt versucht herumzurechnen, aber dieses Diagramm (http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Habitable_zone-de.svg&filetimestamp=20090819085236) aus Wikipedia zeigt es eigentlich viel besser. Die Venus liegt etwas weiter außerhalb als 2/3 AE. Auf Höhe des Orangen K-Sterns liegt der hypothetische Planet somit knapp außerhalb der roten Synchronisationslinie und gerade noch innerhalb des blauen Bandes der habitablen Zone.
Hallo Mahananda,
wenn der Planet nicht gebunden rotiert - kein Problem! Für unser Diskussionsthema ist die, in einem solchen System schneller gebundene Rotation, im zeitlichen Ablauf noch nicht so relevant wie sie es später werden wird.
Allerdings ist dann die Frage, ob die Habitable Zone in 2/3 AE bei einem K-Stern gegeben ist. Für meine ‚Konstruktion’ habe ich mit Hilfe der Masse-Leuchtkraft-Beziehung (http://de.wikipedia.org/wiki/Masse-Leuchtkraft-Beziehung) den ‚passenden‘ Abstand gewählt.
Wie ich schon mal vor einigen Monaten in einer Diskussion mit Bynaus geschrieben hatte, ist zwar die Anzahl der K-Sterne größer als die Anzahl der G-Sterne, aber durch den kleineren Abstandsbereich der habitablen Zone um einen solchen Stern, wird die dadurch geringere Chance auf eine Planetenbahn innerhalb dieser Zone, die größere Anzahl dieser Sterne wieder kompensieren.
Falls ja, dann dürften die Ausgangsbedingungen für Wattflächen hinreichend sein.wenn wir an alles gedacht haben und wenn es Planeten in der habitablen Zone mit genügend wenig Wasser, ohne eine solche monderzeugende Kollision, überhaupt gibt, ja.
Herzliche Grüße
MAC
compromix
01.04.2010, 02:20
Hallo Mahananda,
seit einiger Zeit verfolge ich hier die Diskussion.
Der mathematische Ansatz zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit von der Entstehung von Leben -wie wir es kennen-, zeigt uns, dass es überall möglich sein sollte, wo ähnliche Verhältnisse zugrunde gelegt werden können.
Die Stöchiometrie (http://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%B6chiometrie) bei diesem Vorgang muß im Bereich des Möglichen sein.
Ich hoffe, die Rechnung ist deshalb nicht wertlos, sondern kann als Anhaltspunkt für eine Abschätzung dienen, inwiefern es plausibel ist, dass Lebewesen auf der Erde mit großer Sicherheit entstanden sind. Die übrigen Annahmen, die ich zugrunde gelegt habe (Wassermenge, Monomeranteil, Reaktionsgeschwindigkeit, Verdünnungsfaktoren), sind besser begründet. :)
Ich meine aber, die "übrigen Annahmen" haben den größten Einfluss.
Im Wesentlichen verbirgt sich dahinter unser Nicht- oder Wenigwissen über die tatsächlichen Entstehungsbedingungen.
Wie komplex die Probleme sind, zeigt z.B.dieser Link (http://www.martin-neukamm.de/leben.html).
Niemals hätte ich gedacht, dass solch eine Vielfalt (http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,678171,00.html)aus dem Weltraum kommt.
Mit freundlichem Gruß
compromix
Hi..
Dazu muss man auch meiner Meinung nach zwingend bemerken, das Alleine die Möglichkeiten, DAS aus all den chemischen organisch relevanten Substanzen, aus denen in der Ursuppe das Leben hervor geht, NICHT ausreichen!!!
Chemische Verbindungen zu ermöglichen, macht noch KEIN Leben aus..
Es braucht auch eine Ordnung, sonst können diese ganzen genannten Verbindungen Milliarden von Jahren in der Suppe schwimmen und es tut sich NICHTS!!
Und das allerwichtigste ist, es braucht auch einen stetigen Energiezufluss, der nicht nur im Licht und der Wärme zu suchen ist, sondern AUCH in der regelmäßigen Tidenschwankungen und sonstigen kinetisch regelmäßig wiederkehrenden Veränderungen, so wie durch die Bahnexzentritäten der jeweils in Frage kommenden Planeten und Monde..
Ist das Leben also so gesehen nicht DOCH eine Frage von Möglichkeiten UND einem Plan??
Und ich meine jetzt nicht einen Schöpfer wie u.A. auch Kreationisten zwingend erwarten, sondern ein auch durch die jeweiligen örtlich bestimmenden Gravitationsfluß-Wirkungen erzeugten mathematisch bedingtes Verhaltens-Regelwerk, welches all die Wechselwirk-Beziehungen unter all den Elementen und der daraus möglichen jeweiligen chemischen Verbindungen bestimmt....
Das EINE geht meiner Ansicht nach NICHT ohne das ANDERE..
Gravitations-Wechselwirkungen interagieren direkt über Rückkopplung und Reflektives Verhalten mit all den elektromagnetischen Wechselwirkungen und schaffen doch erst SO die Basis, das Materie ein lebendiges und "intelligentes"(Zweckentsprechendes) Verhalten zeigen kann..
Chaos UND Ordnung..
Chaos ist die Mutter der Ordnung, Ordnung ist der Vater der Beständigkeit, und die daraus resultierende fortlaufende Veränderung ist das Kind der Ewigkeit...
Chaos ist die Mutter der Ordnung, Ordnung ist der Vater der Beständigkeit, und die daraus resultierende fortlaufende Veränderung ist das Kind der Ewigkeit...
WOW!
Dieser Aphorismus wird dereinst bestimmt in einer feministischen Aphorismensammlung Unterschlupf finden.
Orbit
@ compromix:
Ich meine aber, die "übrigen Annahmen" haben den größten Einfluss.
Im Wesentlichen verbirgt sich dahinter unser Nicht- oder Wenigwissen über die tatsächlichen Entstehungsbedingungen.
Das haben Sie vollkommen richtig erkannt. Ich denke, dass die "übrigen Annahmen", die in Mahanandas Rechnung auftauchen nicht nur unzureichend genau bekannt sind, sondern zudem auch unzureichend in der Anzahl. Die Entstehung und Anreicherung von Polymeren ist zwar eine notwendige Bedingung, um Leben entstehen zu lassen, aber ist das zugleich auch eine hinreichende Bedingung? Wir wissen nicht, welche konkreten Umstände zur ersten Zelle geführt haben. Wir wissen weiterhin nicht, welche Umstände prinzipiell notwendig sind, damit Zellen entstehen können, so dass sich ein Spektrum von Möglichkeiten ableiten lässt, innerhalb dessen auf der Früherde eine (oder mehrere?) Realität geworden ist. Dieses immer noch vorhandene Nichtwissen lässt sich mit noch so ausgeklügelten Kalkulationen bestenfalls kaschieren, nicht aber überwinden. Der einzig gangbare Weg, um dieses Nichtwissen zu überwinden, ist der Ansatz, den die sogenannte "Synthetische Biologie" verfolgt. Hier wird experimentell versucht, alternative Biochemien in Zellen zu etablieren, um herauszufinden, welche Mechanismen essentiell nötig sind. Daraus soll abgeleitet werden, welche chemische Basis notwendig ist, um diese Mechanismen zu bewerkstelligen. Erst danach kann eine Lösung des eigentlichen Rätsels (Organisation von Stoffwechsel zur Selbsterhaltung und Vermehrung) auf der Basis experimenteller Daten angegangen werden. Wenn dann ein Möglichkeitsspektrum aufgestellt worden ist, lassen sich verlässlichere Kalkulationen hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Leben anstellen, die letztlich die Frage beantworten helfen, ob wir allein sind oder nicht. Flankiert werden muss diese Forschung mit geeigneten Beobachtungsprogrammen (TPF; DARWIN), um atmosphärische Nichtgleichgewichte aufzuspüren, die ein indirekter Hinweis auf Biosphären sind. Wenn das abgeschlossen ist, dann kann man sich fundierter über dieses Thema unterhalten als das jetzt möglich ist. Manchmal ist es besser, sich in Geduld zu üben, statt die Phantasie überborden zu lassen.
