Die Basis organischen Lebens setzt sich grunds\u00e4tzlich aus 4 Elementen zusammen: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff. 99% organischer Molek\u00fcle bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Kohlenstoff kann sich leicht mit den erw\u00e4hnten, und anderen Elementen, wie Schwefel, Phosphor, Silikone und Halogene, binden, aber auch mit sich selbst. W\u00e4hrend die meisten Molek\u00fcle Kohlenstoff und Wasserstoff beinhalten, einige beinhalten die erw\u00e4hnten anderen, wie Schwefel, etc. Aber Kohlenstoff (C) ist allem organischen Leben eigen. Es wird daher als organisches Element bezeichnet und alle Molek\u00fcle, die C enthalten, sind organische Molek\u00fcle, (mit wenigen Ausnahmen, wie z.B. Salze). Die Molek\u00fcle enthalten auch Wasserstoff (H), doch Wasser (H2O) selber, das kein C aufweist, hat nicht die Ehre als organische Substanz zu gelten, obwohl es f\u00fcr organisches Leben unentbehrlich ist. Wie dem auch sei, die 4 Grundelemente stellen Verbindungen her, wie Kohlenhydrate, Proteine, Lipide und Nukleins\u00e4uren, die allen Organismen eigen sind. Diese Verbindungen sind sozusagen die essentiellen Bausteine, oder die Muttersubstanz organischer Lebensformen. Der Prozess, wie aus Grundelementen essentielle Verbindungen entstehen hat seine Wurzeln im unorganischen Leben und damit in der Physik, mit deren inh\u00e4renten Gesetzen.<\/p>\n
Um die Prinzipien der besagten Prozesse zu beleuchten, muss man auf die Energie zur\u00fcckkommen, die im Zustand des Potentials keine aktuelle Richtung hat. Um sie zu aktivieren, mu\u00df eine aktive Bewegung induziert werden; es mu\u00df also ein Anlass bestehen, der richtungsweisend ist. Die einfachste Direktive ist ein Gradient, in dem die Bewegung ordnungsgem\u00e4\u00df verlaufen kann. Das wird durch Ungleichheit bewirkt, wie unterschiedliche Konzentrationen, Ladungen, Temperatur etc., also zwischen zumindest zwei Zust\u00e4nden oder Medien. Die Bewegung entsteht aus dem einfachen Grund, die Ungleichheit auszugleichen, zu eliminieren, und die Richtung ergibt sich aus dem Flu\u00df des h\u00f6heren Wertes in den des niedrigeren. Das hei\u00dft im weitesten Sinne, als BB (Urknall=Big Bang) in die Szene brach, \u00e4nderte sich der Energiezustand, von Potential zu Aktion, sprich Bewegung, und die besa\u00df Richtung. Es entstanden Wege f\u00fcr alle Aspekte der Evolution. Die Elementarkr\u00e4fte sind der Ursprung und die sprichw\u00f6rtliche Exekutive, vor allem die elektro- magnetische Kraft, das die Elementarpartikel mit ihrer Eigendrehung und Ladung im Prinzip widerspiegeln. Kr\u00e4fte, und Partikel sind die Basis, also der Grundplan, der wie ein Stempel im Boden eingedr\u00fcckt ist. Atome, Molek\u00fcle, alle Verbindungen assimilieren, gem\u00e4\u00df den Kr\u00e4ften, immer auf der Suche, Ungleichheit auszugleichen, Unterschiede zu limitieren, oder schlichtweg einfach nur, leeren Raum zu f\u00fcllen, wobei alles entlang der Gradienten, Affinit\u00e4ten und Spannungen der bestehenden und neuen lokalen Bedingungen und M\u00f6glichkeiten erfolgt. Mit wenig Aufwand sichert das die Einhaltung und Ausf\u00fchrung des \u201aGrundplans\u2018, der tats\u00e4chlich nichts anderes als grundlegende Information ist. Was folgt, ist routinem\u00e4\u00dfige Arbeit, wobei Physik und Chemie die Moderatoren sind, die flexibel genug, neuen Konstellationen