ASTROBIOLOGIE: Ohne viel Sauerstoff kein höheres Leben

[Webmaster]

Ein Team von Astrobiologen untersuchte die Frage, welches Element für komplexeres Leben auf jeden Fall in einer Planetenatmosphäre vorhanden sein muss. Das Ergebnis: Ohne einen hohen Sauerstoffgehalt dürfte die Existenz von höher entwickeltem Leben wie etwa Tieren nicht möglich sein. Durch diese Bedingung wird die Zahl der Orte im All, auf denen es solches Leben geben könnte, erheblich eingeschränkt.

mehr: http://www.astronews.com/news/artikel/2005/07/0507-005.shtml

 

[Miora]

immer diese Engstirnigkeit

Auf der Erde gab es fast keinen freien Sauerstoff als das Leben entstand!

Sauerstoff ist ein starkes Zellgift (ein Diradikal - wie heikel). Mit ansteigendem Sauerstoffgehalt (ein Abfallprodukt des Pflanzenstoffwechsels) hatten die ursrünglichen Einzeller imense Probleme. Erst langsam gelang es, Sauerstoff als Energiequelle zu erschliessen. In gewissem Sinn bildeten sich Symbiosen, in dem andere primitive Lebewesen diese Sauerstoffverwerter aufnahmen und in Form von Mitochondrien die Zellen heutiger Tiere mit Energie aus Sauerstoff versorgen. Aber was spricht dagegen, dass unter anderen Umständen Schwefelbakterien oder andere einverleibt worden wären? Ein vulkanischer, zum Himmel stinkender Planet mit H2S oder vielleicht auch ein riesiger Planet mit freiem Wasserstoff! Und anärobe Lebewesen gibt es viele auf der Erde, und es sind bestimmt noch nicht einmal alle Stoffwechselformen auf der Erde und im Wasser bekannt. Mag der Energiegewinn vielleicht nicht so hoch sein, aber man könnte die Atmungseffizienz bestimmt auch bei uns noch enorm steigern.

Weiter bin ich auch skeptisch, ob Wasser oder gar Kohlenstoff unbedingt notwendig sind. Wobei letzterer durch seine Vielseitigkeit eigentlich zwingend scheint. Aber anorganisches Leben - warum nicht auch dies zumindest in einfacher und schlichter Form...

 

[Re(i)mbrandt]

Was ist überhaupt Leben?

Sind Pflanzen etwa keine Lebewesen?

Ich schätze, dass diesem Denkanstoß dasselbe Schicksal beschieden sein wird wie vielen anderen wissenschaftlichen Theorien: Irgendwann lächelt man milddenkend drüber. Was ist denn mit den schönen Theorien über die Entstehung unseres Sonnensystems passiert, die entwickelt wurden, als noch keine Exo-Planeten entdeckt worden waren? Man konnte einiges davon ad acta legen, als die ersten Planeten außerhalb unseres eigenen Sonnensystems entdeckt wurden. Und auch diese modifizierten Modelle mussten teilweise korrigiert werden – immer dann, wenn den Wissenschaftlern ein Planet vors Teleskop kam, der nicht in die aktualisierten Theorien passte.

Dasselbe dürfte auch mit allem geschehen, was Wissenschaftler als die allgemein gültigen Voraussetzungen für die Entstehung höheren Lebens festlegen. Denn auch hier wird wieder der zweite Schritt vor dem ersten getan. Und dieser erste Schritt wäre, zu bestimmen, was Leben überhaupt ist. Und diesen entscheidende Schritt hat bislang niemand in überzeugender Weise gewagt.

Natürlich kann man sagen, dass eine Symphonie oder ein Rock’n’Roll-Song, wissenschaftlich betrachtet, nur eine gesteuerte Abfolge von Schallwellen sind. Aber trifft diese Definition den wahren Kern dieser Gegebenheiten? – Genauso berechtigt (oder unberechtigt) kann man sagen, dass Leben durch bestimmte Sachlagen definiert und von Unbelebtem abgegrenzt wird: Fortpflanzung, Wahrnehmungsfähigkeit, Nahrungsaufnahme, Sterben ... Aber auch hier sei die Frage erlaubt: Trifft diese Katalogisierung den wahren Kern des Lebens? Sind Menschen, Tiere und Pflanzen wirklich nichts weiter als eine Ansammlung von Chemikalien im Gegenwert von ein paar Euro, deren Vorgänger vor 4 Milliarden Jahren „irgendwie“ lebendig geworden sind?

Ich möchte nicht falsch verstanden werden: Ich rede nicht etwa jenen Bibel-Traditionalisten das Wort, die – wie etwa in den USA – wissenschaftlichen Erkenntnisse oder die Evolutionstheorie generell in Frage stellen. Ich bin noch nicht einmal religiös. Aber ich bin davon überzeugt, dass das Universum „mehr“ ist als ein komplexes Räderwerk aus Sachverhalten, die sich ausschließlich auf chemische oder physikalische Grundlagen zurückführen lassen. So wie in der Astronomie mittlerweile eine dunkle Energie/Materie vorausgesetzt wird, deren Natur klassisch-wissenschaftlich überhaupt noch nicht erfasst werden kann, so dürfte Ähnliches für die Biologie gelten: Es wird eine universelle „Lebensenergie“ geben, die sich weder in Glaskolben eindicken noch in Teilchenbeschleunigern zertrümmern lässt. Und solange diese „Lebensenergie“ nicht Bestandteil jener Überlegungen wird, die sich mit dem generellen Vorhandensein höheren Lebens beschäftigen – solange werden diese Überlegungen die „Realität“ verfehlen.