Monod
@ JGC:
Ist das Leben also so gesehen nicht DOCH eine Frage von Möglichkeiten UND einem Plan??
Vergessen Sie es. Es gibt keinen Plan.
Chaos ist die Mutter der Ordnung, Ordnung ist der Vater der Beständigkeit, und die daraus resultierende fortlaufende Veränderung ist das Kind der Ewigkeit...
Das haben Sie aber schön gesagt. :) Belassen Sie es dabei!
Monod
Hallo Monod,
Zur Lösung dieses Rätsels trägt Ihre Rechnung leider in keiner Weise bei. Ich halte sie deshalb für entbehrlich.sie mag so entbehrlich sein, wie viele andere Spekulationen auch, als überflüssig habe ich Mahananda’s Rechnung allerdings nicht empfunden, auch wenn einige seiner Annahmen mir etwas willkürlich vorkamen; ohne ihren Stellenwert wirklich ordnen zu können.
Daß eine Plausibilitätsbetrachtung zum Zeitbedarf einer solchen Kombinatorik-‚Aufgabe‘ nicht den Nachweis für die einzelnen Annahmen ersetzt, oder gar zum Nachweis für die Entwicklung einer zur Teilung fähigen Zelle taugt, war aus meiner Sicht aber zu keinem Zeitpunkt unklar.
Du hast natürlich recht mit Deiner Aussage:
treffen Sie eine willkürliche Auswahl, die nicht mit Datenmaterial gedeckt ist.dieser Zustand ist, wie wir hier alle wissen :D natürlich immer die ‚beste‘ Basis für möglichst behinderungsarme Spekulationen.
Ich empfinde andererseits Deine sachbezogenen Argumente als außerordentliche Bereicherung dieser Diskussion. :)
Herzliche Grüße
MAC
@ MAC:
... als überflüssig habe ich Mahananda’s Rechnung allerdings nicht empfunden ...
Sicher. Immerhin kann man daraus entnehmen, wie man es nicht machen sollte. Gemessen am selbstgewählten Anspruch:
In der Zeit zwischen Weihnachten und Neujahr ist mir bezüglich dieses Themas folgende Kalkulation eingefallen, mit deren Hilfe man abschätzen kann, wie wahrscheinlich die Entstehung von Lebewesen auf der Erde war.
erscheint das Resultat:
In jedem Falle ergibt sich, dass die Entstehung von Lebewesen auf der Erde sehr wahrscheinlich war.
doch reichlich unbestimmt, so dass man einschätzen kann, dass die zwischengeschaltete Rechnung - auch in der überarbeiteten Variante - wenn schon nicht ÜBERflüssig, so doch aber zumindest äußerst DÜNNflüssig ist. Zumindest war das, was als Begleitkommentar danach noch kam, reichlich dünn, so dass ich nicht umhin kann, das Ganze als Durchfall zu diagnostizieren.
dieser Zustand ist, wie wir hier alle wissen :D natürlich immer die ‚beste‘ Basis für möglichst behinderungsarme Spekulationen.
Nach allem, was ich bisher von Mahananda lesen konnte, gehört er ja zum Glück nicht in die Sparte jener, deren Phantasie wider alle Regeln der Vernunft die wildesten Spekulationen gebiert. Da ich mich zufällig ein wenig in dieser Materie auskenne, kann ich "Argumente" wie die hier zur Sprache gebrachten adäquat einordnen, so dass Luftschlösser wie dieses hier als haltlos entzaubert werden können. Vielleicht meldet sich Mahananda ja noch einmal und kann das eine oder andere noch klarstellen. Bis dahin wünsche ich allen hier noch frohe Osterfeiertage.
Monod
Hallo Experten !
Also mich interessiert dieses Thema sehr, auch wenn ich mich natürlich als Laie nur populärwissenschaftlich damit befassen kann.
Daher fand ich die Beiträge von Mahananda sehr interessant, auch wenn er sich anscheinend hier und da, nun sagen wir mal, vielleicht etwas zu weit aus dem Fenster gelehnt haben mag, wie ich den letzten Beiträgen entnehmen muß. Aber immerhin hat er seine Sichtweise der Dinge hier genannt.
Nun mag es sein, daß man als Experte an den ganzen Rechnungen Mängel findet, die ich nicht sehe. Aber das interessiert mich weniger.
Wenn man sich hier im Forum als einen bezeichnet, der Ahnung von dieser Materie hat, dann erwarte ich etwas mehr, außer nur Kritik an Mahanandas Beiträgen.
Dann sollte man vielleicht schon den Mut besitzen und seine eigene Sicht zu diesem Thema darlegen und sich dann der Kritik der anderen stellen.
Gruß Puma
@ Puma:
Ich habe Mahananda ja nicht einfach nur kritisiert, um der Kritik willen. Seine Beiträge sind nach wie vor interessant und können als Diskussionsgrundlage dienen. Wenn er jedoch meinte, die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Leben quantifizieren zu können und ich daraufhin nachwies, dass das so nicht geht, wie er es sich gedacht hat, dann tut das seinem Sachverstand in diesen Fragen keinen Abbruch, sondern zeigt allenfalls methodische Mängel auf. Meine eigene Sicht zu diesem Thema habe ich in die Kritik einfließen lassen. Wenn Sie wünschen, können wir darüber gern diskutieren. Für mich ist das keine Mutfrage. :)
Monod
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,684654,00.html
Mal wieder was Populärwissenschaftliches fürs gemeine Volk;)
compromix
06.04.2010, 11:38
Hallo Monod,
Da ich mich zufällig ein wenig in dieser Materie auskenne, kann ich "Argumente" wie die hier zur Sprache gebrachten adäquat einordnen, so dass Luftschlösser wie dieses hier als haltlos entzaubert werden können.
Zufällig bin ich beim Googeln auf ein 160 Seiten langes PDF gestossen, welches zum grosse Teil unser Thema behandelt. Stammt das vielleicht von Ihnen?
Ihre Kritik an Mahanandas Vorgehensweise finde ich berechtigt, wenn auch nicht in dieser Deftigkeit. Eine wissenschaftliche Koryphäe mit interdisziplinärer Sichtweise werden wir hier wohl eher nicht antreffen, um dieses Thema zu diskutieren.
Viele Beiträge hier sind doch geradezu ein Paradebeispiel für Evolution.
Mit viel Energie und den gerade zur Verfügung stehenden Resourcen wird eine Gedankenkette entwickelt, die häufig keine Früchte trägt. C`est la vie, könnte man sagen....:)
Mit freundlichem Gruß
compromix
compromix
06.04.2010, 11:47
Hallo Kibo,
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,684654,00.html
Mal wieder was Populärwissenschaftliches fürs gemeine Volk;)
Hier (http://www.spiegel.de/thema/entstehung_des_lebens/) noch etwas mehr für "uns Volk":D.
compromix
@ compromix:
Welches PDF meinen Sie?
Ihre Kritik an Mahanandas Vorgehensweise finde ich berechtigt, wenn auch nicht in dieser Deftigkeit.
Gut. Wenn ich Mahananda damit verärgert haben sollte, möchte ich mich hiermit für die Wortwahl entschuldigen. Mir ging es bei der "Entzauberung" ausschließlich um die Sache und nicht um seine Person. Ich hoffe, dass er das entsprechend einordnen kann.
Mit viel Energie und den gerade zur Verfügung stehenden Resourcen wird eine Gedankenkette entwickelt, die häufig keine Früchte trägt.