den Weg ebnen, aber die alten ausbauen und alle, je nach Bedarf, modifizieren. Das f\u00fchrt zu planm\u00e4\u00dfigen \u201eStra\u00dfen\u201c, sowie funktionellen \u201eNetzwerken\u201c, was sich in st\u00e4ndigen und andauernden Wiederholungen dokumentiert und die dann als Informationen integriert und weitergegeben werden, stets anwachsend und immer vielf\u00e4ltiger. Jede Zelle hat und folgt ihren Gradienten, chemischer, oder elektrischer Natur, und jede Entwicklung hat Ausgleich zum Ziel. Wir w\u00fcrden weder ein schlagendes Herz haben, noch Atmung, oder Verdauung, w\u00fcrden die grundlegenden Prinzipien nicht etabliert worden sein. Es macht also keinen Unterschied, ob sich diese Vorg\u00e4nge im unorganischen oder organischen Bereich des Lebens abspielen, sie sind ein und dieselben. Sie erfahren nur eine Vervielf\u00e4ltigung und werden komplizierter, oder besser, verfeinert, so wie Evolution an Komplexit\u00e4t zunimmt. Es f\u00fchrt zu speziellen Entwicklungen, sowohl in der Physik, wie der Chemie, unorganisch wie biologisch, die Vielfalt ist enorm. Leider k\u00f6nnen Details im Rahmen dieses Artikels nicht behandelt werden. Der Leser m\u00f6ge dementsprechende Literatur in Anspruch nehmen.<\/p>\n
Das hei\u00dft nicht, da\u00df wir nicht einen Blick in das umfassende Material werfen. Es l\u00e4\u00dft sich ohnehin nicht vermeiden. Also, schauen wir ein wenig. Nach dem BB, der Kessel, voller Kr\u00e4fte und Partikel, ist am Kochen. Es herrscht erstklassiges Chaos, doch innerhalb dessen entwickeln sich Muster. Geladene Teilchen kollidieren miteinander, annihilieren sich, oder verschmelzen, und nukleieren (Kern\/Keim bildend). Chaos ist voller M\u00f6glichkeiten. Das zeigt sich hier in allen Stadien der Atom- und Molek\u00fclformationen, die sich an manchen Stellen ansammeln und verdichten und Hotspot Nebula (Gasnebel\/-wolken) formen k\u00f6nnen, die als Geburtsst\u00e4tte von Sternen und Galaxien bekannt sind. Billionen Jahre sp\u00e4ter nach dem BB taucht aus dem Solarnebel eine Akkretionsscheibe auf, die dann unser Planet Erde wird, dessen Nukleus, oder Kern, Eisen ist, der sein eigenes elektromagnetisches Feld erzeugt. Nun, man bedenke! Eisen ist auch ein Kernpunkt, oder eben das Herz unseres eigenen Lebens. Als Element ist Eisen in unserem Blut. Es regelt unseren Sauerstoffbedarf. Ohne elementares Eisen w\u00fcrden wir nicht atmen. Zufall? Gewi\u00df nicht! Eisen ist n\u00e4mlich das Herz unseres Planeten. Ohne sein Magnetfeld k\u00f6nnte sich unsere Atmosph\u00e4re nicht halten, und, ohne die k\u00f6nnte sich organisches Leben, so wie wir es kennen, nicht entwickelt haben. Also, Eisen ist so elementar f\u00fcr den Planeten, wie es auch f\u00fcr unser eigenes Leben ist.<\/p>\n
Aus der Akkretionsscheibe also formte sich langsam eine Gaskugel, in deren Zentrum sich, ebenso langsam, geschmolzene Materie ansammelt, wobei von Anfang an stets eine Eigenrotation vorhanden war, die im Laufe der Entwicklung und in zunehmendem Ma\u00df zu jener Achse wird, um die sich unsere Erde dreht, wohlgemerkt damals schneller, als sie das heute tut. Aber das Verlangsamen und das miteinhergehende Abk\u00fchlen brachte jene Umweltbedingungen, die sp\u00e4ter organisches Leben erlaubte. Tats\u00e4chlich brauchte es auch eine Kollision mit einem Schwesterplaneten, um die junge Erde f\u00fcr eine solche Entwicklung auf die rechte Bahn