 

[Miora]

Lebensenergie?

Die dunkle Energie/Materie wurde in unser Weltbild/Weltmodell aufgenommen, um alle Beobachtungen möglichst gut erklären zu können. Weder dunkle Energie, noch Materie, noch Elementarteilchen oder Moleküle werden wir je mit unseren Sinnen erfassen können, doch die ersonnenen Modelle erklären uns unsere Welt sehr gut. Sie scheinen zu stimmen, werden aber auch immer den neuesten Beobachtungen angepasst.

Aber für was braucht es Lebensenergie? Unsere Modelle vom Aufbau des Lebens sind noch nicht perfekt, doch Bedarf an einer Lebensenergie sehe ich nicht. Und warum nur für höheres Leben? Wo sind da die Grenzen?

Gruss,
Micha

 

[Re(i)mbrandt]

Aber für was braucht es Lebensenergie? Unsere Modelle vom Aufbau des Lebens sind noch nicht perfekt, doch Bedarf an einer Lebensenergie sehe ich nicht. Und warum nur für höheres Leben? Wo sind da die Grenzen?

Gruss,
Micha[/QUOTE]


Na, dann versuch mal, aus der „Ursuppe“, aus der das erste irdische Leben vor Milliarden von Jahren angeblich „zufällig“ entstand, selber etwas Lebendiges zu erschaffen. Im Labor hat man das ja versucht. Hat nicht funktioniert.

Diese Lebensenergie sehe ich im Übrigen NICHT nur bei höherem Leben gegeben. Sie umfasst alle Bereiche.

Und mir ist bidlang auch noch kein Fall bekannt, wo Naturwissenschaftler wirklich etwas erklärt haben. Beschreiben – ja, das können sie. Ein Physiker kann mir genauestens beschreiben, WIE ein Stein, den ich werfe, sich alsdann verhalten wird. Mit genauen Flugbahnen etc. pp. Aber WARUM er das tut – darauf wird dir kein Wissenschaftler ernsthaft eine Antwort geben können. Warum die Welt so ist, wie sie ist, ist eine eher philosophische als eine naturwissenschaftliche Frage.

 

[gekochteshirn]

wer weiss ...

Es ist unumstösslich, dass das höhere Leben auf unserem Planeten sehr viel dem Sauerstoff zu verdanken hat. Es sind aber im Artikel selbst 2 Alternativen angegeben. Auch wenn diese im Weltraum nicht so verbreitet sind, ist diese Verbreitung bei weitem nicht gleichmässig und man hat bisher nur einen vernichtend kleinen Teil von Planeten auf deren chemische Zusammensetzung untersuchen können. Und was die Anknüpfung an das Wasser betrifft, da pflichte ich Miora zu. Ist es wirklich für das kohlenstoff-basierte Leben notwendig? Das gesuchte Lösungsmittel muss nur inert zu den Kohlenstoffketten sein und die Membranbildung erlauben (vielleicht sogar nicht unbedingt auf Hydro- Lipophilbasis). Aus diesem Blickwinkel fallen mir noch Methan, Kohlendioxid und Ammoniak ein. Vielleicht fallen einem versierten Chemiker sogar mehr Varianten ein?

 

[northcup]

Amuesiert...

beoboachte ich mit Herrn Catling einer derjenigen "Wissenschaftler", die "Einmaligkeit" des Menschen "retten" wollen. Mir ist es vergoennt, die Astrophysik und Astronomie jetzt ueber lange Zeit als interessierter Laie verfolgen zu duerfen. Mir ist schon lange (intuitiv) klar, dass es "da draussen" vor Leben nur so wimmelt und wir mitten drinn als - zugegeben intelligenzmaessig noch sehr rueckstaendige - Anhaeufung von selbstorganisierter Materie schauen dank Hubble und reiben uns die Augen. Herr Catling soll sich einfach mal Abends auf eine Wiese stellen und bei gutem Seeing ein Blick auf die Milchstrasse werfen. Geht auch ganz ohne Instrumente. Vielleicht daemmert ihm dann was..., vielleicht wie alles zusammen gehoert ?! ;-)

Herzliche Gruesse,
Klaus Schulz

 

[Bynaus]

Im Labor hat man das ja versucht. Hat nicht funktioniert.

Es ist auch was anderes, ob man dafür einige Wochen oder einige Jahrmillionen Zeit hat...

Herr Catling soll sich einfach mal Abends...

Den Spott kannst du dir sparen.
Kann es denn wirklich Zufall sein, dass höheres Leben erst dann auftrat, als viel ("genügend") Sauerstoff vorhanden war? Natürlich kann es auch "höheres Leben" auf der Basis anderer Stoffe als Sauerstoff geben - aber wie es im Artikel heisst, liefert dies 10 mal weniger Energie. Das heisst, Lebewesen könnten entsprechend weniger schnell, weniger komplex, weniger vernetzt sein - genau das Gegenteil dessen also, was wir als "höheres Leben" definieren. Zum Beispiel sei Chlor genau so effektiv, nur seltener. Interressanterweise gibt es aber Nukleosynthetische Prozesse in bestimmten Typen von Riesensternen, die die Bildung von Chlor und weiteren, ansonsten seltenen Elementen fördern und damit könnten durchaus auch "Chlor-Welten" existieren, mit einer Biologie, die ihre Energie aus atmosphärischem Cl2 bezieht.

