was ist und wie entsteht Leben?

Chrischan

Registriertes Mitglied
Betrachtet man einfachste Lebensformen so sind diese noch recht simpel aufgebaut. Eine Zusammenmischung von einigen wenigen (komplexen) Molekülen...

Ich denke, wie Aurora, daß Leben vermutlich gar nicht so mysteriös ist wie es uns oft erscheint.

Vergleicht man ein einzelnes Atom mit einem Molekül, so steigt mit fortschreitender Komplexität des Gebildes auch die Vielfältigkeit der Eigenschaften und Fähigkeiten. Diese Eigenschaften und Fähigkeiten sind dabei jedoch eng gebunden an den Aufbau (welche Elemente und wie kombiniert). Ab einer gewissen Komplexität erscheinen Eigenschaften und Fähigkeiten, die wir als Leben definieren, ganz automatisch.
So wie sich die Flügel einer Windmühle im Wind von allein bewegen, weil sie nunmal so geformt sind, daß sie auf den Wind reagieren (können).

Selbst bei uns Menschen gehen die Hirnforscher davon aus, werden ca. 90% aller Tätigkeiten und Entscheidungen vom Unterbewusstsein, also automatisch, getätigt. Unser Bewusstsein; von dem wir immer meinen, daß es uns eigentlich definiert; spielt selbst beim Menschen nur eine untergeordnete Rolle. Das Unterbewusstsein funktioniert automatisch, als Folge des chem./phys. Aufbaus unseres Gehirns. Sicher wird es geprägt durch Erfahrungen, aber diese ändern auch schliesslich den chem./phys. Aufbau ("Verdrahtung") des Gehirns. Einige Entscheidungen werden, nebenbei bemerkt, auch überhaupt nicht (oder nur minimal) vom Gehirn gefällt. Das Rückenmark, der Darm oder auch der Sinusknoten fallen mir dabei ein...
 

Aurora

Registriertes Mitglied
Betrachtet man einfachste Lebensformen so sind diese noch recht simpel aufgebaut. Eine Zusammenmischung von einigen wenigen (komplexen) Molekülen...

... und doch unterliegen diese einfachsten Lebensformen (Porkaryoten, Eukaryoten) den gleichen Faktoren, anhand derer Leben definiert wird.

Ich denke, wir sollten die Diskussion etwas strukturieren und untersuchen/überlegen wie Leben entsteht/entstehen kann. Eine Vermischung von "höherem" und "niederem" Leben führt m. E. zu Irritationen. Ebenso der Vergleich Leben und Maschine.

Voraussetzng für die Entstehung von Leben sind doch zuallererst chemische Reaktionen und physikalische Prozesse, die eben nach den Gesetzen von Chemie und Physik ablaufen. Ich verstehe nicht, was Bewußtsein mit der Entstehung von Leben oder dem Leben an sich zu tun haben soll. Die Entwicklung von Bewußtsein seht doch ganz am Ende der Evolution.

Gruß Aurora
 

Chrischan

Registriertes Mitglied
Aurora schrieb:
Ich denke, wir sollten die Diskussion etwas strukturieren und untersuchen/überlegen wie Leben entsteht/entstehen kann. Eine Vermischung von "höherem" und "niederem" Leben führt m. E. zu Irritationen. Ebenso der Vergleich Leben und Maschine.

Voraussetzng für die Entstehung von Leben sind doch zuallererst chemische Reaktionen und physikalische Prozesse, die eben nach den Gesetzen von Chemie und Physik ablaufen. Ich verstehe nicht, was Bewußtsein mit der Entstehung von Leben oder dem Leben an sich zu tun haben soll. Die Entwicklung von Bewußtsein seht doch ganz am Ende der Evolution.
Einverstanden. Etwas mehr Struktur würde helfen...
Bin aber kein Biologe, Chemiker oder Physiker und nutze deshalb den Vergleich Leben/Maschine oft für mich zur Veranschaulichung. Ich versuche das zu unterlassen...
Den Hinweis auf das Bewusstsein hatte ich nur drin, weil ispom wohl nicht ganz mit der ausschliesslichen Betrachtung der einfachsten Lebensformen konform war (Post #14)...
 