Oftmals aber doch. Und Mahanandas Beiträge sind dabei in den meisten (!) Fällen äußerst hilfreich gewesen.
Monod
compromix
07.04.2010, 01:07
Hallo Monod,
Welches PDF meinen Sie?
Ich habe Ihnen diesbezüglich eine PN zugesandt.
..... Und Mahanandas Beiträge sind dabei in den meisten (!) Fällen äußerst hilfreich gewesen.
Es wäre schön, wenn er sich über diese Einschätzung genauso freuen könnte, wie ich.
Mit freundlichem Gruß
compromix
Mahananda
07.04.2010, 22:40
Hallo,
ich hatte in den letzten Tagen wenig Zeit, darum konnte ich auf Monods Replik nicht reagieren. Zunächst zur Beruhigung: Ich bin nicht verärgert über die Kritik! :) Und ja, die Kritik ist berechtigt, weil ich mich von dem glatten Aufgehen bei den Resultaten habe blenden lassen. Es wird demnächst nicht wieder vorkommen ;)
Nun aber zum Thema: In Kibos Link (Spiegel-Online-Artikel) wird sehr schön der aktuelle Stand bei der Erforschung der Biogenese vermittelt. Man erkennt, wie bereits auf der molekularen Ebene Selbstorganisationsprozesse einsetzen, die sich unter günstigen Umständen wechselseitig verstärken. Besonders faszinierend erscheinen mir die spontanen Teilungen der Vesikel. Wenn parallel dazu die RNA-Replikation verläuft, ist es eigentlich nur eine Frage der Zeit, bis zufällig ein RNA-haltiges Vesikel erscheint, welches Replikation, Transport der beiden RNA-Genome in die polaren Enden der Vesikel und Vesikelteilung zeitlich so aufeinander abstimmt, dass eine teilungsfähige Protozelle entstanden ist. Der Haken ist allerdings der Vererbungsmechanismus, also - wie "merkt" sich die Protozelle, dass der gelungene synchrone Vorgang sich erneut wiederholt? Ich denke, dass hier noch eine größere Hürde zu überwinden ist, um den Weg zu echten Zellen aufzuklären. Dennoch: Es ist erstaunlich, wie weit man schon gekommen ist!
Viele Grüße!
P.S.: Vielen Dank an Kibo und compromix für die Links sowie zusätzlich puma für die moralische Unterstützung. :)
@ Mahananda:
Es freut mich, dass Sie meine Kritik nicht verärgert hat. :)
Zum Artikel von Szostak und Ricardo: Beide Autoren favorisieren hier die "Replikator-zuerst-Hypothese", nach der zunächst ein System der Selbstreplikation entstanden ist, bevor dieses dann den Stoffwechsel inklusive der Proteinbiosynthese für sich erschloss. Die beschriebene spontane Vesikelteilung ist zwar interessant, gibt aber keinen Aufschluss über die Koordination von Replikation und Zellteilung.
Das umgekehrte Problem entsteht bei der "Stoffwechsel-zuerst-Hypothese". Hier wird der Entwicklung der Biokatalysatoren der Vorrang gegeben - also eine Protein-Welt im Verein mit einer Lipid-Welt (D. Deamer u.a.) als Vorläufer bzw. Parallel-Läufer einer RNA-Welt. Die "Erfindung" der Selbstreplikation gelänge dann erst, nachdem sich einige fundamentale Stoffwechselwege in den Vesikeln etabliert hatten (z.B. Glykolyse). Die RNA-Nucleotide (u.a. ATP-Moleküle) standen am Anfang als Energielieferant zur Verfügung. Später wurden sie zu Speichermolekülen umfunktioniert, um die Proteinbiosynthese fehlertoleranter zu gestalten. Damit einher ging die "Erfindung" des Genoms.
Auch hier liegt der Knackpunkt in der Koordination von Stoffwechsel und Zellteilung, da ohne Genom die Verteilung der Proteine in den Tochtervesikeln zufällig der Verteilung im Elternvesikel gleichen, damit diese einen ähnlichen Stoffwechsel zuwege bringen. Andererseits unterliegen solche Vesikel einem stärkeren Selektionsdruck, so dass nach einer gewissen Zeit solche Vesikel länger existieren und sich erfolgreicher vermehren können, die auf die selbstreplikative Fähigkeit der RNA zurückgreifen können, um einen relativ stabilen Proteinvorrat zu beherbergen, der funktionierende Stoffwechselwege konservieren kann.
Die Wahrheit liegt - wie so oft - wahrscheinlich in der Mitte. RNA-Welt und Protein/Lipid-Welt entwickelten sich nicht nur parallel nebeneinander in disjunkten Arealen, sondern partiell in überlappenden Bereichen, so dass RNA-Selbstreplikation in proteinhaltigen Vesikeln ablaufen konnte. Die darin bereits etablierten Stoffwechselwege bedurften dann der Kopplung mit der zunächst sich selbst genügenden RNA-Chemie. Mit der Einbindung der Ribosomen (Komplexe aus RNA und Protein) in die Proteinbiosynthese gelang dies schließlich. Offen bleibt allerdings nach wie vor die Koordination zwischen Genom-Teilung und Zell-Teilung. Hier sehe ich die Schlüsselstelle zur Aufklärung des Verlaufs von Biogenesen schlechthin.
Monod
Habe mal alles so zusammengefasst was ich so in Wissenschaftlichen Magazienen gefunden habe und im Netz...
Ich finde das oft falsch gerechnet wird ...
Beispiel wird oft gesagt das die Milchstasse 200 Milliarden Sterne hat und somit Kandidaten für Leben... das stimmt aber nicht... hier eine kleine Begründung warum....:D
Die Drake-Gleichung lautet explizit:
Nheute = R* fh fp ne fl fi fc L
N heute – Die Anzahl intelligenter Zivilisationen, die heute in einer Galaxie existieren
L - Die mittlere Lebensdauer technisch hochentwickelter Zivilisationen.
R* - Die mittlere Sternenentstehungsrate dieser Galaxie gemittelt über L.
fh - Der Anteil der Sterne, die eine Ökosphäre (habitable Zone, HZ) haben,
fp - Der Anteil der Sterne, die ein Planetensystem besitzen,
ne - Die mittlere Anzahl von Planeten in einem Planetensystem, die in die Ökosphäre fallen, also geeignet sind, biologisches Leben hervorzubringen,
fl - Die mittlere Anzahl solcher geeigneter Planeten, die tatsächlich Leben hervorbrin*gen,
fi - Der Anteil solcher Biosphären, auf denen sich intelligentes Leben bildet,
fc - Der Anteil solcher Zivilisationen, die fortgeschrittene Techniken zur Kommunikati*on entwickeln,
R* ~ gemessen
fh ~ geraten
fp ~ gemessen
ne ~ geschätzt
fj - geraten
fi - geraten
fc - geraten
L ~ geraten / wahrscheinlich
Kern des Fermi-Paradoxons ist folgende Überlegung:
Wenn in der Milchstraße auch nur eine einzige Zivilisation existiert, die zu interstellarer Kolonisation fähig ist, dann könnte die gesamte Galaxis innerhalb weniger Millionen Jahre vollständig kolonisiert sein. Die Milchstraße ist nun weitaus älter als die notwendigen 20 bis 40 Millionen Jahre; folglich sollten außerirdische Zivilisationen überall in unserer galaktischen Nachbarschaft existieren. Bisher konnte jedoch kein Hinweis auf extraterrestrische Zivilisationen gefunden werden.
Erdatmosphären:
1. Sonnennebel (H, He) wurde weggeblasen.
2. Vulkanische Gase (H2S, H2O, CO2, CH4, N2, H2, He, NH3, ...), Zerlegung von H2O in H2 und O2 durch die
Sonnenstrahlung, Bindung großer Mengen von CO2 in Form von Kalkstein.