Die ewige Nörgelei an der "Engstirnigkeit" der Wissenschafter geht mir langsam auf die Nerven. Kein vernünftiger Wissenschafter schliesst prinzipiell aus, dass es da draussen sehr viel sehr fremdes Leben geben könnte (DAS wäre engstirnig). Es geht aber nun mal darum, möglichst verlässliche Hinweise zu sammeln, wie häufig Leben sein könnte und in welchen Formen es auftreten kann. Da wir auf ein einziges Sonnensystem beschränkt sind, sind verlässliche (also publizierbare) Argumente zwangsweise mit unserem eigenen Planeten verknüpft. Ein Wissenschafter, der so frei argumentiert, dass er nach Ansicht der "Nörgeler" nicht "engstirnig" ist, bewegt sich einfach "in der Luft" - er hat nichts, um seine Argumente zu untermauern, aus schlichtem Mangel an Untersuchungsobjekten - und damit wären seine Aussagen völlig wertlos, eine beliebige Spekulation, wie sie auch jeder selbsternannte möchtegern-Naturwissenschafts-Experte machen könnte.

Dass man also immer wieder hört, "höhere / intelligentes Leben könnte sehr selten sein" hat nichts damit zu tun, dass die Wissenschafter "engstirnig" sind. Das kommt davon, dass wir nur einen einzigen Planeten mit Leben kennen.

 

[Re(i)mbrandt]

Es ist auch was anderes, ob man dafür einige Wochen oder einige Jahrmillionen Zeit hat...
.

Darum geht es gar nicht.

Egal, ob es nach Wochen, Monaten oder Jahrmillionen dazu kommen mag: Die Wissenschaftler erklären den angeblichen Übergang von der unbelebten Ursuppe zum ersten Lebewesen als spontanen Akt. So nach dem Motto: Am Mittwoch, den 23. April 4598765 vor Christus um 7.45 Uhr und 26 Sekunden war die Erde noch unbelebt – und am Mittwoch, den 23. April 4598765 vor Christus um 7.45 Uhr und 27 Sekunden schwamm irgendwo in dieser Suppe das erste Lebewesen herum. Das Datum ist dabei unerheblich – es geht ums Prinzip: den Übergang vom Unbelebten zum Belebten als plötzliches, spontanes, zufälliges, anruptes, scheinbar unvorbereitetes Ereignis. Und eben diese Spontaneität erscheint mir nicht nachvollziehbar.

Vielmehr erscheint mir das biologische Leben als Ausdruck eines lang angelegten „Keims“, der im Universum bereits vorhanden war, bevor unser Sonnensystem überhaupt entstanden ist. Das Leben ist meiner Meinung nach nicht irgendwann einfach mal so just for fun entstanden, sondern hat sich konsequent inform von Wesen manifestiert, die uns hier auf der Erde als Pflanzen und Tiere bekannt sind – und hat auf anderen Welten, unter anderen Bedingungen wahrscheinlich völlig andere Manifestationsformen engenommen.

 

[Bynaus]

Die Wissenschaftler erklären den angeblichen Übergang von der unbelebten Ursuppe zum ersten Lebewesen als spontanen Akt. (...) ...schwamm irgendwo in dieser Suppe das erste Lebewesen herum.

Das stimmt so nicht. Natürlich war die Entstehung des Lebens ein spontaner Akt (was denn sonst?) - aber nicht so, wie du es soeben beschrieben hast. Kein seriöse zeitgenössische Literatur zum Thema behauptet das!

Tatsächlich liegt der Anfang des Lebens vermutlich bei der Entstehung der ersten RNA-Stränge. Die primitivste Version dieses komplexen Moleküls ist in der Lage, Kopien ihrer selbst zu produzieren. Dieses komplexe Molekül hat sich spontan, als eines von vielen Zigilliarden möglichen komplexen Molekülen in der Ursuppe gebildet - da es als einziges in der Lage war, sich selbst zu duplizieren, konnte es über längere Zeiträume erhalten bleiben, im Gegensatz zu all den anderen komplexen Molekülen, die irgendwann wieder zerfallen. Von diesem Moment an kam auch die Evolution in Gang, da stets jene RNA-Moleküle am weitesten verbreitet waren, die aufgrund spontaner Mutationen über bessere Replikationsmechanismen als ihre "Verwandten" verfügten. Diese Zeit wird als "RNA-Welt" bezeichnet. Später kam der grosse Upgrade zur DNA, die zwar schwieriger zu steuern, aber flexibler und vielseitiger ist als die RNA. Irgendwann entwickelten sich dann DNA-Moleküle, die von einer Schutzschicht umgeben waren (ein klarer Vorteil) - die ersten Einzeller waren entstanden. Der Rest - ist Geschichte.