Miora

Registriertes Mitglied
...ich muss uns doch hier mal alle loben...

Ich finde, wir gehen schön strukturiert vor und diskutier(t)en die Definition und nun die elementaren (nicht im chemischen Sinne) Voraussetzungen, also ob Leben durch Naturgesetze oder nur mittels einer zusätzlichen "Kraft" entstehen kann.

Letzteres ist wohl nicht falsifizierbar, und so sollten wir weitergehen. Aber einen solchen Punkt anzusprechen ist für mich nicht falsch, selbst wenn ich eine solche Lebenshauch-Variante völlig ablehne.

Trotzdem wird hier schön (und ruhig) diskutiert, was mir nach "anderen" Threads richtig gut tut und was man auch einmal erwähnen sollte...

Gruss,
Miora
 

Aurora

Registriertes Mitglied
@ Chrischan

Bin aber kein Biologe, Chemiker oder Physiker und nutze deshalb den Vergleich Leben/Maschine oft für mich zur Veranschaulichung.

Bin ich auch nicht und darum suche ich immer erst nach Definitionen. Das einzige was ich da gefunden habe, sind die vier Faktoren, die als unabdingbar für die Einstufung als Leben/Lebewesen gelten. Darauf versuche ich aufzubauen und herauszufinden, ab welchem Zeitpunkt von Leben gesprochen wird. ;)

@Miora

Letzteres ist wohl nicht falsifizierbar, und so sollten wir weitergehen. Aber einen solchen Punkt anzusprechen ist für mich nicht falsch, selbst wenn ich eine solche Lebenshauch-Variante völlig ablehne.

Falsifizieren lässt sich das mit Sicherheit nicht, wohl auch nicht völlig ausschließen, auch wenn ich eine Lebenshauchvariante ablehne.
Allen Anschein nach ist unser Universum so beschaffen, dass Leben unter günstigen Bedingungen gesetzmäßig/zwangsläufig entsteht. Aber auch dieser Einstellung stehen einige sehr ablehnend gegenüber und plädieren für den außergewöhnlichen Zufall und führen dafür Argumente ins Feld. Mit Vorliebe Monod.

Gruß Aurora
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
Deine Definition schliesst Viren aus.

Ich weiss - mit Absicht. Viren sind keine Lebensformen, sondern hochkomplexe Moleküle (die zugegebenermassen mit dem "richtigen" Leben koevoluiert sind), die dummerweise die Eigenschaft haben, sich mit Hilfe von Zellen vermehren zu können. Die Frage, ob Viren eine Lebensform darstellen oder nicht ist etwa so sinnvoll / sinnlos wie die Frage, ob Pluto ein Planet ist: Es kommt drauf an, welche Definition man verwendet.

Ich glaube, "Monod" sollte Mond heissen.
 

Aurora

Registriertes Mitglied
Ich glaube, "Monod" sollte Mond heissen.
Monod??? Bildungslücke meinerseits...Bitte um Aufklärung.

:) Neenee Monod stimmt schon.

Jaques Monod Biochemiker und Nobelpreisträger, gest. 1976.
Vertritt in seinem Buch "Zufall und Notwendigkeit" 1969 (habe das Buch selber nicht gelesen, nur immer wieder um die Ohren gehauen gekriegt) die These, die Entstehung von Leben sei ein außergöhnlicher, einmaliger Zufall, weil in der DNA zwar alle genetischen Informationen eines Lebewesens gespeichert sind, es aber keinen Mechanismus für die Codierung oder Decodierung gäbe. Zumindest war solch ein Mechanismus nicht bekannt, als er sein Buch schrieb. Inwieweit der heute bekannt ist, weiß ich nicht.

Befürworter des außergewöhnlichen einmaligen Zufalls berufen sich auf diese Aussage. Weil wir halt nicht erklären können wie die Erbinformationen in die DNA "geschrieben" und wie sie "gelesen" wird, sei es äußerst unwahrscheinlich, dass Leben (wie wir es kennen) gesetzmäßig/zwangläufig entstehen kann.