zu setzen. Zweifellos fr\u00fcher, als man glaubt, und mit einigen Versuchen verbunden, organisches Leben zu etablieren, einfache Organismen kamen und gingen. Man mu\u00df bedenken, die Erde war (und ist noch immer), in einer Transformationsphase. Das hei\u00dft nat\u00fcrlich, da\u00df die vorliegenden Gegebenheiten bestimmen, was m\u00f6glich ist. Vorweg sind es die chemischen Reaktionen, die stattfinden k\u00f6nnen, die die Plattform schaffen, auf der sich etwaig geeignetes biologisches Leben etabliert. Solches Leben kann nur dann Fu\u00df fassen und erhalten werden, wenn die Konditionen es erlauben und es kann sich nur solange halten, wie sich diese nicht dramatisch ver\u00e4ndern.<\/p>\n
\u00dcbrigens! Chemische Reaktionen sind nichts anderes als atomare Interaktionen, wie mannigfach und effektiv, das ist dem Leben selbst \u00fcberlassen, herauszufinden. Jede Interaktion ist aber auch eine Art Kommunikation. Man kann es durchaus als die Sprache unorganischen Lebens sehen, oder eben als \u201aSprache der Atome\u2018 bezeichnen. Die einzelnen Partikel, Ladungen und Kr\u00e4fte sind die Worte; Bindungen und Verbindungen sind die Elemente, mit denen die Worte zusammengef\u00fcgt werden, zu S\u00e4tzen, mit entsprechendem Informationsinhalt. Das hei\u00dft also, die aktuelle Reaktion ist das Umsetzen und Weiterleiten von Information, und das entstandene Ergebnis ist die Antwort, sichtbar f\u00fcr alle, als Evidenz des abgelaufenen Prozesses, und als Antwort im Sinne des sprachlichen Geschehens. Informationen werden also effektiv weitergegeben, ohne da\u00df es des gesprochenen Wortes bedarf. J. Archibald Wheeler, theoretischer Physiker, hat auf jeden Fall recht: Information manifestiert sich in der Materie, oder andersrum: Materie ist manifeste Information. Die physikalischen und chemischen Prozesse sind daher Aktionen, die gem\u00e4\u00df den Gesetzen des \u201eBauplans\u201c ablaufen, oder besser, sie folgen den Instruktionen der im Fundament liegenden Information. Zellen folgen demselben Prinzip. Auch sie geben Informationen weiter, in und von Zelle zu Zelle. Dasselbe Prinzip ist allen Formen zellul\u00e4ren Lebens eigen. So wie die unorganischen Partikel und Kr\u00e4fte die grunds\u00e4tzlichen Informationen inkorporiert haben und sie manifestieren, die \u201eErben\u201c folgen demselben Weg. Was das anorganische Leben tut, tut auch das organische, uns eingeschlossen. Alle, einschlie\u00dflich unsere Zellen, sprechen miteinander. Alle Kreaturen verst\u00e4ndigen sich und so gebrauchen wir, als Mittel der geistigen Verst\u00e4ndigung, auch Sprache. Nichts existiert, oder geht, ohne Information. Nur die Modalit\u00e4t der Sprache ist unterschiedlich, Konzept und Effekt sind gleich. Wellen sind die Botschaftstr\u00e4ger und der Weg der Vermittlung, ob \u00fcber weite Distanzen, wie im All, oder von Zelle zu Zelle, oder die Distanz zwischen sprechenden Menschen, das spielt letzendes keine Rolle; wichtig ist schlie\u00dflich nur die Weitergabe von Information.<\/p>\n