 

[Tooob]

Ein Ansatz finden

Ich habe alle Ihre Beiträge mit Genuss gelesen und dabei einige logische Argumentationen gefunden. Grundsätzlich glaube ich, dass wir zu diesem Thema andere Fragen stellen müssen, denn allein unsere Natur hat gezeigt, dass das Leben mit den unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen zurecht kommt. Wer kann denn mit Recht behaupten, dass es höhere Lebensformen nur mit Sauerstoff geben kann? Im Gegenteil zu den physikalischen Naturgesetzten die, wie man festgestellt hat, im ganzen Universum ihre Gültigkeit haben, können wir das vom Leben nicht oder noch nicht behaupten.

Wäre es nicht interessanter für Wissenschaftler sich die Frage zu stellen, wie könnte ein Lebewesen z.B. auf dem Mars aussehen, also die gegenbenen Bedingungen zu nehmen und zu schauen, wie ein biologisches Leben dort funktionieren könnte. Was uns Lebenwesen bisher auf jeden Fall bewiesen haben ist, dass sie sich auf "äußere Bedingungen" einstellen und nicht "äußere Bedingungen" benötigen. Ich denke es gibt nur eine Bedingung vor der wir ziemlich sicher ausgehen können und das ist eine stabile Umwelt über einen langen Zeitraum.

Vor Jahrzehnten hat man zumindest nicht geglaubt, dass es möglich wäre Leben in 8000 Meter Tiefe bei einer enormen Hitze neben schwarzen Rauchern zu finden, die ohne Sonnenlicht leben und sich eines völlig anderen Stoffwechsels bediehnen.
Können wir bei der Frage nach den Bedingungen für Leben ernsthaft nach dem Ausschlussprinzip verfahren? Ich denke nicht.

 

[gekochteshirn]

Entstanden, oder einverleibt?

Das ist die Frage, welche leider nicht beantwortet werden kann. Zumindest gewinnen wir vielleicht neue Ansätze nachdem die beiden laufenden Kometmissionen abgeschlossen sind. Es erscheint mir aber als genauso wahrscheinlich, dass die ersten Polysacharide mit eben diesen auf der Erde "gelandet" und nicht durch Synthese entstanden sind. Aber gleiten wir nicht etwas ab vom Thema?

Zitat: Kann es denn wirklich Zufall sein, dass höheres Leben erst dann auftrat, als viel ("genügend") Sauerstoff vorhanden war?

Ich sehe es als die notwendige Konsequenz an. Nachdem die Atmosphere und die Ozeane mit Sauerstoff angereichert wurden, hatte das anaerobe Leben keine andere Möglichkeit als sich anzupassen und vielleicht den ersten Schritt auf dem Weg der höheren Komplexität zu wagen. Wäre es aber ohne freien Sauerstoffs zum höheren Leben gekommen? Die Antwort wird wahrscheinlich für immer der Phantasie überlassen sein. Es ist aber nicht immer evolutionell günstig den Weg der besseren Effizienz zu bestreiten. Der Blutfarbstoff der Mollusken - Hämocyanin - ist auch nicht so effizient, wie unser Hämoglobin. Hat sich aber wegen seiner Farbe (vermutlich) durchgesetzt und auch zum Entwickeln agiler und intelligenter Lebensformen beigetragen.

 

[Miora]

Argumentation über Korrelation

Die ewige Nörgelei an der "Engstirnigkeit" der Wissenschafter geht mir langsam auf die Nerven. Kein vernünftiger Wissenschafter schliesst prinzipiell aus, dass es da draussen sehr viel sehr fremdes Leben geben könnte (DAS wäre engstirnig).

Die meisten Wissenschaftlich dürften nun wirklich nicht engstirnig sein, aber gerade bei besonders populären Themen kann man leicht das Gefühl bekommen, dass eine gewisse Profilierungssucht um sich greift. Mir ist besonders die Korrelation zwischen Sauerstoffgehalt und höheren Lebensformen sauer aufgestossen. Das ist nämlich wirklich völliger Schwachsinn, wie das vielzitierte Beispiel, dass mit dem Rückgang der Storchenpopulation in Norddeutschland die Geburtenrate zurück ging. Lieber Himmel: Höhere Sauerstoffkonzentration. Es wird nicht angesprochen, dass mit dem Anstieg der Sauerstoffkonzentration auch viel Zeit ins Land ging, sich das Klima enorm wandelte (mal kälter, mal wärmer), die gesamte Biophäre oft umgewalzt wurde, was weiss ich, das Magnetfeld, Tageslängen, Sonneneinstrahlung etc etc... stark varierten. Und das alles zu vernachlässigen, spricht nicht besonders für wissenschaftliche Methodik. Natürlich darf man einfach mal spekulieren, aber der Artikel hätte mir mehr zugesagt, wenn sie es beim Bestimmen der Energieeffizienz gelassen hätten...

Wäre es nicht interessanter für Wissenschaftler sich die Frage zu stellen, wie könnte ein Lebewesen z.B. auf dem Mars aussehen, also die gegenbenen Bedingungen zu nehmen und zu schauen, wie ein biologisches Leben dort funktionieren könnte. Was uns Lebenwesen bisher auf jeden Fall bewiesen haben ist, dass sie sich auf "äußere Bedingungen" einstellen und nicht "äußere Bedingungen" benötigen. Ich denke es gibt nur eine Bedingung vor der wir ziemlich sicher ausgehen können und das ist eine stabile Umwelt über einen langen Zeitraum.

Das finde ich ziemlich interessant, quasi eine Retrosynthese von Leben entsprechend der Bedingungen...

