was ist und wie entsteht Leben?

[ispom]

Astrobiologie umfaßt imho zweierlei Aspekte:

Lebewesen von der Erde unter außerirdischen Bedingungen betrachten
und
über Leben diskutieren, das sich unter außerirdischen Bedingungen entwickelt hat.

für beides ist es unabdingbar, zunächst einmal festzulegen, was ein „Lebewesen“ ist.

Und zweitens, wodurch sich ein lebender von einem toten Gegenstand unterscheidet.
Läßt sich diese Frage mit den derzeit bekannten Naturgesetzen erklären?
Denn:
kein bekanntes Naturgesetz könnte aus einem noch so raffinierten Chemikaliengemisch eine lebende struktur hervorbringen.
Sind hier noch nicht bekannte physikalische Prinzipien am Werke?

fragt Ispom

 

[Chrischan]

Meiner Meinung nach sind lebende Organismen vergleichbar mit Maschienen. Ohne eine Art von "fließender" Energie (Treibstoff->Wärme, Strom) sind sie tot, mit ihr "lebendig".

(irdische) Nervensysteme funktionieren auf elektro-chemischer Basis. Ob jetzt die chemischen Reaktionen die Ströme erzeugen, oder die Ströme die chemischen Reaktionen ist mir jetzt nicht bekannt, aber ich tippe, daß hier irgendwo der "Motor" für Leben steckt.
Kommen diese elektro-chemischen Reaktionen zum Stillstand ist der Organismus tot. Gelänge es diese Reaktionen in einem toten Körper zu reaktivieren, gelänge es vermutlich diesem Körper wieder Leben "einzuhauchen"...

Natürlich muß der Körper (oder die Maschiene) entsprechend aufgebaut sein, damit das Ganze auch klappt. Worauf es hierbei ankommt, ist mir allerdings schleierhaft. Da fehlt es einfach an Vergleichen (also nicht irdischem Leben) um dies erkennen zu können.

 

[Miora]

Zitat ispom:
Und zweitens, wodurch sich ein lebender von einem toten Gegenstand unterscheidet.
Läßt sich diese Frage mit den derzeit bekannten Naturgesetzen erklären?
Denn:
kein bekanntes Naturgesetz könnte aus einem noch so raffinierten Chemikaliengemisch eine lebende struktur hervorbringen.
Sind hier noch nicht bekannte physikalische Prinzipien am Werke?

Der Unterschied zwischen Leben und Tod ist eine Frage der Definition.

Aber warum glaubst Du, dass Leben ausserhalb unserer bekannten Naturgesetze stattfindet? Ich unterliege völlig den Naturgesetzen, ich schwebe nicht, ich muss essen, kann nicht zu lange Luft anhalten, vertrage keine Radioaktivität etc...

Gruss,
Miora

 

[Miora]

Zitat Chrischan:
Kommen diese elektro-chemischen Reaktionen zum Stillstand ist der Organismus tot.

Also ist eine Batterie ein Lebewesen?

Für mich bedarf Leben eines Stoffwechsels (Stoffe hinein, umgewandelt hinaus) und der Fähigkeit sich selbst zu reproduzieren bzw. diese Reproduktion zu veranlassen.

Gruss,
Miora

 

[Chrischan]

Also ist eine Batterie ein Lebewesen?

Nein, so war das nicht gemeint.
Ich meinte eher die speziellen elektro-chemischen Reaktionen im irdischen Nervensystem. Diese stellen die "fließende" Energie dar.

Ich stimme Dir übrigens voll zu, daß Leben den Naturgesetzen unterliegt. Möglicherweise kennen wir allerdings noch nicht alle Naturgesetze...

Leben scheint doch recht kompliziert zu sein. Gerade die einfachsten Lebensformen sollten uns am ehesten ihre Geheimnisse verraten. Aber teilweise haben sie auch die überraschendsten Eigenschaften (z.B. Überdauerung längerer Zeiten in einem scheinbar toten Zustand mit anschliessender eigener Wiederbelebung).

 

[Bynaus]

Leben (IMO): Energiepotentialparasiten natürlichen Ursprungs mit vollständiger, unabhängiger Replikationsfähigkeit.

 

[ispom]

Zitat von Chrischan:
Worauf es hierbei ankommt, ist mir allerdings schleierhaft. Da fehlt es einfach an Vergleichen (also nicht irdischem Leben) um dies erkennen zu können

Das ist allen Wissenschaftlern schleierhaft, chrischan.
Klar, der Organismus funktioniert auf chemischer und elektrochemischer Basis.
Aber:
Wirf zusammen einen lebendigen und einen gerade getöteten Vogel in die Luft....

beide sind chemisch identisch,
aber der tote vogel fällt wie ein Stein, der lebendige fliegt höher
was unterscheidet sie?