Gruß Aurora
 

Miora

Registriertes Mitglied
...ich hoffe doch mal für die Biochemie, dass es seit den 60'er Jahren Fortschritte gab... Aber ich kenn mich da nicht aus...

Zitat Bynaus:
Ich weiss - mit Absicht. Viren sind keine Lebensformen, sondern hochkomplexe Moleküle (die zugegebenermassen mit dem "richtigen" Leben koevoluiert sind),
Mir ist in der Zwischenzeit aufgefallen, das auch meine Definition Viren ausschliesst, weil sie keinen Stoffwechsel haben... Also kann man nun doch die Selbstreproduktion einsetzen. Sei es drum, Viren zeigen sehr schön, dass solche Definitionen gar nicht leicht sind. Allerdings sind Viren schon etwas mehr als ein einzelnes Molekül, teilweise haben sie Proteinhüllen.

Gruss,
Miora
 

Chrischan

Registriertes Mitglied
Aurora schrieb:
Leben muss sich aber durch folgende Faktoren auszeichnen un auch als solches angesehen zu werden: Irritabilität, Metabolismus, Reproduktion und selbstorganisierendes Wachstum.
:eek: Musste leider erstmal nachschauen was "Irritabilität" bedeutet... :eek:
Ok, nun zu den Punkten:

Irritabilität
Ohne die Fähigkeit auf Reize zu reagieren macht Leben keine Sinn. (Jetzt fällt mir wieder nur eine Analogie aus der technik ein...)
Jedenfalls würde solch Leben schnell aussterben, da es auch keine Möglichkeit hätte sich vor dem Tod zu schützen (Nahrungs-"suche", "Flucht" aus einer schädlichen Umwelt, etc.)

Somit halte ich die Irritabilität, zumindest für "erfolgreiches" Leben, als Grundvorraussetzung für gegeben.

Metabolismus
Ist glaube ich etwas kritischer. Theoretisch könnte ich mir Wesen vorstellen, welche weder auf Zufuhr von Energieträgern noch auf Zufuhr von "Baustoffen" angewiesen sind.
Z.B. Wesen, welche im inneren, seit der Geburt, radioaktive Stoffe besitzen und die Zerfallswärme oder Strahlung direkt nutzen. Wesen, die nicht wachsen und unempfindlich gegenüber Defekte sind. Somit auch keine Baustoffe benötigen.

Eintagsfliegen können z.B. im Erwachsenen-Stadium keine Nahrung mehr aufnehmen (sterben dann allerdings auch...).

Bin also nicht ganz sicher, ob Metabolismus jetzt also eine Grundvoraussetzung ist.

Reproduktion
Nur u.U. nötig.
Setzt aber definitiv Metabolismus voraus. Ohne Metabolismus auch keine Reproduktion.

Bin hier also auch nicht ganz sicher, ob sie eine Grundvoraussetzung ist.

selbstorganisierendes Wachstum
Setzt definitiv Metabolismus voraus. Ohne Metabolismus auch kein Wachstum.

Wachsen eigentlich Bakterien? Kurz vor einer Zellteilung vermutlich, aber sonst?

Bin hier also auch nicht ganz sicher, ob sie eine Grundvoraussetzung ist.


Bleibt für mich zumindest schonmal die Irritabilität übrig.


("erfolgreiches" Leben: Leben, das es schafft zu bestehen. Wird z.B. durch einen Gen-Defekt keine Irritabilität ausgebildet, so verhungert z.B. dieses Wesen. Es kann sich nicht fortpflanzen, bleibt als Art nicht bestehen. Ist nicht "erfolgreich")
 

Aurora

Registriertes Mitglied
Stichwort Eintagsfliegen:

reagieren auf Reize, nehmen Nahrung auf - haben also einen Stoffwechsel, reproduzieren sich und durchlaufen die für Insekten typische Metamorphose, sprich sie wachsen. Erfüllen also alle vier Faktoren,

Bakterien/andere Einzeller reagieren auf Reize, haben Stoffwechsel, wachsen und reproduzieren sich durch Teilung. Wieder alle vier Faktoren.

Muss jetzt weg, später mehr.