Nachdem die Bildzeitung die Erde schon von gifitgen Kometengasen umwabert sieht und mit unser aller Tod spekuliert. Wie wäre es denn mit flüssiger Blausäure als Lebensmedium? Würde zumindest angenehm riechen...

Und noch eine Anmerkung: Im Spiegel war eine Kurzmittelung über photosynthesetreibende Bakterien ca. 2400 Meter unterm Meer. Dazu nutzen sie thermale Strahlung. Wer hätte das gedacht?

Gruss,
Micha

 

[Bynaus]

Wer hätte das gedacht?

Wäre die Frage nicht eher: wer hätte das prinzipiell ausgeschlossen, hätte man ihn vor der Entdeckung darauf angesprochen?

Die Frage, ob zwischen Sauerstoff-Konzentration und höheren Lebensformen eine Scheinkorrelation (analog zu den Störchen) besteht oder nicht, ist natürlich nicht leicht zu beantworten. Allerdings gibt es einige Hinweise darauf, dass es eine echte Korrelation sein könnte:

1. Alle höheren Lebewesen atmen Sauerstoff. Es gibt (genauer: man kennt) keine anaeroben, makroskopischen Lebensformen (zumindest nicht auf der Erde). Viel Sauerstoff ist also zumindest ein notwendiger, wenn auch nicht hinreichender Hinweis für die Abhängigkeit von höherem Leben (wie wir es kennen) von der Sauerstoffkonzentraion.

2. Natürlich haben sich viele Dinge verändert in der Zeit - aber die zeitliche Grössenordnung der Veränderungen in der Sauerstoffkonzentration ist ähnlich wie die zeitliche Grössenordnung der Enstehung von höherem Leben. Das heisst: seit vielleicht einer halben Milliarde Jahre gibt es hohe Sauerstoffkonzentrationen - und sei einer halben Milliarde Jahre gibt es höheres Leben. Tageslängen, Sonneneinstrahlung, Klima, Magnetfeld etc. schwanken in viel grösseren (Tageslängen, Sonneneinstrahlung) oder kleineren (Klima, Magnetfeld) Zeiträumen - würde die Entwicklung von höherem Leben von ihnen abhängen, würde man eine entsprechend schnellere Variation von höherem Leben erwarten.

Allein diese beiden Umstände lassen einen echten Zusammenhang als zumindest plausibel erscheinen.

 

[Re(i)mbrandt]

Tatsächlich liegt der Anfang des Lebens vermutlich bei der Entstehung der ersten RNA-Stränge. Die primitivste Version dieses komplexen Moleküls ist in der Lage, Kopien ihrer selbst zu produzieren.

Einfach so? Warum hat denn dieses bestimmte Molkekül diese wunderbare Fähigkeit, andere wiederum nicht? Zudem müsste es dann ja möglich sein, die physikalisch-chemischen Bedingungen der Ursuppe nachzub(r)auen und die zuvor isolierte RNA eines einfachen Organismus dort hineinzufügen. Alsdann müsste ja der Reproduktionsprozess erneut einsetzen.

Und: Ist dieser RNA-Strang, der sich selbst reproduzieren kann, dann auch schon ein „richtiges“ Lebewesen?

[…] da es als einziges in der Lage war, sich selbst zu duplizieren, konnte es über längere Zeiträume erhalten bleiben, im Gegensatz zu all den anderen komplexen Molekülen, die irgendwann wieder zerfallen.

Nochmal gefragt: Warum zerfallen all die anderen komplexen Molekülstränge – nur dieser eine, ganz besondere nicht? Ist Leben bzw. Nicht-Leben also allein von den Winkelgraden und anderen Parametern abhängig, die die Bestandteile eines Moleküls miteinander in Beziehung setzen und die Komplexität und Individualität eines bestimmten Moleküls bestimmen? Falls ja, müsste sich das Phänomen des Lebens dann nicht in einer mehr oder minder simplen Molekülkomplexitäts-Formel fassen lassen?

 

[Bynaus]

Warum hat denn dieses bestimmte Molkekül diese wunderbare Fähigkeit, andere wiederum nicht?

Möglicherweise haben auch andere diese Fähigkeit, wer weiss. Aber diese "Warum"-Fragen führen letztlich nirgends hin: auf "warum"-Fragen gibt es immer beliebig viele Erklärungen (z.B. "Warum regnet es?" - "Weil die Sonne immer wieder Wasser verdampft" - "Weil kalte Luftschichten auf warme, feuchte treffen" - "Weil die Gravitation die Tropfen nach unten zieht" - "Weil Maxli gestern seinen Teller nicht ausgegessen hat" - etc.).

Andere Moleküle haben andere "wunderbare" Fähigkeiten. Die Fähigkeit zur Selbstreplikation wird in deinen Augen nur deshalb "wunderbar", weil sie die Basis allen Lebens ist - das ist aber kein besonders objektiver Standpunkt.

Und: Ist dieser RNA-Strang, der sich selbst reproduzieren kann, dann auch schon ein „richtiges“ Lebewesen?

Das ist bloss eine Frage der Definition des Wortes Lebewesen und deshalb ziemlich irrelevant für die Frage der Entstehung des Lebens.

Ist Leben bzw. Nicht-Leben also allein von den Winkelgraden und anderen Parametern abhängig, die die Bestandteile eines Moleküls miteinander in Beziehung setzen und die Komplexität und Individualität eines bestimmten Moleküls bestimmen?