Die gleiche Frage wird sich stellen, wenn man eine Amöbe künstlich herstellen kann
(wenn ich mir die Fortschritte der Bio- und Gentechnik ansehe, sollte es bald soweit sein )
ich vermute, sie wird nicht loslaufen...

Weil da eben etwas fehlt.....
meint Ispom

 

[ispom]

Zitat von Miora:
Aber warum glaubst Du, dass Leben ausserhalb unserer bekannten Naturgesetze stattfindet?

Nein, so darfst du das nicht verstehen, Miora.
Ich glaube (so wie Chrischan es formuliert hat)

Ich stimme Dir übrigens voll zu, daß Leben den Naturgesetzen unterliegt. Möglicherweise kennen wir allerdings noch nicht alle Naturgesetze...

Es gab eine zeit, da glaubten alle Wisenschaftler an die Universalität der mechanik (der Laplacesche Dämon!)
revolutionäre entdeckungen haben das Bild einerseits verkompliziert
andererseits bis dahin unerklärliche Naturvorgänge erklärlich gemacht.

Elektromagnetismus
Quantentheorie
Relativitätstheorie

sollten wir uns einbilden, daß es jetzt keine vergleichbaren revolutionären entdeckungen mehr gibt?

ich denke, es bedarf einer solchen Entdeckung um uns verstehen zu lassen, wie Leben wirklich funktioniert.

also nichts mystisches möchte ich dem Phänomen „Leben“ unterlegen, sondern einfach eine noch nicht entdeckte Eigenschaft....

meint Ispom

 

[Bynaus]

aber der tote vogel fällt wie ein Stein, der lebendige fliegt höher
was unterscheidet sie?

Der eine hat keine Hirnaktivität (= er ist tot) mehr, die seine Muskeln ansteuern und damit seinen Körper in der Luft halten könnte...

 

[Miora]

Zitat ispom:
Wirf zusammen einen lebendigen und einen gerade getöteten Vogel in die Luft....beide sind chemisch identisch,
aber der tote vogel fällt wie ein Stein, der lebendige fliegt höher
was unterscheidet sie?

Der eine hat einen Stoffwechsel, der andere nicht mehr. Sie sind auch chemisch NICHT identisch! Denkt daran, dass man relativ schnell von irreparablen Gewebeschäden spricht, also Zerfallsreaktionen.

Zitat Bynaus:
Leben (IMO): Energiepotentialparasiten natürlichen Ursprungs mit vollständiger, unabhängiger Replikationsfähigkeit.

Deine Definition schliesst Viren aus. Also haben wir hier schon zwei verschiedene Definitionen, einmal sind zB Viren Lebewesen, einmal nicht.

Ich bin überhaupt nicht der Meinung, dass man schon alle Wissenschaftsbereiche abgegrast hat, aber mir will nicht einleuchten, was fehlen soll, Leben zu erklären

Gruss,
Miora

 

[Chrischan]

Bin zwar kein Biologe, aber meines Wissens nach zählen Viren nicht zu Lebewesen (Reproduktionsfähigkeit, Stoffwechsel).

Somit könnte ein Vergleich zwischen Einzellern und Viren einige Hinweise liefern...
Sind Viren nur chemische Komplexe die den lebenden Organismen sehr ähneln (möglicherweise Vorstufen zum Leben), oder handelt es sich bei Ihnen um eine Form von minimalisiertem (stark spezialisiertem, auf alles unnötige verzichtendes) Leben?

BTW: Die Reproduktionsfähigkeit sehe ich nicht unbedingt als Kriterium für Leben. Sie ist nur dann nötig, wenn Leben "empfindlich" ist, soll heißen, eine Lebensform welche unsterblich ist (stabil, geschützt gegen Defekte durch äußere und innere Faktoren) wäre eine Reproduktion unnötig. Die Reproduktion scheint für mich sowieso nur ein rein chemischer Vorgang zu sein. Es gibt Moleküle welche in der Lage sind andere Moleküle zu kopieren wenn diese gewisse Eigenschaften besitzen. Es gibt keine (oder nur geringe) Kontrolle was gerade kopiert wird (Ähnlich einem Kopierer). Nur dadurch erklären sich Missbildungen und die Funktionsweise von Viren. "Gib mir etwas was wie eine DNA aussieht, und ich fertige eine Kopie davon an..."