Gruß Aurora
 

Bynaus

Registriertes Mitglied
Metabolismus ist zwingend! Lebewesen, die ihre Energie aus radioaktiven Stoffen beziehen, hätten keine Zukunft, bzw. eine, die sich in Halbwertszeiten ausdrücken lässt... und wenn sie dazu übergehen, weitere radioaktive Stoffe aufzunehmen, dann schaffen sie "Ordnung", erniedrigen die Entropie, wozu sie Energie brauchen (sie kann nicht aus der Radioaktivität kommen, zumindest nicht vollständig, denn sonst würde ihre Effizienz, neue radioaktive Stoffe zu finden, wiederum von der Halbwertszeit abhängen - sie würden schon wieder aussterben). Und schon hast du Aufnahme von Energie, Umwandlung in nutzbare Energie - dafür brauchst du letztendlich irgendwelche chemischen Agenzien. Und schon hast du Stoffwechsel. Zudem könnte man auch die Aufnahme von radioaktiven Stoffen und die Ausscheidung der zerfallenen Tochterelemente als Stoffwechsel bezeichnen.
 

Miora

Registriertes Mitglied
und meinen Senf dazu:

Irritabilität
Halte ich nicht unbedingt für nötig, zumindest nicht für ein einzelnes Lebewesen. Für die Evolution als solche jedoch schon. Ich denke da (also rein hypothetisch) zB an irgendetwas Algenähnliches. Sonne und CO2, Wasser würden reichen, weitere Interaktion mit der Umwelt nicht nötig. Allerdings wäre dies ein typisches Endglied, eine Störung von aussen und nieder mit einer solchen Spezies. (Doch in den Weiten des Weltraums...?) Ein Interaktion mit der Umwelt erfordert (meist?) einen Metabolismus.

Metabolismus
Für mich das absolut stärkste und dringend notwendige Merkmal. Eintagsfliegen mögen vielleicht nichts essen, aber ohne Sauerstoff tun sie sich enorm schwer. Sprich, sie leben von den eingelagerten Reserven, wie wir ja auch zwischen den Mahlzeiten... Die Einlagerung radioaktiver Substanzen (was ich für eine völlig faszinierende Idee halte) ist nicht hinreichend. Siehe Bynaus (mal wieder schneller als ich...)

Reproduktion
Da es immer wieder unfruchtbare Lebewesen gibt und evolutionäre Endglieder, würde ich sagen: Ein Lebewesen ist zumindest aus einem anderen reproduzierenden hervorgegangen (wegen den Maultieren...;)) Erfordert Metabolismus.

selbstorganisierendes Wachstum
Was reproduziert muss wachsen, sonst werden die Nachkommen irgendwann einmal sehr klein, macht auch wieder den Metabolismus zwingend.

Gruss,
Miora
 

Chrischan

Registriertes Mitglied
Also selbst bei nur 4 Punkten ist es gar nicht so leicht auf einen Nenner zu kommen.

Miora hat hier ein gutes Argument gegen die Irritabilität geliefert. Bin momentan etwas sprachlos... Zumal die Irritabilität schliesslich mein Favorit war :confused:

Ich würde aber gern noch mal auf den Metabolismus zurückkommen. Möchte nicht drauf rumreiten, sondern sicherstellen, daß wir uns alle hier sicher sind.

Zwecke des Metabolismus sind doch:
  • Energieversorgung
  • Versorgung mit Baumaterial für das Wachstum
  • Versorgung mit Baumaterial für die Reproduktion
  • Versorgung mit Baumaterial für Reparaturen

Bei Reparaturen und Reproduktion denke ich an die theoretischen Lebensformen, die unsterblich und unempfindlich gegen Defekte sind. Hier wären diese beiden Punkte unnötig. (Solch Leben würde aber eine Evolution verhindern...)