Ein anderes wichtiges Element f\u00fcr organisches Leben ist Wasser (H2O). Es mu\u00df nicht einmal in seiner fl\u00fcssigen Phase sein. Als Hydrogen und Oxygen war es ohnehin auch in Erde\u2018s fr\u00fchestem Zustand vorhanden. H\u00f6chstwahrscheinlich wurden sie durch Vulkaneruptionen aus der in Materie gebundener Elementarform freigesetzt, die in den aufsteigenden Gas- und Schwefels\u00e4urewolken, gemischt mit Asche, als Dampf mitauftraten, um sich in der danach folgenden Abk\u00fchlung zu Wasser zu verbinden. Man kann also getrost sagen, da\u00df nur durch vulkanische Aktivit\u00e4ten Wasser entstehen konnte. Doch als Elemente waren und sind sie immer schon vorhanden, nicht nur zu Beginn unserer Erde, sondern generell, man findet sie \u00fcberall im Kosmos. Tats\u00e4chlich sind H das h\u00e4ufigste, und O das dritt h\u00e4ufigste.<\/p>\n
Wasser gab es demnach schon sehr fr\u00fch in den Anf\u00e4ngen unseres Planeten, wenn auch nicht unbedingt als ein best\u00e4ndiger Fluss, oder in Form von Ozeanen. Massive Meteore bombardierten die junge Erde und angesammeltes Wasser wurde oft genug vaporisiert. Die Erde hatte auch sehr fr\u00fch eine Atmosph\u00e4re, allerdings nicht mit der jetzigen vergleichbar. Sie hatte viel zu wenig Sauerstoff, um Leben, so wie wir es kennen, zu erm\u00f6glichen. Aber organisches Leben gab es durchaus, auch damals schon. Nur sah es eben anders aus. Man nimmt an, da\u00df es noch fr\u00fcher auftrat, als die Methan produzierenden, 3,8 Milliarden Jahre alten Mikroben, welche man heute noch im Boden der Tiefsee und in vulkanischem Terrain findet. Erst um die 2,7 Milliarden Jahre gab es genug Sauerstoff f\u00fcr unsere mikrobiellen Ahnen, was wir den Cyanobakteria zu verdanken haben, die Methan als Energiequelle benutzten und Sauerstoff als Abfallprodukt ausschieden. Sie traten so zahlreich auf, da\u00df dieser Abfall mehr O produzierte, als die junge Erde verbrauchte. Somit reicherte es die Atmosph\u00e4re an, glaubt man derzeit jedenfalls.<\/p>\n
Nicht nur H, das Element, auch Eis ist in unserem Solarsystem und im Weltraum zur Gen\u00fcge vorhanden. Man findet es sowohl sonnennahe, wie im weiten Kosmos, wo es sich als interstellares Eis in Form von Eisk\u00f6rnern pr\u00e4sentiert. Die enthalten zudem chemische Elemente und Verbindungen mit niedrigem Siedepunkt, wie Nitrogen, Kohlendioxyd, Ammonium, Schwefeldioxyd und Methan, neben dem obligaten Wasserstoff. Dieselben Elemente sind nat\u00fcrlich auch Bestandteile der Erdkruste. Eisgranulate finden sich auch in unserer Atmosph\u00e4re, sind aber besonders h\u00e4ufig in den molekularen Nebelwolken, den Geburtsst\u00e4tten neuer Sterne. Wissenschaftler fanden dort k\u00fcrzlich auch Aminos\u00e4uren und Nukleotide, die f\u00fcr Verbindungen wie Proteine essentiell sind, gewonnen aus dem K\u00f6rnereis bei Prozessen wie Hydroxylierung, Hydroxygenierung, Oxygenierung. Es best\u00e4tigt nur, wie unsinnig es ist, das Universum und die Erde als v\u00f6llig verschiedene, nicht verwandte K\u00f6rper zu sehen. Gem\u00e4\u00df diesen Umst\u00e4nden ist Gaia eher logisch, als Phantasie.<\/p>\n
Nun, Eis ist, wie wir wissen, die solide Form von Wasser, auch feste Phase des Wassers genannt. Wenn Wasser unter normalem atmosph\u00e4rischem Druck auf 0o absinkt, (das gilt f\u00fcr fast alles Wasser und Eisbildung auf unserem Planeten), seine molekulare Ordnung \u00e4ndert sich w\u00e4hrend der \u00dcbergangs-, oder Transitionsphase. Das meiste Eis unseres Planeten pr\u00e4sentiert sich in einer hexagonalen kristallinen Struktur. Beinhaltet es \u201aUnreinheiten\u2018 mag es milchig wei\u00df sein, was wir als Schnee kennen. Eis wird als ein Mineral eingestuft, als kristalliner anorganischer Feststoff. Interessanterweise, wenn