@Bynaus: Mit der Gehirnaktivität sehe ich das etwas komplizierter. Es gibt hirntote Patienten, die selbständig atmen und ansonsten einwandfrei "funktionieren" - sind die tot oder lebendig? Ich glaube, diese Frage ist hochgradig philosophisch (und ist auch nur rein rhetorisch gemeint).
Je komplexer ein Organismus, desto schwieriger ist es zu erörtern was Leben ist.

 

[pinkshark]

Was ist Leben ?

Hallo, ja was ist Leben ?

Wikipedia sagt es : Nicht definiert, Geistes - und Naturwissenschaften versuchen eine Definition zu finden.

Also für mich persönlich ist Leben einfach Alles was mich umgibt. Dazu gehört auch das Universum das wir kennen.

Denn Sterne und andere Körper des Universums Entstehen, wandeln sich,
entwickeln sich neu und vergehen.

Im engeren Sinne verstehe ich schon, das man sich als Mensch, also ein bestimmtes Leben, selbst definieren und einordnen möchte. Dazu gehört auch die Abgrenzung im Bereich des Denkens und der Sprache.

Irgendeiner hat mal gesagt : Steine leben, wir leben nur schneller als diese.

 

[ispom]

ich habe es nicht gelesen, aber ich weiß, daß Erwin Schrödinger 1944 ein Buch geschrieben hat
„Was ist Leben“
und nach der damaligen vorstellung waren Organismen nichts weiter als raffinierte, aus mikriskopisch kleinen bauteilen zusammengesetzte Maschinen, die man mit den techniken der Experimentalphysik untersuchen konnte.

Nun hat inzwischendie Molekularbiologie erstaqunliche Erfolge verzeichnet, doch das ändert nichts daran, daß man immer noch nicht genau weiß, was den Unterschied zwischen lebenden Organismen und anderen dingen ausmacht.

„er hat keine gehirnaktivität mehr“
oder „er hat keinen Stoffwechsel mehr“
besagen ja nichts weiter, als daß es nun kein Lebewesen mehr ist,
aber keinesfalls das, was zur Beendigung des Stoffwechsels geführt hat
bzw
das was man einem Haufen Designer-Molekülen hinzufügen muß, damit es losläuft.

meint Ispom

 

[ispom]

Zitat von Chrischan:
Je komplexer ein Organismus, desto schwieriger ist es zu erörtern was Leben ist.

das sehe ich nicht so,
die Schwierigkeit besteht darin, daß es viele Eigenschaften von Leben gibt, die aber nicht alle zusammen für ein Lebewesen zutreffen müssen.

z.B.
Reproduktionsfähigkeit
Maultiere sind zweifelsfrei Lebewesen, aber sie können sich nicht reproduzieren

Stoffwwechsel
manche Mikroorganismen können über Jahre vollkommen ihren Stoffwechsel ruhen lassen, aber sind sie in dieser zeit keine Lebewesen?

auch Autonomie und Selbstbestimmung sind für alle Lebewesen charakteristisch
aber die dem zugrunde liegenden komplexen und vor allem chaotischen Prinzipien sind auch anderen Systemen immanent, wie zB eine Galaxie oder ein tornado

reproduktionsfähige Organismen müssen in form von Genen einen bestimmten Informationsgehalt weitervererben,
hier ist eine Ähnlichkeit zu anorganischen „Lebewesen“, bald werden sich Roboter mit Computergehirn selbst reproduzieren können und statt molekular kodierten Genen vielleicht Chips mit einer geeigneten software haben,
vielleicht schließt sich auf der basis der schon anvisierten „organischen Computer“ der Kreis

Aber mir schein am wichtigsten die Hardware-software-Verknüpfung zu sein:
in jedem organischen Lebewesen haben wir Nukleinsäuren und Proteine,
erstere speichern die Information, sie sind die Software des Lebens,
während letztere die Arbeit verrichten und die Hardware darstellen.

Zwischen diesen beiden verschiedenen Klassen von Molekülen gibt es einen entscheidenden Kommunikationskanal, und hier liegt imho der Schlüssel zur antwort.
Wie die Kommunikation erfolgt, ob nun in Form bekannter elektrochemischer Signale (bzw elektromagnetischer Wellen), oder ob es eine bisher unbekannte Übertragungsmöglichkeit gibt, gilt es herauszufinden.

meint Ispom

 

[Miora]

Ein Maultier ist ein nicht richtig funktionierender Organismus, aber er hat einen Stoffwechsel. Er wurde nicht reproduziert, sondern nur produziert. Aufgrund von solchen Grenzwertigkeiten würde ich Viren auch mitzählen... Aber wichtig ist es nicht, zu was man sie zählt...