3. Mit der Entstehung von Pflanzen, Umwandlung in die heutige Zusammensetzung der Atmosphäre.
Unwahrscheinlichkeit von Leben.
Bakterium Escherichia coli = enthält mit seinen etwa 2500 Genen eine Informationsmenge von etwa sechs Millionen Bits
Um eine solche Informationsmenge durch Zufall aus Aminosäurenbasen der irdischen Ursuppe zusammen*zubauen wären etwa 10 hoch1.800.000 Jahre notwendig gewesen.
Und falls es doch so war, dann können wir angesichts dieser überwältigenden Unwahrscheinlichkeit mit Gewissheit sagen, dass die Erde der einzige Planet im Universum ist, auf dem dieser Prozess je stattgefunden hat.
Leben ist nach 1 Milliarde Jahren, nach Entstehung des Planeten, möglich.
Bedingungen für die Existenz von Leben
Vorhandensein geeigneter chemischer Elemente (vor allem C, N, O, H, S und Spurenelemente).
Eingeschränkter Temperaturbereich (ca. -25°C ..+100°C); wenigstens zeitweise muss die Temperatur über 0°C liegen, damit Wasser in flüssiger Form vorliegt.
Hinreichendes Alter des Himmelskörpers wegen der für höheres Leben notwendigen Entwicklungsdauer. Silizium bildet zwar auch Ketten aber erst ab - 200° Celsius.
Voraussetzungen für Leben
Leben so wie wir es kennen
benötigt Kohlenstoff
braucht Wasser (flüssig)
Lebensraum / Planeten!
Atmosphäre (und nicht nur Exosphäre) muss UV- und Röntgen-Strahlung filtern
Artenvielfalt
Magnetfeld
Kurze Rotationsdauer
Essentielle Eigenschaften des Lebens sind:
Fortpflanzung
Stoffwechsel
Mutationen
(mögliche) Teilfunktionen des Lebens
Fortbewegung
Reizempfinden
Vererbung
Regulation
Intelligentes Leben?
Intelligenz: Einsicht, Erkenntnisvermögen
räumliches Vorstellungsvermögen
Rechenfähigkeit
Sprachverständnis
Gedächtnis
logisches Denken
erfordert komplexes Leben (Mehrzeller)
Grenzen für die Lebensdauer einer Zivilisation
Selbstvernichtung durch Krieg.
Übervölkerung, Erschöpfung der Naturschätze, ökologische Selbstvernichtung.
Starke Klimaschwankungen, lange Kälteperioden.
Starke Radioaktivität und Röntgenstrahlung z.B. durch die Explosion einer Supernova in Abstand bis 10pc.
Riesenstadium des Zentralgestirns.
Entwicklung von intelligentem Leben beeinflusst Lebensraum
Kometeneinschlag
Eine kurze Geschichte des Lebens
Urknall: vor 13.7 Milliarden Jahren
Entstehung des Sonnensystems und der Erde vor 4.6 Milliarden Jahren
Phase intensiver Einschläge bis vor ca. 3.8 Milliarden
Jahren (Wasser + komplexe Moleküle)
Entstehung von Leben (Prokaryoten: Archaeen und
Bakterien): vor ca.3.6 Milliarden Jahren
Eukaryoten: vor ca. 2 Milliarden Jahren
Mehrzeller: vor ca. 600 Millionen Jahren
Menschen: vor ca. 2.5 Millionen Jahren
Den Homo sapiens gibt es erst seit etwa 160 Tausend Jahren, also erst seit ganz kurzer Zeit.
Geeigneter Planet
Richtige Größe - um Atmosphäre zu halten.
Die charakteristische thermische Geschwindigkeit
der Teilchen der Atmosphäre muss (beträchtlich) kleiner sein als die Entweichgeschwindigkeit des Planeten. Nicht zu groß da sonst die Gravitation alles platt drückt, z.B. normaler Sturz aus dem Stand kann Lebensgefährlich sein.
stabile Planetenbahnen / eher rund als elyptisch um die Sonne
braucht Zeit + stabile Bedingungen
einen Jupiter - reduziert die Wahrscheinlichkeit von Asteroiden Einschlägen auf die Erde auf 10 - 100 Millionen Jahre. Ohne Jupiter 10 - 100 Tausend Jahre
moderate Jahreszeiten
richtige Neigung der Erdachse / Mond stabilisiert Erdachse
Plattentektonik / reguliert zusammen mit Oberflächenwasser den CO2 Gehalt in der Atmosphäre wichtig für Temperaturregelung
natürlicher Treibhauseffekt
Richtige Entfernung zum Stern / Galaxis
1/3 der Galaxis kann als habitable Zone angesehen werden, diese liegt mittig, nicht zu nahe am Kern da Supernovas Leben im Radius von 160 - 200 Lj vernichten und nicht zu nahe an den Randzonen. Die Sonnen am Rand haben keinen hohen Metallgehalt. Wichtig für die Planetenentstehung.
Richtige Art der Galaxie
in der habitablen Zone des Sterns
Der richtige Stern / Spektralklassen
Geeignete Sterne für Erdähnliche Planeten sind hauptsächlich gelbe Zwerge (Sonne) oder orangene Zwerge.
O , B , A , F = 6000 bis 50.000 Kelvin sind zu heiß, daher eine kurze Lebensdauer und sie haben eine niedrige Metallhäufigkeit, wichtig für die Entstehung von Planeten.
K , G = 3500 - 5900 Kelvin ideale Temperatur und Metallhäufigkeit.
M , L , T , R , S , N = 1900 - 3350 Kelvin sind zu kalt. Planeten wären Rotationsgebungen.
Doppelsterne / Mehrfachsysteme entfallen für Leben auf Planeten
Hoffe es stimmt alles soweit ... für Verbesserungen bin ich dankbar..;)
Hoffe es stimmt alles soweit ... für Verbesserungen bin ich dankbar..;)
Ziemlich gute Zusammenfassung.
Ich würde allerdings den Temperaturbereich nicht bei 100°C beschränken. Das ist bloß zufällig die Siedetemperatur von Wasser auf der Erde. Es gibt auf der Erde keinen Ort, der konstant höheren Druck und höhere Wassertemperatur aufrecht erhält, sodass sich wahrscheinlich keine Lebewesen an diese Temperaturen angepasst haben. Wir kennen kein Argument dafür, dass nicht in einem anderen Sonnensystem ein Planet existiert mit einem Ozean, in dem sich Fische bei 200°C erst richtig wohl fühlen. Wasser kann bei 221 Bar bei bis zu 374,15 °C flüssig bleiben.
@ comhq:
Um eine solche Informationsmenge durch Zufall aus Aminosäurenbasen der irdischen Ursuppe zusammen*zubauen wären etwa 10 hoch1.800.000 Jahre notwendig gewesen.