Bei Wachstum bin ich immer noch nicht sicher bei den Bakterien. Wächst ein Bakterium? Hier darf man nicht das (kurzfristige) Wachstum vor einer Teilung einbeziehen. Bei einer schwangeren Frau spricht amn ja auch nicht davon, daß sie wächst :)

Bleibt die Energieversorgung. Radioaktivität mag interessant sein, aber aus den von Bynaus genannten Gründen völlig ungeeignet.
Wie wärs aber mit Sonnenenergie oder Strömungen im Wasser? Könnte ein Organismus diese Energien direkt nutzen, also z.B. daß die Wärme der Sonne innere Flüssigkeiten in Bewegung setzt durch Erwärmung und dadurch sich der Organismus automatisch bewegt, würde ich nicht mehr von einem Metabolismus sprechen.
 

Miora

Registriertes Mitglied
Eine Bakterie wächst schon, und sei es nur zur Teilung. Würde sie nicht wachsen und sich ständig teilen, würde sie ja immer kleiner werden müssen... Egal ob kurzfristig oder nicht, es muss Nachschub besorgt und zu "körpereigenen" Substanzen verstoffwechselt werden... (Nicht die schwangere Frau wächst, aber sehr wohl das Kind...)

Das irgendeine Substanz/Lebensform unempfindlich gegen alle Einflüsse ist, kann ich mir nicht vorstellen. Unendliches (nicht mathematisch, sondern auch als Synonym für sehr sehr langes) Leben erfordert bestimmt Reparaturmechanismen.

Zitat Chrischan:
Könnte ein Organismus diese Energien direkt nutzen, also z.B. daß die Wärme der Sonne innere Flüssigkeiten in Bewegung setzt durch Erwärmung und dadurch sich der Organismus automatisch bewegt, würde ich nicht mehr von einem Metabolismus sprechen.
Ich auch nicht. Deshalb habe ich Roboter abschätzig "Energieumwandler" genannt und ihnen den Status "lebendig" aberkannt.

Ohne Metabilismus keine Reproduktion, keine Irritabilität, kein Wachstum. Aber Metabolismus allein (Verbrennungsmotor, geologische Prozesse, Sonnen) reicht auch nicht...

Gruss,
Miora
 

ispom

Registriertes Mitglied
Na, da staune ich aber, welchen regen Zuspruch das Thema inzwischen gefunden hat!
Zur frage „was ist Leben“ finde ich die Bemerkung von Bynaus sehr zutreffend:

Die Frage, ob Viren eine Lebensform darstellen oder nicht ist etwa so sinnvoll / sinnlos wie die Frage, ob Pluto ein Planet ist: Es kommt drauf an, welche Definition man verwendet.

Und ich schließe mich dieser Auffassung an, daß es Grenzgebiete gibt,
vielleicht auch eine Art fließenden Übergang zwischen unbelebter und belebter materie,
in diese Lücke können wir dann die viren einordnen.
Ich habe irgendwo mal gelesen, viren seien so etwas wie „lebende Kristalle“.
Das Kristallwachstum hat ja auch sehr viel Ähnlichkeit mit Lebensvorgängen.

meint Ispom
 

ispom

Registriertes Mitglied
Zitat von aurora:
Ich denke, wir sollten die Diskussion etwas strukturieren und untersuchen/überlegen wie Leben entsteht/entstehen kann. Eine Vermischung von "höherem" und "niederem" Leben führt m. E. zu Irritationen. Ebenso der Vergleich Leben und Maschine.

Naja, imho hat sich das höhere aus dem niederen Leben entwickelt. Und wenn wir über die Entstehung des Lebens disputieren, dann sollte es hier vornehmlich um das niederste Leben gehen, das man sich vorstellen kann.

Voraussetzng für die Entstehung von Leben sind doch zuallererst chemische Reaktionen und physikalische Prozesse, die eben nach den Gesetzen von Chemie und Physik ablaufen.

richtig, meine ich auch, mit der betonung „zuallererst“. Aber dann ?
wo gibt es den enscheidenden qualitatitiven Sprung?
zweifellos kommt er in Übereinstimmung mit den Naturgesetzen, aber reichen die uns bekannten Gesetze aus, diesen Sprung zu erklären,
ist es so, daß dann, wenn der entscheidende letzte Baustein in die DNA eingefügt wird,
der biologische Mechanismus dann losrattert, die Replikation anfängt und die Tierchen loskrabbeln?

fragt Ispom
 

ispom

Registriertes Mitglied
Zitat von Miora:
Aber einen solchen Punkt anzusprechen ist für mich nicht falsch, selbst wenn ich eine solche Lebenshauch-Variante völlig ablehne.

