Wahrscheinlichkeit und Einzigartigkeit von Leben

JGC

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@ 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
 

Monod

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@ 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

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@ 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
 
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Monod

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@ 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

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@ 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...
 
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Monod

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@ JGC:


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
 

Monod

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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 und diesen Link 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
 
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Kibo

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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 rausgesucht.
Recht einfach erklärt, da populärwissenschaftlich. Ich bin sicher ihr habt da noch Besseres zu also traut euch^^

mfg Kibo
 

Monod

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@ 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 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
 

mac

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Hallo Klaus,

Weil Mathematik keine Physis ist.
Sondern ? Definieren Sie Mathematik.
Wiki schrieb:
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

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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 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 und hier 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.

Monod schrieb:
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 wieder? ;)

Viele Grüße!
 
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Puma

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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
 

Orbit

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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
 

mac

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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
 
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Maenander

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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

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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

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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!
 

mac

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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'.
Wiki Uranus schrieb:
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
 
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