Das ist falsch. Rein rechnerisch mag das zwar stimmen, aber in der Realität verlaufen die Dinge anders. Die Naturgesetze wirken hier kanalisierend. Jedes halbwegs funktionsfähige Protein schränkt die Möglichkeiten weiterer Entwicklungen ein. Über die Selektion bleiben nur noch die funktionsfähigen Varianten übrig. Diese bilden den Pool, der als Ausgangspunkt für weitere Differenzierungen fungiert. Mit fortschreitender Entwicklung engen sich die realisierbaren Varianten für Proteine immer stärker ein, so dass der reine Zufall kanalisiert wird hin zu einem kumulativen Zufall. Richard Dawkins hat das in "Der blinde Uhrmacher" sehr schön beschrieben. Zu bedenken ist, dass Evolution kein Ziel kennt. Die Gensequenz eines Bakteriums ist zwar das Ergebnis eines Zufallsprozesses, aber es wurden zu keiner Zeit alle mathematisch möglichen Permutationen durchprobiert. Von daher ist hier die Anwendung der Wahrscheinlichkeitsrechnung in Bezug auf tatsächlich realisierte Lösungen nicht angebracht. Die Lebewesen der Erde sind die Lösungen, die sich im Lauf der Zeit durchgesetzt haben, weil die Selektion dies zuließ. Eine unbekannte Zahl von ebenfalls möglichen Lösungen hatte diese Chance nie und wird sie auch nie haben, da die biochemischen Prozesse, die heute ablaufen, nur noch eine beschränkte Zahl von Möglichkeiten zulassen. Ob und wenn ja, in welcher Vielfalt sich andere Biochemien als irdische im Universum etabliert und entfaltet haben, ist aus einer Wahrscheinlichkeitsrechnung nicht abzuleiten. In Wien wird ja gerade danach geforscht, welche alternativen Biochemien möglich sind. Ich denke nicht, dass die Variante RNA+DNA+Aminosäuren der Weisheit einziger Schluss sind. Die organische Chemie hält bestimmt noch weitere Überraschungen bereit, die sich im Rahmen einer organisierten Einheit (Zelle) zu einem sich selbst erhaltenden und vermehrenden System verwirklichen können.
(mögliche) Teilfunktionen des Lebens
Fortbewegung
Reizempfinden
Vererbung
Regulation
Die fett hervorgehobenen Teilfunktionen sind essentiell. Anderenfalls wären Mutationen wirkungslos (wenn es keine Vererbung gäbe) und Stoffwechsel würde ohne Regulation nicht stattfinden. Evolution natürlich ebenfalls nicht.
Monod
TomTom333
09.05.2010, 06:24
@comhq:
mir ist die letzte deiner umfangreichen Aufzählungen ins Auge gestochen (Autsch!!)
Warum sollte Leben in Zwei oder Mehrfachsystemen nicht möglich sein???
Bis vor einigen Jahren hat man geglaubt es würden dort nie Planeten entstehen können ..... und siehe da..........
Bitte erkläre mir deine Meinung dazu
Schmidts Katze
09.05.2010, 06:49
.... und siehe da........
Hallo Tom,
hast du nen Link?
Worum geht es eigentlich?
Zwei Sterne, die sich umkreisen, und Planeten, die außen um das Schwerkraftzentrum kreisen?
Oder um ein System, in dem einer der Sterne von Planeten umkreist wird?
Grüße
SK
Hallo und danke für die Antworten:D
Die Ausführungen die ich erbracht habe ist wie schon beschrieben, aus verschiedenen Wissenschaftlichen Arbeiten, von Leuten die wesentlich mehr davon verstehen als ich.
@ MGZ
Bei den Temperaturen und Drücken kann ich mir gut die Lebewesen bei den Black Smokern vorstellen. Es kann gut sein, dass sich Leben so entwickeln kann, um dort zu überleben. Aber für simple DNA oder RNA die erst noch Lebensformen bilden müssen ist das wohl etwas zu extrem an Lebensumgebung.
@ Monod
Diese Informationen habe ich von einem Artikel von Prof. Dr. Ulrich Walter
Lehrstuhl für Raumfahrttechnik. Obwohl ich deine Argumentation folgen kann und sie sehr schlüssig finde, in wie weit kennst du dich mit diesen Sachen aus ? Das ist nicht böse gemeint ;) nur ne Frage. Ich habe fast alle Sendungen von Prof. Lesch gesehen und einige Fehler dort entdeckt, das zeigt mir das auch Prof's sich irren können:D
@ TomTom333
Schau dir mal die Planetenbahnen an die bei Mehrfachsystemen entstehen.
http://www.youtube.com/watch?v=bbWz-8b5FmQ&feature=related
Selbst wenn die Bahnen nicht so exzentrisch sind, werden sie wohl eher elyptisch als kreisrund um die Sonne sein. Und das sind dann zu heftige Jahreszeiten für die Entstehung des Lebens.
TomTom333
09.05.2010, 07:49
@ Katze und comhq :
schaut her :
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=4302
und besonders hier :
http://burtleburtle.net/bob/physics/binary.html
hatte ich aber schon Hier :
http://www.astronews.com/forum/showthread.php?t=4290
Besprochen......:cool:
Viel Spaß und schönes W.
@ comhq:
... in wie weit kennst du dich mit diesen Sachen aus?
Sehr gut, denke ich. Das ist nicht überheblich gemeint ;) nur ne Feststellung.
Im Ernst: Das Wahrscheinlichkeitsargument kommt immer wieder aus kreationistischen Kreisen und wird dort immer wieder bis zum Erbrechen ausgewalzt. Der Denkfehler hierbei ist, dass vom Resultat aus rückwärts gerechnet wird, so, als wäre die Evolution auf diesen einen Zielpunkt fixiert gewesen. Da Evolution aber ohne Ziel verläuft und nur das selektiert wird, was tatsächlich funktioniert, findet spontan eine Optimierung der gefundenen Lösungen statt. Von daher sind Sequenzen von hochspezifisch funktionierenden Proteinen nichts Mysteriöses. Wenn der Grundmechanismus Proteinbiosynthese etabliert ist, ist via Mutation und Selektion über hinreichend lange Zeiträume hinweg funktional (fast) alles möglich, also auch Bakterien und Menschen.
Monod
Hallo Monod..
Wir hatten ja schon mal das Vergnügen..
Doch diesen Satz war der Punkt, wo ICH behaupte. das Evolution sehr wohl ein Ziel hat!!
Da Evolution aber ohne Ziel verläuft und nur das selektiert wird, was tatsächlich funktioniert, findet spontan eine Optimierung der gefundenen Lösungen statt.
Nur , um Missverständnissen vorzubeugen..
Wenn ich von ZIEL rede, so meine ich dieses Ziel damit letztlich in einem physikalischen Sinne. (Was aber für alle anderen Zielorientierungen auch gilt)
ICH meine mit zielorientiert, das vorhergehende Zustände sich zu weniger Energie verbrauchende späteren Zuständen entwickelt!!!
Und dieses Bestreben ist meiner Ansicht nach das Alpha und das Omega des Universums.. Der Weg/Ziel des geringsten Wiederstandes ist die konsequente Folge des Energieerhaltungssatzes multipliziert/subtrahiert(je nach Fallstellung) mit den Gesetzen der Thermodynamik..
Die Zunahme der Entropie ist also im Grunde DER Punkt, den das Dasein eigentlich vermeiden will(das Wachstum der Zeitdauer eines stabilen Zustandes..)
Und sei mal ehrlich..
Ist unser menschlicher Zielgedanke nicht letztlich der selbe??
Auch wir versuchen letztendlich eine möglichst lange Stabilität in unserer Gesellschaft und in unserem Leben zu erreichen und ICH finde, aus den SELBEN Gründen wie die physikalische Natur!
Möglichst wenig Leistung für maximalen Erfolg/Wirkungsgrad/Sicherheit/Beständigkeit
Diese thermodynamischen Gesetze und die elektromechanischen Gesetze gelten also universell auf Masse, Energien, Geist(Mathematische Prinzipien) so wie auf deren jeweiligen Ergebnisse , die nach Mengen theoretischen Gesichtspunkten wiederum zu NEUEN übergeordneten Komplexitäten führen..
Deren mathematischer Hintergrund bestimmt also wirklich ALLES im Universum... unsere materielle Welt, SOWIE auch unsere emotionale und geistige Welt..
ALLES läuft nach bestimmten mathematischen Regeln ab, man muss nur versuchen, die jeweils GELTENDEN Regeln(für den JEWEILIGEN Fall) an zu wenden, weil Okams Rasiermesser ansonsten all die Wichtigkeiten wegschneidet, welche überhaupt erst aufzeigen, WAS für Unterschiede das EINE zum ANDEREN besitzt.