man die Molek\u00fcle daran hindert, sich in diese hochgeordneten Strukturen zu arrangieren, Wasser kann nicht mehr gefrieren. Es geht eine sogenannte Mesophase ein, unabh\u00e4ngig davon, wie tief die Temperatur auch sinken mag. Das gilt f\u00fcr alle Fl\u00fcssigkeiten und hei\u00dft, da\u00df Kristalle nicht mehr fest, sondern fl\u00fcssig sind. Das ist deshalb wert hervorzuheben, weil es eminente biologische Implikationen hat, denen man allerdings erst in j\u00fcngsten Zeiten besondere Aufmerksamkeit geschenkt hat, vor allem im Kontext der 3-dimensionalen Organisation lebender Materie und deren innerer Dynamik. (Der interessierte Leser m\u00f6ge sich die Studien \u00fcber Struktur und Funktionen der Fibrillen in Haut, Muskeln und lamellaren Knochen ansehen und informieren; ja sogar DNS-Applikationen gibt es. Aber auch die Eigenschaften von Fischschuppen und Sperrholz geh\u00f6ren damit dazu. (Das mu\u00df hier leider gen\u00fcgen, um die Wichtigkeit der Mesophase hervor zu heben!).<\/p>\n
Aber der wichtigste Punkt ist, die enorme Bedeutung der Phasen zu verdeutlichen, – sie sind wichtig f\u00fcr alles in unserem gesamten Universum. Das hei\u00dft also, es ist die Physik, die Aufbau und Entwicklung (Evolution) diktiert, Schritt f\u00fcr Schritt. Nichts wird verworfen, schon allein deshalb nicht, weil es dem Nachfolgenden als Grundlage dient und mitbestimmend bleibt, wenn auch nicht mehr voll im Vordergrund des Geschehens stehend. Dasselbe gilt auch f\u00fcr das geistige Wachstum, denn auch Intelligenz hat ihr Wachstum. Deren Kapazit\u00e4t, organisch gesehen, ist anfangs zu gering, um jene Prozesse, die ausschlaggebend sind, zu verstehen, die uns zu dem gemacht haben, was wir sind. Erst nach entsprechender geistiger Entwickelung kann sich der Verstand sein eigenes Imperium schaffen, um die vielen, ebenso anwachsenden Verflechtungen der \u201aSch\u00f6pfung\u2018 zu entwirren und die verborgene Realit\u00e4t zu entbl\u00f6\u00dfen, damit der immer hungrige Verstand sie aufnehmen und verdauen kann, was schlie\u00dflich zum Begreifen der Wahrheit f\u00fchrt, um die sich alles dreht.<\/p>\n
Aber zur\u00fcck zu chronologischen Ereignissen. Die Erdkruste formte sich, als sich unser Planet abk\u00fchlte. Es gab der fl\u00fcssigen Lava an ihrer exponierten Oberfl\u00e4che die Gelegenheit eine Haut zu bilden. Der Vorgang entspricht der Phasen Transition, in der sich die Elemente neu organisieren, ganz entsprechend dem Prinzip, erst Gaszustand, dann fl\u00fcssige (Lava) Phase, dann Solidifikation. Das geschieht, phasendynamisch durch Kristallisierung. Sie schafft das \u201aGer\u00fcst\u2018, die mit Strukturierung innerhalb einer Fl\u00fcssigkeit (L\u00f6sungen\/Pr\u00e4zipitate) beginnt. Von Gas zu Fl\u00fcssigkeit zu solider Materie, zuerst in Kristallform, dann Gestein und schlie\u00dflich Erde, was wiederum die formale Grundlage bildet, durch die und auf der sich organisches Leben in all seiner Vielfalt entwickeln kann. Thermodynamische Prozesse, unter den elektro-magnetischen Feldbedingungen der Erde sind die Voraussetzung; Wasser und Atmosph\u00e4re sind die Umweltbedingungen. Sie erlauben der Evolution ein weites Spektrum des Ausdrucks und den Organismen das Fortbestehen ihrer Art, weil mit soliden Strukturen auch Stabilit\u00e4t einhergeht. Aber die Vorg\u00e4nge sind auch hier nicht anders, wie im anorganischen \u201aNest- oder Keimbilden\u2018, (Nukleation), des gleich nach dem BB entstandenen Plasmas. Auch dort gab es die extremen Temperatur- und Abk\u00fchlphasen, die mit den entstehenden Gasen den Samen f\u00fcr die nachfolgenden Molekularwolken (Nebula) bereitstellten und zu all dem f\u00fchrten, das wir Universum nennen.<\/p>\n