Ja, nicht abschliessend, aber unter vermutlich vielen weiteren physikalischen Parametern, ja.

Falls ja, müsste sich das Phänomen des Lebens dann nicht in einer mehr oder minder simplen Molekülkomplexitäts-Formel fassen lassen?

Ja, eigentlich schon - bloss braucht das gewaltige Rechenkapazitäten. Vielleicht hast du schon von diesem Projekt zum Verteilten Rechnen gehört, bei dem Proteinfaltungen berechnet werden, um daraus letzlich neue Erkenntnisse und Medikamente zu gewinnen. Wenn schon die Faltungen eines einzigen Proteins eine globale Anstrengung erfordern, dann kannst du dir sicher vorstellen, dass es (zur Zeit) unerreichbar schwierig ist, eine ganze Zelle oder gar einen ganzen Organismus mit einer solchen Formel zu berechnen.

 

[Re(i)mbrandt]

Aber diese "Warum"-Fragen führen letztlich nirgends hin […]

Nun, das sehe ich grundlegend anders: Gerade die Frage des „Warum?“ ist das alles entscheidende naturphilosophische Ur-Frage. Anderenfalls bleibt die „Wissen“schaft auf einer rein beschreibenden Ebene stecken. Bloße Beschreibungen und Voraussagen allein, und seien sie noch so ausgefeilt, beantworten letztlich nicht jene Fragen, die sich jeder Mensch stellt, der die provozierende Selbstverständlichkeit der materiellen Existenz an sich irgendwann einmal zu hinterfragen versucht.

Das ist bloss eine Frage der Definition des Wortes Lebewesen und deshalb ziemlich irrelevant für die Frage der Entstehung des Lebens.

Die Frage, ab wann man ein durch physikalische oder chemische Maßstäbe bestimmtes Objekt wissenschaftlicher Untersuchungen als Lebewesen einzustufen hat, soll unerheblich für die Frage der Lebensentstehung an sich sein? Hm ... diese Ansicht bleibt mir, ehrlich gesagt, unzugänglich.

Ja, nicht abschliessend, aber unter vermutlich vielen weiteren physikalischen Parametern, ja.

Viele weitere physikalische Parameter ... das scheint ja gerade die Überlegung zu untermauern, dass das Bild von den herumschwimmenden unbelebten Molekülketten, die dann „grundlos“ zu einer reproduzierfähigen „Lebensvorstufe“ verwandelt werden, zumindest löchrig ist. Wenn man diese physikalischen Stellgrößen hingegen als grundlegende Bestandteil der Naturgesetze auffasst, kommen wir der Sache vielleicht schon näher. Dann wäre die Entstehung von Leben unvermeidlich – nicht nur auf der Erde, sondern überall im Universum.

 

[Bynaus]

Gerade die Frage des „Warum?“ ist das alles entscheidende naturphilosophische Ur-Frage.

Das mag sein - aber "warum" sucht immer nach einem "Sinn". In Bezug auf Menschen, die "Sinnvolle", also zweckgerichtete Aktionen durchführen können, macht die Warum-frage durchaus Sinn (etwa bei einem Verbrechen die Frage nach dem Motiv). In der Naturwissenschaft sind warum-Fragen aber doch letzlich immer "wie", "wordurch", "womit"-Fragen. Das Universum hat, so wie es scheint, keinen "Zweck" - also sind "warum"-Fragen fehl am Platz.

Und selbst wer glauben will, dass das Universum einen Zweck hat, kommt nicht darum herum, die anderen Fragen zu stellen. Das Universum lässt sich nicht in den Zeugenstand nehmen oder verhören: die Warum-Fragen darf man natürlich stellen: aber es wird nie jemand da sein, der sie befriedigend beantworten kann (denn in einem solchen Fall wäre die nächste Frage sofort: "und warum ist es diese Antwort und nicht jene oder jene?").

Hm ... diese Ansicht bleibt mir, ehrlich gesagt, unzugänglich.

Ist es zum Verständnis der Prozesse, die zur Entstehung der Kontinente geführt haben, wichtig zu wissen, ob man Australien nun schon als Kontinent oder doch noch als grosse Insel bezeichnet? Ist es zum Verständnis der Prozesse, die zur Bildung des Planetensystems führten, wichtig, ob Pluto nun ein Planet oder ein grosser Planetoid ist? Menschliche Begriffe sind ungenau: sie können höchstens zur groben Klassifizierung dienen - wir können nicht erwarten, dass sich das Universum an unsere Denkschemata hält. Deshalb ist es letztlich unerheblich, ob ein Virus oder ein RNA-Strang ein Lebewesen ist oder nicht: wir wollen die Prozesse verstehen, die zur Entstehung der heutigen Biosphäre beigetragen haben: Virus und RNA-Stränge haben darin ihren Platz: unabhängig davon, ob man ihnen nun die Ettikette "Lebewesen" umhängt oder nicht.

dass das Bild von den herumschwimmenden unbelebten Molekülketten, die dann „grundlos“ zu einer reproduzierfähigen „Lebensvorstufe“ verwandelt werden, zumindest löchrig ist.