Zielorientiert bedeutet also letztlich Funktion!!! Und das auf dem niedrigsten Energielevel...
Gruß......................JGC
@ JGC:
Die Zunahme der Entropie ist also im Grunde DER Punkt, den das Dasein eigentlich vermeiden will(das Wachstum der Zeitdauer eines stabilen Zustandes..)
Und sei mal ehrlich..
Ist unser menschlicher Zielgedanke nicht letztlich der selbe??
Ich bin mal ehrlich: Solche pseudotiefen Analogien haben mit dem hier erörterten Thema überhaupt nichts zu tun. Abgesehen davon, dass sie falsch sind. Das Dasein ist nicht eine Entität, die etwas vermeiden wollen kann. Bitte sparen Sie sich künftig solche zweifelhaften Vergnügen. Die Leser dieses Threads werden es Ihnen danken.
Monod
Danke Leute für die interessanten Antworten... werde dann mal meinen Bericht auf meinem Compi überarbeiten.:D
Ich habe mal aus Spass ein wenig nachgerechnet. Nehmen wir mal an wir haben 300 Milliarden Sterne in unserer Milchstrasse. 1/3 ist in der habitablen Zone. Bleiben noch 100 Milliarden. Wenn ich alle Kriterien nehme, bei meiner Aufstellung und für jede eine Null hinzufüge, da komme ich auf 10 hoch 20. Selbst wenn man bei einigen Kritikpunkten nur die hälfte oder 1/3 nimmt, schrumpft die Anzahl der bewohnbaren Planeten doch rapide.
Ich habe mal aus Spass ein wenig nachgerechnet. Nehmen wir mal an wir haben 300 Milliarden Sterne in unserer Milchstrasse. 1/3 ist in der habitablen Zone.
Die habitable Zone ist kein Ort von Sternen, sondern von Planeten innerhalb ihres Sternsystems:
http://de.wikipedia.org/wiki/Habitable_Zone
Orbit
@ JGC:
Das Dasein ist nicht eine Entität, die etwas vermeiden wollen kann.
Monod
Hallo Herr Monod..
Gut, wenn sie das NICHT als "zielorientiert" sehen wollen..
Wie würden SIE das Bestreben bezeichnen, das im Universum alles von sich aus den Weg des geringsten Wiederstandes folgen will??
Vielleicht eher als eine Eigenschaft??
ICH meine, das es unerheblich ist, ob es einem willentlichen Bedürfnis entspricht, oder ob es ein physikalisch begründeter Vorgang ist...
Der ZWECK ist der selbe!
JGC
Danke für den Link Orbit :D den kannte ich .... und deshalb habe ich das ja auch so geschrieben .... hier ein kleiner Auszug von Wiki...
...oder von einer habitablen Zone einer Galaxie, in der sich bereits genügend schwere Elemente gebildet haben, aber sich andererseits nicht zu viele Supernova-Explosionen ereignen...:p
Also gilt habitable Zonen gelten auch für Sterne inerhalb einer Galaxie.:)
galileo2609
09.05.2010, 13:30
Hallo Orbit,
Die habitable Zone ist kein Ort von Sternen, sondern von Planeten innerhalb ihres Sternsystems
streng genommen gibt es mehrere habitable Zonen. Zonen innerhalb von Galaxien, innerhalb eines Sternsystems und auf einem Planeten selbst. Steht auch in dem wikilink.
Grüsse galileo2609
@ comqh & galileo
Danke für die Hinweise. Ich habe den Begriff bisher zu eng gefasst und wieder mal was hinzu gelernt. :)
Orbit
Sooo...habe mal eine kleine Milchmädchenrechnung aufgestellt :rolleyes:
Die meisten Werte sind naürlich rein spekulativ. Ich habe halt zum Vergleich unser eigenes Sonnensystem genommen und ein paar bekannte Exoplaneten.
Falls ihr glaubt ein paar prozentzahlen sind zu hoch oder zu niedrig , schreibt das bitte . Um so genauer , fallsdas überhaupt geht , wird die Rechnung.:D
Wahrscheinliche Häufigkeit von bewohnbaren Planeten in der Milchstrasse.
Nehmen wir die günstigste Ausgangsposition von 300 Milliarden Sternen in unserer Milchstrasse an.
Der richtige Stern
Leichte Sterne <1 Sonnenmasse sind am häufigsten und machen etwa 67% der Sterne aus
Mittlere Sterne von 1-4 Sonnenmassen machen etwa 25% der Sterne in der Milchstraße aus
Große Sterne von 4-10 Sonnenmassen machen etwa 7% der Sterne in der Milchstraße aus
Riesensterne von >10 Sonnenmassen machen weniger als 1% der Sterne in der Milchstraße aus.
75 Milliarden bleiben in der Milchstrasse schätzungsweise übrig, da wir nur mittlere Sternenklassen von Typ G und K gebrauchen können. (Zu kleine Sonnen - Planeten sind Rotationsgebunden. Zu groß - Sonnen verbrennen zu schnell.)
Sonnen müssen in der habitablen Zone der Galaxie sein. Zu nahe am Kern der Galaxis ist die Supernova Gefahr größer und diese löschen im Umkreis von ca. 200 Lj alles Leben durch die intensive Strahlung aus. Am Rand der Galaxis haben sich noch nicht genügend schwere Metalle gebildet um Planeten bilden zu können. Spiralarme sind auch Sternenentstehungs / Supernovagebiete und werden Prozentual berücksichtigt. Daher entfallen 2 / 3 der Sterne.
25 Milliarden Sterne sind nun in der habitüblen Zone
Sonnen entstehen oft in zwei oder Mehrfachsystemen, die oft keine Planeten halten können oder die Bahnen der Planten zu Exzentrisch sind. 10 % der Sonnen sind in solchen Systemen.
22 Milliarden Sterne mit entsprechenden Planeten sind noch übrig
Geeignete Planeten
Richtige Größe - um Atmosphäre zu halten.
Die charakteristische thermische Geschwindigkeit
der Teilchen der Atmosphäre muss (beträchtlich) kleiner sein als die Entweichgeschwindigkeit des Planeten. Nicht zu groß da sonst die Gravitation alles platt drückt, z.B. normaler Sturz aus dem Stand kann Lebensgefährlich sein.10% erfüllen diese Anforderung nicht.
20 Milliarden Sterne mit Planeten sind noch übrig.
Stabile Planetenbahnen / eher rund als elyptisch um die Sonne. Reisförmige Planetenbahnen garantieren moderate Jahreszeiten. 20 % erfüllen die Anforderung nicht.
16 Milliarden Sterne mit Planeten bleiben übrig.
einen Jupiter - reduziert die Wahrscheinlichkeit von Asteroiden Einschlägen auf den Planeten auf 10 - 100 Millionen Jahre. Ohne Jupiter 10 - 100 Tausend Jahre. 30% der Systeme erfüllen diese Anforderungen nicht. Gasriesen wandern häufig nach innen ( heiße Jupiter).
11 Milliarden Sternensysteme sind noch übrig.
Vorhandensein geeigneter chemischer Elemente (vor allem C, N, O, H, S und Spurenelemente). Mit diesen Elementen sind DNA / RNA Ketten möglich. Silicium kann auch Ketten bilden, aber erst ab -200° Celsius. Eine Teilung b.z.w. Vermehrung würde sehr, sehr lange dauern. 4 % der Planeten entfallen, wegen nicht geeigneter Elemente.
10,5 Milliarden Systeme bleiben übrig
richtige Neigung der Planetenachse / Mond stabilisiert Planetenachse. Grosse massereiche Planeten wie z.B. Gasriesen haben durch ihre Gravitation entweder Monde eingefangen oder in der Frühphase entstehen lassen. Wahrscheinlichkeit das kleinere Planeten Monde haben / bekommen bei 25%.