Die Phasendynamik l\u00e4\u00dft sich also mit Wasser leicht beobachten. Man sieht praktisch, wie sich an der Oberfl\u00e4che Muster formen, Blasen aufsteigen, und wie H2O als Dampf entweicht; oder wenn sich Eis bildet, indem pl\u00f6tzlich kleine Eisinseln entstehen. Man kann visuell die Transition verfolgen, sowie das Endergebnis, das den neuen Phasenzustand charakterisiert, sinnlich begreifen. Die bestehende Form verschwindet, wird zu Dampf, oder wird v\u00f6llig fest, n\u00e4mlich Eis. Die Eisbildung im Winter spricht den Menschen besonders an, weil er sieht, wie sich Teiche und Seen verwandeln. Den Vorgang zu beobachten ist f\u00fcr Kinder oft eine richtige Geduldsprobe, denn sie k\u00f6nnen es kaum erwarten, bis sie sich auf dem Eis vergn\u00fcgen k\u00f6nnen. Derselbe Prozess l\u00e4uft ab, wenn Lava sich abk\u00fchlt, nur sieht das Ganze eben anders aus, und nicht das Vergn\u00fcgen steht im Vordergrund, sondern die lebenswichtige Aufgabe des planetaren Reifens.<\/p>\n
Jeder Keimbildungsprozess ist die Folge einer Interaktion und Reaktion zwischen Elementen. Nat\u00fcrlich bedarf es auch entsprechender Kr\u00e4fte, die einzelne Partikel\/Elemente miteinander verbinden k\u00f6nnen, (wie z.B. Schwerkraft, elektrische Ladung, Energiequellen jeder Art), ansonsten w\u00fcrden die Elemente in \u201aSuspension\u2018 bleiben. Wenn nun unter den richtigen Gegebenheiten Partikel, Atome oder Molek\u00fcle sich zusammenfinden, kennzeichnet es den Beginn der Keimung, (Nukleation, oder \u201aNestbildung\u2018). Das Escheinen von Keimen ist der erste Schritt jeder Phasentransition. Es ist also der erste Schritt der Formgebung und\/oder Strukturbildung und damit die Basis aller Materie. Tats\u00e4chlich ist es ein Akt eigenst\u00e4ndiger Organisation, sozusagen ein Akt der Selbstmontage, und laut offizieller Definition ist Nukleation jene Zeit, die ein Beobachter notwendigerweise warten mu\u00df, bevor ein neuer Phasenbeginn augenscheinlich wird.<\/p>\n
Es ist wesentlich, da\u00df man Selbstorganisation\/Selbstmontage versteht, denn alle bereits vorhandenen Komponenten in einem ungeordneten System, sei es die Plasmasuppe nach dem BB, oder die fl\u00fcssige L\u00f6sung dieses Diskurses, in allen findet ein selbstorganisieren statt. Streng genommen, selbst die schw\u00e4chste Musterbildung hat bereits Strukturen, die eben das Muster halten, bestimmt durch ihre artspezifischen Eigenschaften und laufenden Interaktionen, ohne externe Fremdbestimmung und unabh\u00e4ngig von umweltbedingten Einfl\u00fcssen. (Nicht zu verwechseln mit den externen Bedingungen, die die Prozesse f\u00f6rdern und Einflu\u00df auf Form und Gestalt aus\u00fcben). Handelt es sich bei den Komponenten um Molek\u00fcle, nennt man das molekulare Selbstmontage.<\/p>\n