Ja, das ist durchaus löcherig: ich habe nicht behauptet, dass die Entstehung des Lebens, oder auch das heute existierende Leben in all seinen Einzelheiten verstanden wäre. Aber gerade weil es so ist, ist es zurzeit unmöglich zu sagen, ob die Entstehung des Lebens zwangsläufig in den Naturgesetzen enthalten ist oder doch eher ein absoluter Zufall darstellt, den wir nur deshalb beobachten können, weil unsere eigene Existenz davon abhängt (anthropisches Prinzip). Deshalb ist es auch so wichtig, nach ausserirdischem Leben (auf Mars, Europa, Titan, ausserhalb des Sonnensystems...) Ausschau zu halten: finden wir an diesen Orten Leben, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass Leben immer und überall existiert - wenn nicht, dann ist eher der "grosse Zufall" wahrscheinlich.

Dann wäre die Entstehung von Leben unvermeidlich – nicht nur auf der Erde, sondern überall im Universum.

Das "denke" ich selber auch - aber Gewissheit darüber kann es zum heutigen Zeitpunkt nicht geben.

 

[Re(i)mbrandt]

Erst mal vorab: Ich finde es sehr nutzbringend, diese Diskussion zu führen. Ich hoffe, dass sich dadurch niemand gelangweilt oder provoziert fühlt. Falls doch, möge man mir einen entsprechenden Hinweis zukommen lassen.

In der Naturwissenschaft sind warum-Fragen aber doch letzlich immer "wie", "wordurch", "womit"-Fragen.

Ja, aber mit welcher objektiven Legitimation wird das „Warum“ mit dem „Wie“, „Wodurch“ oder „Womit“ gleich gesetzt? Die Naturwissenschaft sollte dann wenigstes so ehrlich sein, zuzugeben, dass sie die eigentlich nagende „Warum das alles?“-Frage nicht beantworten kann. Das scheint mir oft „vergessen“ zu werden (nicht bei allen Naturwissenschaftlern; es gibt mittlerweile viele, die in ihrer Disziplin nicht die alleinseligmachende Weisheitsquelle sehen).

Das Universum hat, so wie es scheint, keinen "Zweck" - also sind "warum"-Fragen fehl am Platz.

Das ist eine mutige, kühne Aussage. Mir scheint, dass die Existenz des Universums durchaus einen „Zweck“ verfolgt, und bislang hat mich noch nichts vom Gegenteil überzeugen können. Ich gestehe aber zu, dass das eine reine Glaubensfrage ist (allerdings nicht unbedingt Religionsfrage).

Und selbst wer glauben will, dass das Universum einen Zweck hat, kommt nicht darum herum, die anderen Fragen zu stellen. Das Universum lässt sich nicht in den Zeugenstand nehmen oder verhören: die Warum-Fragen darf man natürlich stellen: aber es wird nie jemand da sein, der sie befriedigend beantworten kann (denn in einem solchen Fall wäre die nächste Frage sofort: "und warum ist es diese Antwort und nicht jene oder jene?").

Einverstanden. Ich will ja auch keinem dumpfen Mystizismus das Wort reden. Naturwissenschaft ist natürlich unverzichtbar, um die Welt um uns herum schärfer wahrnehmen zu können. Aber, um ein Beispiel zu nennen, eine mir fremdartige Schrift schärfer zu sehen bringt mich u. U. dem Schritt näher, den Sinn dieser Schrift zu enthüllen – aber dieser Schritt ist damit noch nicht vollzogen. Die Botschaft, die hinter der Tatsache steht, dass das Universum nun mal existiert, bleibt nach wie vor verborgen, auch wenn man das Universum durch Naturwissenschaft besser „versteht“.

[…] Deshalb ist es letztlich unerheblich, ob ein Virus oder ein RNA-Strang ein Lebewesen ist oder nicht: wir wollen die Prozesse verstehen, die zur Entstehung der heutigen Biosphäre beigetragen haben: Virus und RNA-Stränge haben darin ihren Platz: unabhängig davon, ob man ihnen nun die Ettikette "Lebewesen" umhängt oder nicht.

Das hieße dann ja, dass es im Grunde keinen Unterschied zwischen „lebendig“ und „nicht lebendig“ gibt oder uns Menschen die letztendliche Kompetenz fehlt, diesen Unterschied zu erkennen. Oder dass es doch zumindest eine Art Grauzone gibt zwischen dem, was eindeutig als ein Lebewesen bezeichnen kann und was nicht. Dann kann man aber auch sagen, dass „alles“ um uns herum eine Art „Leben“ führen könnte (eine Ansicht, die ich durchaus teilen würde). – Mal angenommen, eine Marssonde würde auf dem Roten Planeten „Etwas“ entdecken, das ein Äquivalent dieser Ursuppen-RNA wäre: Dürfen wir dann jubeln, dass wir doch nicht allein im All sind? Oder müssten wir enttäuscht sein, weil es eben doch kein „Leben“ ist? Warum also spähen wir das All so sehnsüchtig nach anderen Lebewesen aus, wenn wir noch nicht einmal objektiv beschreiben können, wonach wir eigentlich suchen? – Von daher denke ich, dass es bei der Definition, was ein Lebewesen ist, um weitaus mehr geht als um eine typisch menschlich „Etikettiersucht“ – es geht vielmehr ums Allesentscheidende.