2.5 Milliarden Systeme bleiben übrig.
Der Planet braucht eine Atmosphäre (und nicht nur Exosphäre) Sie muss UV- und Röntgen-Strahlung filtern, damit Leben entstehen kann. Sie darf auch nicht zu dick sein , negativ Beispiel ist die Venus und der Mars. 25% der Planeten erfüllen die Anforderungen.
625 Millionen Sternensysteme sind noch übrig.
Eingeschränkter Temperaturbereich (ca. -25°C ..+100°C); wenigstens zeitweise muss die Temperatur über 0°C liegen, damit Wasser in flüssiger Form vorliegt. Wasser ist auch bei hohen Drücken noch flüssig, aber es können dort keine DNA / RNA Stränge entstehen. 60% der Planeten sind nicht in der habitablen Zone des Sterns.
250 Millionen Sternensysteme sind noch übrig.
Hinreichendes Alter des Himmelskörpers wegen der für höheres Leben notwendigen Entwicklungsdauer. 10 % der Planeten sind noch zu jung.
225 Millionen Sternensysteme bleiben noch übrig.
Der Planer braucht eine gemäßigte Rotationsdauer. Es entstehen zu starke klimatische Verhältnisse wenn sie zu kurz oder zu lang ist. 30% erfüllen dieses nicht.
158 Millionen Sternensysteme bleiben noch übrig.
Der Planet braucht ein Magnetfeld um sich vor dem Heimatstern zu schützen. 10% erfüllen dieses nicht.
142 Millionen Sternensysteme bleiben übrig.
Plattentektonik / reguliert zusammen mit Oberflächenwasser den CO2 Gehalt in der Atmosphäre wichtig für Temperaturregelung. 50% erfüllen dieses nicht.
71 Millionen Sternensysteme bleiben übrig.
Die Planeten sollten einen natürlichen Treibhauseffekt haben, da sonst eine Vereisung passieren kann. 20 % haben dieses nicht.
57 Millionen Sternensysteme bleiben übrig.
Diese Anzahl von lebenstragenden könnte man noch weiter verkleinern.
Essentielle Eigenschaften des Lebens sind:
Fortpflanzung
Stoffwechsel
Mutationen
(mögliche) Teilfunktionen des Lebens
Fortbewegung
Reizempfinden
Vererbung
Regulation
Intelligentes Leben?
Intelligenz: Einsicht, Erkenntnisvermögen
räumliches Vorstellungsvermögen
Rechenfähigkeit
Sprachverständnis
Gedächtnis
logisches Denken
erfordert komplexes Leben (Mehrzeller)
Grenzen für die Lebensdauer einer Zivilisation
Selbstvernichtung durch Krieg.
Übervölkerung, Erschöpfung der Naturschätze, ökologische Selbstvernichtung.
Starke Klimaschwankungen, lange Kälteperioden.
Starke Radioaktivität und Röntgenstrahlung z.B. durch die Explosion einer Supernova in Abstand bis 10pc.
Riesenstadium des Zentralgestirns.
Entwicklung von intelligentem Leben beeinflusst
Lebensraum
Kometeneinschlag
frosch411
11.05.2010, 08:45
Stabile Planetenbahnen / eher rund als elyptisch um die Sonne. Reisförmige Planetenbahnen garantieren moderate Jahreszeiten. 20 % erfüllen die Anforderung nicht.
Reisförmige Planetenbahnen? Langkornreis, Basmatireis, Rundkornreis, Milchreis oder eher Uncle Ben's Reis? :rolleyes:
o_o
Hallo comhq,
ich gehe nicht auf alle Punkte ein. Wenn ich auf einen Punkt nicht eingehe, dann heißt das nicht, daß ich einverstanden bin.
Wahrscheinliche Häufigkeit von bewohnbaren Planeten in der Milchstrasse.wenn man solche Betrachtungen anstellt, sollte man nicht aus den Augen verlieren, daß viele Aussagen dazu sich an dem einzigen uns bekannten Beispiel für Leben orientieren und es für nahezu alle Aussagen dazu nach wie vor große Unsicherheiten gibt.
Die meisten Werte sind naürlich rein spekulativ.was bedeutet, daß Deiner Betrachtung das Fundament fehlt.
Leichte Sterne <1 Sonnenmasse sind am häufigsten und machen etwa 67% der Sterne aus ...hier ist es nicht egal, welche Sternenkataloge Du heran ziehst.
Für solche Angaben kommst Du nach wie vor nur mit dem CNS3 und dem RECONS-Katalog zu statistisch noch brauchbaren Ergebnissen.
http://www.ari.uni-heidelberg.de/datenbanken/aricns/files/cns3type.htm
http://www.chara.gsu.edu/RECONS/census.posted.htm
(Zu kleine Sonnen - Planeten sind Rotationsgebunden. Zu groß - Sonnen verbrennen zu schnell.)[/B]beide sind zunächst mal keine prinzipiellen Ausschlußgründe für Leben.
Sonnen entstehen oft in zwei oder Mehrfachsystemen, die oft keine Planeten halten können oder die Bahnen der Planten zu Exzentrisch sind. 10 % der Sonnen sind in solchen Systemen.gut die Hälfte aller Sterne befindet sich in Mehrfachsystemen. Achte auf die Formulierung! Das ist nicht identisch mit: ‚Rund die Hälfte aller Sternsysteme sind …‘.
Pauschal kann man Mehrfachsysteme aber nicht ausschließen. Das hängt sehr vom Abstand der Sterne untereinander ab.
einen Jupiter - reduziert die Wahrscheinlichkeit von Asteroiden Einschlägen auf den Planeten auf 10 - 100 Millionen Jahre. Ohne Jupiter 10 - 100 Tausend Jahre. 30% der Systeme erfüllen diese Anforderungen nicht. Gasriesen wandern häufig nach innen ( heiße Jupiter). Ich suche hier keine Quellen für Deine Angaben, auch aus dem Grund, daß wir solche statistischen Aussagen (Anzahl der Systeme mit Gasriesen) noch gar nicht machen können. Die bisher gewonnenen Daten sind keineswegs repräsentativ, weil sie ganz bestimmte System-Typen selektiv herausfiltern.
Nicht zu groß da sonst die Gravitation alles platt drückt, z.B. normaler Sturz aus dem Stand kann Lebensgefährlich sein.über dieses Argument solltest Du nochmal nachdenken.
einen Jupiter - reduziert die Wahrscheinlichkeit von Asteroiden Einschlägen auf den Planeten auf 10 - 100 Millionen Jahre. Ohne Jupiter 10 - 100 Tausend Jahre. 30% der Systeme erfüllen diese Anforderungen nicht. Gasriesen wandern häufig nach innen ( heiße Jupiter). Das ist kein prinzipieller Ausschluß für Leben.
Gasriesen (wie jeder andere Himmelskörper) können nur dann nach innen wandern, wenn sie Impuls auf andere Objekte übertragen.
richtige Neigung der Planetenachse / Mond stabilisiert Planetenachse.das tut der jeweilige Stern auch. Zwischen dem Einfluß unseres Mondes und unserer Sonne gibt es dabei nur einen quantitativen Unterschied um rund einen Faktor 2.
Sieben von acht Planeten unseres Sonnensystems haben einen Winkel ihrer Rotationsachse zu ihrer Ekliptik von weniger als 30° (Venus mit ihrer retrograden Rotation im Prinzip auch) Obwohl außer der Erde keiner von denen einen auch nur annähernd vergleichbar relativ schweren Mond hat.
Wenn die Größe unseres Mondes tatsächlich eine entscheidende Rolle spielen sollte (z.B. für den Wasseranteil), dann schließt sie im Grunde genommen (über die derzeitigen Planetenbildungsmodelle) so gut wie alle Planeten der Milchstraße aus.