Damit wir nicht aneinander vorbeireden:
lassen wir mal den Begriff „Lebenshauch“ beiseite, war von mir ungeschickterweise in die Aufzählung geraten,
er impliziert, daß da etwas „eingehaucht“ wurde, und dann fing es an zu leben.
Lehne ich auch ab. Ich bin Atheist, und wenn ich die Begriffe Seele oder Lebenshauch gebrauche, dann deshalb, um nicht noch eine Worthülse zu erfinden.
Unter Seele verstehe ich eine Art Software, die der lebenden Materie immanent ist, im Gegensatz zur toten.
Und wenn ich jetzt einen Herzschlag bekomme und tot umfalle, dann unterscheidet sich mein Organismus von einer Minute zur anderen nur dadurch, daß die das Leben charakterisierenden physikalischen und chemischen vorgänge aufgehört haben, weil eben diese Seele raus ist.

Gruß von Ispom
 

Aurora

Registriertes Mitglied
richtig, meine ich auch, mit der betonung „zuallererst“. Aber dann ?
wo gibt es den enscheidenden qualitatitiven Sprung?
zweifellos kommt er in Übereinstimmung mit den Naturgesetzen, aber reichen die uns bekannten Gesetze aus, diesen Sprung zu erklären,
ist es so, daß dann, wenn der entscheidende letzte Baustein in die DNA eingefügt wird,
der biologische Mechanismus dann losrattert, die Replikation anfängt und die Tierchen loskrabbeln?

Naja, irgendwie gibt es da verschiedene Hypothesen. Einige Wissenschaftler sehen die Entstehung des Lebens als Aufeinanderfolge mehrerer Zwischenschritte. Eine solche Hypothese wird von Kuhn/Kaplan auf der Basis von Nukleinsäuren vertreten. Dieser Hypothese zufolge muss eine Basismenge an Makromolekülen vorhanden gewesen sein, aus der sich autokatalytische Vorgänge ergaben. Bevor sich Leben entwickeln konnte, soll es mehrere protobiontische Zwischenstufen gegeben haben, die zwar Stoffwechsel besaßen, sich aber nicht reproduzieren konnten, weil ihnen Enzyme fehlten. Erst mit Entstehung/Entwicklung von Enzymen
Die Wechselwirkung Enzyme duplizierende DNA ist noch nicht restlos geklärt.
Möglicherweise benötigten die protobiotischen Urorganismen bestimmte Trägerstoffe für ihre weitere Entwicklung.
Erst als eine duplizierfähige DNA enstanden war, konnte eine informationsgesteuerte Reproduktion stattfinden - also der Schritt zum Lebewesen getan werden.
Eine andere Hypothese ist der Hyperzyklus von M.Eigen, als ersts evolutionsfähiges Replikationssystem.
So in etwa.
Von biologischem Mechanismus, der losratterte und Krabbeltierchen, kann aber in dem Moment kaum die Rede sein, wohl eher von einer ersten lebendigen Zelle ohne membrangeschützen Zellkern (Prokaryont), also wieder nur eine Zwischenstufe. Selbst die niederen Zellen durchliefen eine Entwicklung zum Komplexeren, die Zellen entwickelten Membrane um ihre Zellkerne.

Gruß Aurora
 

Dilaton

Registriertes Mitglied
Mal ne Zwischenfrage. Wie hoch ist eigentlich die Wahrscheinlichkeit, dass sich in T = 10 Mrd Jahren ein Ensemble von Atomen spontan zur DNA-Struktur eines komplexen Lebewesens formiert?
Theoretisch müsste die Wahrscheinlichkeit 1 sein, denn ansonsten würden wir ja nicht existieren.
Oder anders gefragt, enthielten die Anfangsbedingungen des Universums (Urknall) schon Hinweise auf die Entstehung zukünftigen Lebens?
Ist Leben unausweichlich in einem Universum mit endlichem Alter?
 
Oben