[…]Deshalb ist es auch so wichtig, nach ausserirdischem Leben (auf Mars, Europa, Titan, ausserhalb des Sonnensystems...) Ausschau zu halten: finden wir an diesen Orten Leben, dann ist es sehr wahrscheinlich, dass Leben immer und überall existiert - wenn nicht, dann ist eher der "grosse Zufall" wahrscheinlich.

Siehe oben Nach welcher Art Leben würdest du z. B. auf Europa suchen, wenn du die technschen und finanziellen Mittel hättest, um eine Forschungsreise dorthin zu schicken?

Das "denke" ich selber auch - aber Gewissheit darüber kann es zum heutigen Zeitpunkt nicht geben.

Gerade deshalb ist es so wichtig zu definieren, was man unter „Leben“ überhaupt versteht, damit man weiß, wonach man sucht Denn: »Dem weht kein Wind, der keinen Hafen hat, nach dem er segelt.«

 

[Bynaus]

Erst mal vorab: Ich finde es sehr nutzbringend, diese Diskussion zu führen.

Das sehe ich auch so!

Die Naturwissenschaft sollte dann wenigstes so ehrlich sein, zuzugeben, dass sie die eigentlich nagende „Warum das alles?“-Frage nicht beantworten kann.

Ich denke schon, dass die Naturwissenschaft diese Frage nicht beantworten kann. Ich sehe die Naturwissenschaft nicht alls allmächtiges Erklärungsbild unserer Existenz - wohl aber als extrem mächtiges Instrument, um unsere Existenz so präzise wie möglich zu beschreiben und zu "verstehen" (in einem analytisch-technischen Sinn) - aber nicht, um die Frage nach dem "Grund" unserer Existenz zu beantworten. Möglicherweise gibt es einen Grund, möglicherweise nicht.

Die Botschaft, die hinter der Tatsache steht, dass das Universum nun mal existiert, bleibt nach wie vor verborgen, auch wenn man das Universum durch Naturwissenschaft besser „versteht“.

Da stimme ich dir auf jeden Fall zu.

Das hieße dann ja, dass es im Grunde keinen Unterschied zwischen „lebendig“ und „nicht lebendig“ gibt oder uns Menschen die letztendliche Kompetenz fehlt, diesen Unterschied zu erkennen.

Ja, qualitativ gibt es keinen Unterschied zwischen dem "Lebendigen" und dem "nicht Lebendigen" - es besteht alles aus demselben Stoff und unterliegt denselben Naturgesetzen. "Leben" ist eben ein operativer, unscharfer Begriff, den wir normalerweise auf all das anwenden, was im entferntesten mit uns vergleichbar ist (quasi ein Abgrenzungsbegriff, der irgendwo zwischen "höhere Lebensformen" (zu deen wir uns zählen) und "Tote Materie" (von der wir uns ausschliessen) anzusiedeln ist). Da ist es nur natürlich, dass eine Grauzone entsteht: ich behaupte mal, die Welt ist so vielfältig und komplex, dass sich zu jedem solchen Begriff eine Ausnahme bzw. eine Grauzone finden lässt. Nur die Mathematik kennt diese Grauzonen nicht - weshalb man, meiner Meinung nach, "scharfe" (im Gegensatz zu den vorher erwähnten "unscharfen") Begriffe nur aus den mathematisch formulierten Naturgesetzen ableiten kann. So kann man sich zwar darüber streiten, was man sich nun unter einem Photon "vorzustellen" (= welche Übertragung in unsere Welt der unscharfen Begriffe am passendsten ist) hat (Eher Teilchen? Oder Welle? Oder beides?) - aber innerhalb der Formelsprache ist das Photon exakt formuliert.

Mal angenommen, eine Marssonde würde auf dem Roten Planeten „Etwas“ entdecken, das ein Äquivalent dieser Ursuppen-RNA wäre: Dürfen wir dann jubeln, dass wir doch nicht allein im All sind?

Nun, vermutlich würde man behaupten, man hätte "Vorstufen" von Leben gefunden: Die Wissenschaftler hätten "RNA" gefunden, und für die Bild-Zeitung würde es bedeuten "Wir sind nicht allein!". Ich denke, das ist mit vielen Dingen so, nicht nur in der Wissenschaft.

Nach welcher Art Leben würdest du z. B. auf Europa suchen, wenn du die technschen und finanziellen Mittel hättest, um eine Forschungsreise dorthin zu schicken?

Ich würde versuchen, die ganze Kette zu durchlaufen, die wir kennen: Organische Moleküle, einseitig-chiral dominierte Moleküle (z.B. ist "Linkshändigkeit" bei irdischen Lebewesen stark überwiegend), selbstreplizierende Moleküle, RNA, DNA, Zellen... Und jede gefundene Stufe würde die Suche nach der nächsthöheren Stufe antreiben.

Aber du hast schon recht: wenn man nach Leben sucht, sollte man schon wissen, was man darunter versteht. Zurzeit stellt man sich vielleicht auf den Standpunkt, dass man das Leben schon erkennen würde, wenn man es sehen würde. Vielleicht wäre es korrekter zu sagen, dass man nicht "nach Leben" sucht, sondern "nach Hinweisen von präbiotischen und biotischen Strukturen, von denen wir zu wissen glauben, dass sie in der Entwicklung der Biosphäre der Erde eine Rolle gespielt haben" - aber das lässt sich natürlich nicht so gut verkaufen wie die "Suche nach Leben"...