60% der Planeten sind nicht in der habitablen Zone des Sterns.wie kommst Du auf diese Zahl? In unserem Sonnensystem allein, sind 83% der Planeten und nahezu alle Himmelskörper nicht in der habitablen Zone.
Siehe dazu auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Habitable_Zone
Hinreichendes Alter des Himmelskörpers wegen der für höheres Leben notwendigen Entwicklungsdauer. 10 % der Planeten sind noch zu jung.wie kommst Du auf diese Zahl? (10%)
Es entstehen zu starke klimatische Verhältnisse wenn sie zu kurz oder zu lang ist. 30% erfüllen dieses nicht.für diese Annahme bist Du eine Begründung schuldig. Du solltest bei Deinen Betrachtungen auch hier nicht aus den Augen verlieren, daß unsere Erde nicht für uns konstruiert wurde, sondern wir uns ihrer 'Konstruktion' angepaßt haben. Das ist ein kardinaler Unterschied.
Der Planet braucht ein Magnetfeld um sich vor dem Heimatstern zu schützen. 10% erfüllen dieses nicht.wovor denkst Du, schützt Dich das Magnetfeld unserer Erde?
Die Planeten sollten einen natürlichen Treibhauseffekt haben, da sonst eine Vereisung passieren kann. 20 % haben dieses nicht.über welchen Vorgang willst Du diesen abstellen oder verhindern?
Herzliche Grüße
MAC
@ comhq:
Ich wiederhole noch einmal:
(mögliche) Teilfunktionen des Lebens
Fortbewegung
Reizempfinden
Vererbung
Regulation
Die fett hervorgehobenen Funktionen sind essentiell.
Abgesehen davon: Ich denke, dass es zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch nicht möglich ist, eine halbwegs belastbare Kalkulation aufzustellen, um die Zahl der belebten Planeten bzw. die Zahl außerirdischer Intelligenzen zu bestimmen. Bereits bei der Bestimmung der Anzahl von terrestrischen Planeten innerhalb der stellaren habitablen Zone gelangt man schnell ins reine Raten, weil Vergleichsdaten fehlen. Um so schwieriger wird es, wenn man sich auf die Feinheiten hinsichtlich Biogenese und Technogenese hinarbeitet. Bis zum Beweis des Gegenteils ist es daher sinnvoller, davon auszugehen, dass wir allein sind. Der Beweis des Gegenteils wird erbracht werden, wenn man z.B. terrestrische Planeten aufspürt, deren Atmosphären spektroskopisch untersucht und Nichtgleichgewichtszustände feststellt (z.B. gemeinsames Vorkommen von Ozon und Methan), die die Existenz einer Biosphäre nahelegen. Darüber hinaus könnte man zufällig künstlich modulierte Radiosignale auffangen, die nachweislich nicht von der Erde oder einem von der Erde gestarteten Raumflugkörper stammen. Diese Chance ist allerdings als sehr niedrig einzustufen, weil man eben zufällig zur gleichen Zeit und auf der gleichen Frequenz in der Senderichtung des Signals eine geeignete Antenne in Betrieb haben muss. Wird dieser Beweis nicht erbracht, widerlegt das zwar die Existenz anderer Biosphären und/oder Intelligenzen nicht, vergrößert aber die Wahrscheinlichkeit, dass Biosphären eine eher seltene Erscheinung im Universum sind. Dies wiederum kann sich sinnstiftend auf unsere Zivilisation auswirken, da wir dann unsere Seltenheit als Verpflichtung annehmen könnten, die Chance, einer nachhaltigen Entwicklung nicht leichtfertig aufs Spiel zu setzen.
Monod
Wie schon geschrieben sind die Zahlen natürlich spekulativ und sollen nur zeigen das man bei einer Galaxie mit 300 Milliarden Sternen nicht von 300 Milliarden Lebendtragenden oder von höherem Lebendtragenden Systemen ausgehen kann.:rolleyes:
was bedeutet, daß Deiner Betrachtung das Fundament fehlt.
was die Prozetzahlen angeht auf jeden fall. Nicht was Die Planeten angeht das habe rausgegoogelt und vieles stammt von Astrophysikern. Viele äußerungen von mir stammen auch aus verchiedenen Sendungen mit Prof. Lesch. Was nicht heissen soll das alle richtig ist was er sagt .... ich habe hier nur viele verschiedene Astrophysiker wiedergegeben....
http://www.planeten.ch/Stern
http://www.abenteuer-universum.de/galaxien/milch.html
http://www.lrt.mw.tum.de/de/interessierte/fs_ausserirdische_da_draussen_ist_keiner.phtml
http://wjd.ita.uni-heidelberg.de/SS05/S01-Dateien/Klose.pdf
http://blog.pikarl.de/?tag=milchstrase
http://wjd.ita.uni-heidelberg.de/SS06/V-05-30.pdf
http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/03/360000-planeten-mit-intelligenten-lebenwesen-in-unserer-milchstrasse.php
http://rabenhorst.blogg.de/eintrag.php?id=235
http://www.mpia-hd.mpg.de/Public/Aktuelles/Astronomie_SoVo/SoVoVortraege/060709/Sind_wir_allein.pdf
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,292269,00.html
http://www.brefeld.homepage.t-online.de/ausserirdisches-leben.html
dann noch alle Sendungen von Lesch & co und du hast die gleichen aussagen wie ich .
Zitat von comhq
Die Planeten sollten einen natürlichen Treibhauseffekt haben, da sonst eine Vereisung passieren kann. 20 % haben dieses nicht.
über welchen Vorgang willst Du diesen abstellen oder verhindern?
Plattentektonik / reguliert zusammen mit Oberflächenwasser den CO2 Gehalt in der Atmosphäre wichtig für Temperaturregelung.
http://de.wikipedia.org/wiki/Schneeball_Erde
wovor denkst Du, schützt Dich das Magnetfeld unserer Erde?
Da der Sonnenwind ein Plasma darstellt, verformt er sowohl das Magnetfeld der Sonne wie auch das der Erde. Das irdische Magnetfeld hält den Teilchenschauer zum größten Teil von der Erde ab. Nur bei einem starken Sonnenwind können die Teilchen in die hohen Schichten der Atmosphäre eindringen und dort Polarlichter hervorrufen, ebenso wie auf anderen Planeten mit einem Magnetfeld. Starke Sonnenwinde haben auch Einfluss auf die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen und können unter anderem den Kurzwellenfunk und die Kommunikation mit Satelliten stören. Sonnenwinde und ihre Auswirkungen auf die Technik sind seit z.B. 1847, 1859, 1921 und 1940 bekannt, weil es zu Störungen in der Telegraphie, an Signalanlagen der Bahn, bei der Radiokommunikation und vereinzelt sogar zum explosionsartigen Durchschmoren von Transformatoren gekommen ist (zu einem Transformatorenausfall ist es z.B. am 13. März 1989 in Quebec gekommen). In Bezug auf besonders starke Sonnenwinde wird die Möglichkeit eines globalen Totalausfalles der Stromversorgung und der Computerfunktionen für möglich gehalten.
Ohne Magnetfeld keine höher entwickelte Zivilisation:)
So vielen dank für die Kontroverse und viel Spass beim nachlesen.:D
Wird Zeit das sich wiedermal hier was tut, also:
Man hat sich Stanley Millers Ursuppe nochmal angeschaut und wesentlich mehr Aminosäuren gefunden als erwartet. Daraus schließen Forscher das große Teile der Bausteine des Lebens in Vulkanen entstanden sind.
>>Link (http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,752415,00.html)<<
mfg
Hier die gleiche Mitteilung mit schönen Illustrationen:
http://www.astrobio.net/pressrelease/3853/hydrogen-sulfide-helped-spark-life
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