Es ist in meinen Augen auch völlig unerheblich, ob der Stoffwechsel ruht. Man sollte also besser sagen, Lebewesen sind eines Stoffwechsels fähig.

auch Autonomie und Selbstbestimmung sind für alle Lebewesen charakteristisch

Das ist in meinen Augen Nonsense bzw. was soll autonom bedeuten? Und was ist Selbstbestimmung, wenn ich Hefezellen in meinen Teig rühre?

Mit der Definition über den Stoffwechsel bleiben Roboter aussen vor, sie stoffwechseln nicht, sie wandeln nur Energie um.

Zwischen diesen beiden verschiedenen Klassen von Molekülen gibt es einen entscheidenden Kommunikationskanal, und hier liegt imho der Schlüssel zur antwort.
Wie die Kommunikation erfolgt, ob nun in Form bekannter elektrochemischer Signale (bzw elektromagnetischer Wellen), oder ob es eine bisher unbekannte Übertragungsmöglichkeit gibt, gilt es herauszufinden.

Warum sollten Moleküle kommunizieren, sie reagieren...

Gruss,
Miora

 

[ispom]

Zitat von Miora:
Warum sollten Moleküle kommunizieren, sie reagieren...

Ja, im Reagenzglas, bei einer chemischen Reaktion, bei einer einfachen Stoffumwandlung toter Materie in tote Materie also.
Aber bei den Molekülen in einem Lebewesen ist nun mal eine neue Qualität zu beachten.

Das ist in meinen Augen Nonsense bzw. was soll autonom bedeuten? Und was ist Selbstbestimmung, wenn ich Hefezellen in meinen Teig rühre?

Du hast den "nonsense" eben noch nicht richtig durchdacht.
Selbst Bakterien verfolgen in gewissem Maße ihre eigenen Pläne, sie besitzen eine „innere Freiheit“ und Spontaneität.
Sie spannen die Naturgesetze für ihre eigenen Zwecke ein,
und während die unbelebte natur von blinden und zweckfreien Kräften beherrscht wird,
haben belbte Wesen, auch wenn es nur Bakterien sind, Eigenschaften, die ihnen autonomie verleihen.
Aber was sind das für Eigenschaften, die den Organismen diesee autonomie verleihen?
auf diese Fragen weiß noch niemand eine antwort.

meint Ispom

 

[ispom]

worauf ich eigentlich hinaus will:

Es gibt kein lebendiges Molekül, sondern nur ein System molekularer Prozesse, das in seiner Gesamtheit unter gewissen Umständen (Stoffwechsel, Reproduktionsfähigkeit) als lebendig angesehen werden kann.

Dieses lebendige System unterscheidet sich von der unbelebten Anhäufung der gleichen Moleküle durch eine noch unerklärliche, unerkannte, qualitativ neuartige sache.
Früher nannte man das „Seele“, „vis vitalis“, „Lebenshauch“....
Aber während man früher in der wissenschaft und auch heute noch in der Theologie von einem göttlichen, nicht näher erforschbaren, weil rein spirituellen und über die „normalen“ physikalischen gesetze hinausgehenden Etwas ausging,

meine ich, die Seele (um einen alten Begriff mit einer neuen Bedeutung zu erfüllen) eines Lebewesens
besteht aus der (molekular codierten) Software, die das Leben ausmacht und es von der unbelebten Materie unterscheidet.

meint Ispom

 

[Chrischan]

Ich glaub ich muss mal meine ersten Posts etwas revidieren und näher erläutern.
Zum einen sprach ich von einer "fließenden" Energie. Meine Gedanken kamen da von den Prozessen in unseren Nervensystemen. Betrachtet man aber einfachste einzellige Lebewesen, so existiert hier wohl gar kein Nervensystem... Insofern kommt es wohl auch nicht zu den elektro-chemischen Reaktionen wie im Nervensystem höherer Lebensformen. Also muss ich wohl die "fließende" Energie in Form von elektro-chemischen Reaktionen zurücknehmen...

Zweitens hatte ich geschrieben, daß man zur Erkennung, was denn Leben von toter Materie unterscheidet, sich die einfachsten Lebensformen anschauen sollte. Dies ist m.E. nach immer noch richtig. Wenn ich das einfachste Lebewesen mit dem ähnlichstem toten chemischen Komplex vergleiche, so kann man am ehesten die Unterschiede erkennen. Diese Unterschiede sollten dann das "Leben" enthalten.
Hier kam mir der Gedanke des Vergleichs zwischen Bakterien und Viren. Allerdings gebe ich Miora recht, daß die Annahme von Viren als tote Einheiten nicht ganz unproblematisch ist.
Möglicherweise wird man eines Tages ein Bakterium im Reagenzglas nachbauen und schauen was passiert. Erwacht es von allein zum Leben oder bleibt es tot. Das Ergebnis würde jedenfalls einiges klären.