Die Bedeutung des Gesagten liegt darin, da\u00df es eine inh\u00e4rente Eigenschaft der Energie, ja des gesamten Energiepotentials ist. Wie David Bohm es sieht, ist es in der \u201eimpliziten Ordnung\u201c enthalten, oder, anders ausgedr\u00fcckt, im Quantum Potential des noch ungebrochenen, holistischen Universums; oder, sollte der Leser es bevorzugen, es ist dem BB-Potential zugeordnet und jedweder Materie eigen, von Partikeln bis zu allem hernach. Sozieternas sehen es einfach als ein Konzept der Evolution des Lebens an sich. Energie ist schlie\u00dflich Leben. Selbstorganisation, Selbstmontage sind Trittbretter oder Pflastersteine, um der Energie Ausdruck zu geben, sich zu manifestieren, oder einfach ausgedr\u00fcckt, sich visuell und greifbar zu machen.<\/p>\n
In statischer Umgebung strebt das sich Ordnen das Equilibrium an, also den Ausgleich. In einer dynamischen Umgebung folgt es dem Prozess der Selbstorganisation. Das hei\u00dft, alles, das in einem ungeordneten, sich stets ver\u00e4nderbarem System existiert, sucht \u201eGesellschaft\u201c, m\u00f6glichst von eigener Art, oder zu was es sich eben hingezogen f\u00fchlt, was sich tats\u00e4chlich auch im sozialen Bereich der Menschen abspielt, n\u00e4mlich \u201eGleich und Gleich gesellt sich gern\u201c, oder \u201eGegens\u00e4tze ziehen sich an\u201c. Anh\u00e4ufung, Gruppenbildung, – alles und jedes f\u00fchlt sich am wohlsten unter Seinesgleichen, oder wird durch Opposition angeregt. Es bringt \u201eSt\u00e4rke\u201c im Kampf ums \u00dcberleben.<\/p>\n
In der Natur hei\u00dft Keimbildung nichts anderes wie Aufbau von Nanostrukturen, ist also kernbildende Selbstorganisation. Im organischen Leben zeigt sich das im Wachstum von kleinsten Verbindungen zu gro\u00dfen, wie durch dimensionale Ausdehnung und r\u00e4umliche Arrangements. Umgebungsdynamik bestimmt die Form der Strukturen und deren Funktionen mit dem Ziel der besten \u00f6konomischen Zweckdienlichkeit. Man kann diese Entwicklungen in vielen F\u00e4llen praktisch nachvollziehen.<\/p>\n
Generell ist Keimbildung ein langsamer Proze\u00df, abh\u00e4ngig von den vorherrschenden dynamischen Kr\u00e4ften. Sie ist anf\u00e4nglich nicht sichtbar, sondern erst im sp\u00e4teren Stadium, wie das mit Wasser als Beispiel eindrucksvoll demonstrierbar ist. St\u00f6rung, Unreinheiten, etc., beeinflussen die Rate der Nukleation. Wieviel Zeit eine Transition braucht, und in welcher Form sich die Selbstmontage (Organisation) pr\u00e4sentieren wird, ist also variabel.<\/p>\n
Die ersten Anzeichen der Keimbildung sind immer sporadisch und willk\u00fcrlich, egal in welchem Medium oder System es stattfindet und schwankt auch in seinem Ausma\u00df. Die sichtbaren Inselchen tauchen erst auf, so wie der prim\u00e4re Prozess voranschreitet. Das mag durchaus einem sekund\u00e4ren Prozess dienen, dessen Ergebnis dann Dinge sind, an denen wir Menschen uns erfreuen, wie Edelsteine und wertvolle Metalle. Der Punkt ist, da\u00df Nukleation unbestimmten Regeln folgt, weder wo oder wann es auftritt, ob der Keim bestehen bleibt oder sich einfach wieder verliert. Das hei\u00dft also, der n\u00e4chste Schritt im Geschehen erfolgt nur, wenn die Bedingungen, die darauf einwirken, es auch erlauben.<\/p>\n