Ist Leben ein automatisches Resultat bei einer bestimmten Zusammenbringung chemischer Substanzen oder benötigt Leben noch ein zusätzliches Ereignis (eine Zündung, ein Lebenshauch...).

 

[Aurora]

Hallo Zusammen,

eine exakte Definition vomn Leben gibt es wohl nicht. Leben muss sich aber durch folgende Faktoren auszeichnen un auch als solches angesehen zu werden: Irritabilität, Metabolismus, Reproduktion und selbstorganisierendes Wachstum.
Bevor Leben (wie wir es kennen) entstehen kann, laufen erst mal eine ganze reihe von chemischen und physilakischen Prozessen ab - es entweickeln sich IMHO zuerst die Lebnesbausteine (physikalische und chemische Evolution), ohne die sich eine Entwicklung zu Lebewesen nicht vollziehen kann. Teilweise wird bei diesem Prozess auch von Protoleben, also einer zwischenstufe auf dem Weg zur Entwicklung des Lebens gesprochen. Lebewesen oder einfacher Leben sind demnach schon sehr komplexe Strukturen, unabhängig davon ob es sich hierbei um anaerobee oder aerobe Lebewesen handelt. Bereits bei den ersten Prokaryoten spricht man von Lebewesen.
Ich denke, Leben benötigt keinen äußeren Impuls, es entsteht/entwickelt sich gesetzmäßig ab einem bestimmten Punkt der Prozssabläufe ganz von selbst. Voraussetzung dafür ist "nur" das Vorhandensein/Entwicklung von Strukturen wie RNA/DNA.

Gruß Aurora

PS.: ich hoffe ich schieße jetzt nicht zu sehr am Thema vorbei.

 

[Miora]

Hallo ispom,

ich finde Du bist in der Beweispflicht mit Deinen Ansichten...

Betrachten wir einen Hamster. Setzen wir im starken physikalischen Einflüssen aus (flüssigen Stickstoff, Backofen, Netzspannung, Vakuum) so denaturieren wir seine Moleküle, was im nicht sonderlich bekommt. Auch chemisch können wir auf ihn in gleicher negativer Weise einwirken (Komplexbildner, Schwermetalle, Wasser in grösseren Mengen spritzen, pH verändern etc.).

ANMERKUNG für die jüngeren Leser: Macht das alles nicht mit eurem Hamster! Ihr tut ihm weh!

Folglich führen Einflüsse von aussen genau zu den Effekten, die wir chemisch, physikalisch vorhersagen können. Eine geheimnisvolle Kraft, die den Hamster vor unseren Sauereien schützt, ist nicht zu erkennen.

Und die Selbstbestimmung kann ich bei einfachen Lebewesen auch nicht erkennen. Ich erkenne Bakterien ein Bewusstsein ab. Sie reagieren auf äussere Einflüsse, wie es die chemischen Potentiale bestimmen. Und nicht einmal für ein Bewusstsein scheint es nötig, irgendwelche Lebenshäuche vorauszusetzen. Dies würde bedeuten, dass niedere Lebewesen nicht beseelt und höhere beseelt sind. Ich sehe die Entstehung von Bewusstsein mit der Entwicklung des Nervenzentrums/Gehirn zu einem System, welches Quantenzustände und Quanteneffekte ermöglicht. (Das ist jetzt nicht so toll geschrieben, aber ich glaube, ihr versteht was ich meine.)

Mir will also überhaupt nicht einleuchten, wozu es diesen Lebenshauch braucht.

Zitat ispom:
Dieses lebendige System unterscheidet sich von der unbelebten Anhäufung der gleichen Moleküle durch eine noch unerklärliche, unerkannte, qualitativ neuartige sache.

Das ist eine völlig unbelegte Aussage!

Früher dachte man immer an eine Vis Vitalis, da es nicht möglich war, organische Verbindungen (daher auch der Name) zu synthetisieren. Aber seit Wöhlers Harnstoffsynthese weiss man, dass eine Vis Vitalis nicht nötig ist. Man kann die Stoffe des Lebens synthetisieren. Solche Syntheses sind teils für einzelne Verbindungen enorm komplex, und deshalb kann man auch nicht schnell ein Lebewesen in vitro (im Reagenzglas) synthetisieren, aber es gibt eigentlich keinen Anhaltspunkt, warum dies nicht prinzipiell möglich sein sollte...

Gruss,
Miora