Bohm\u2019s \u201ePotential Quantum Field\u201c Hypothese spricht von Wellen inerter Energie, die beliebig als Partikel an Punkten der Interferenzkreuzstellen auftauchen. Wenn dort eine H\u00e4ufung stattfindet, mag das durchaus als Nukleation bezeichnet werden, (die h\u00f6chst urspr\u00fcngliche \u00fcberhaupt). Der sp\u00e4tere Kristallisierungsprozess, n\u00e4mlich von Fl\u00fc\u00dfigkeit zu solider Materie reflektiert das Originalgeschehens, nur ist das jetzt beobachtbar, was auf der Ursprungsebene nicht m\u00f6glich ist, derzeit jedenfalls. Das hei\u00dft aber auch, nur wenn wir den Prozess und das Produkt der Phasentransition sehen k\u00f6nnen, wie im Falle von Wasser und Eis, haben wir kein Problem mehr, sowohl den Prozess, als das Endprodukt, als etwas Reales zu akzeptieren. Trotzdem alle Prozesse im Prinzip dasselbe sind, der Mensch begreift sie nur dann als Wirklichkeit, wenn er sie, oder zumindest deren Produkte, im wahrsten Sinne des Wortes, auch angreifen kann.<\/p>\n
Die nicht zu beobachtende Keimbildung macht uns also zu schaffen, doch wissen wir inzwischen sehr wohl, da\u00df es sie gibt. Vor allem im biologischen Bereich macht uns das Kummer. Man denke an die Krankheiten, wie Alzheimer\u2019s oder Krebs, deren Ansatz, Plaques und Metastasen wir nicht im Stadium der Keimbildung sehen, sondern erst sp\u00e4ter, wenn die \u201eNester\u201c vorhanden sind, also wenn die Krankheit sich manifestiert hat und die Ausbreitung erfolgt ist.<\/p>\n
Jede Keimbildung, jede Phase braucht nat\u00fcrlich Energie und ein Momentum, das den Prozess ins Rollen bringt. Das geschieht im Zustand der sogenannten Metastabilit\u00e4t. Der Leser m\u00f6ge sich zum besseren Verst\u00e4ndnis allerdings selber in die diverse Literatur der Thermodynamik vertiefen. Wie so vieles ist es f\u00fcr diesen Artikel zu unm\u00f6glich, darauf einzugehen. Aber ein paar Worte zur Metastabilit\u00e4t. Am einfachsten ist es, sie sich visuell vorzustellen, n\u00e4mlich als Ball, der sich in einer labilen Position befindet, aus der er, bei geringstem Anla\u00df, delogiert werden kann. Ob er dann Stufen runterh\u00fcpft, einen H\u00fcgel runterl\u00e4uft, oder von einer Spitze in eine Mulde f\u00e4llt, oder auch nur eine kleine Strecke dahinrollt, in jedem Fall ist seine Bewegung immer eine Energiequelle, denn Energie wird dabei freigesetzt.<\/p>\n
Um kurz zu res\u00fcmieren: Der Beginn, BB also, der Startpunkt (A), ist Energie in ihrem Gesamtpotential. Energie hat im Quantum Zustand keine feste Masse und bewegt sich als Welle. Am Endpunkt (B), ist sie die konkrete Manifestation, also solide Materie, eben E=mc2. Die Reise von A nach B ist ihre Zeit der Transformation, die zusammen mit Nukleation und Potentialkr\u00e4ften einhergehend, sich als Muster der Interferenzen in Wellen\/Partikelform deklariert. Die Physik dient als Bauger\u00fcst, an dem sich die Strukturen der groben Materie orientieren und organisieren k\u00f6nnen. So wie die Reise fortschreitet, desto sichtbarer und greifbarer werden die entstehenden Formen in ihrer Komplexit\u00e4t. Das ist der Energie und ihrer Dualit\u00e4t zu verdanken, die einerseits als Partikel, andererseits als Welle, Substanz bildet und gleichzeitig den dazu n\u00f6tigen Energiebedarf deckt. Ihre Dualit\u00e4t ist inh\u00e4rent und immer vorhanden. Kurz gesagt, Energie ist sowohl Baumaterial wie Sprit f\u00fcr die Arbeit. Und so wie die Interaktionen zwischen Partikel und Kr\u00e4ften zunehmen, so wachsen die Formen der Materie. Die einfachen Reaktionen werden komplexer, sowie deren einhergehenden Funktionen immer anspruchsvoller. Guten Morgen Physik! Guten Tag Chemie! Willkommen organisches Leben und all der Rest, der noch zu erwarten ist. Den Endpunkt haben wir n\u00e4mlich, kosmisch gesehen, noch lange nicht erreicht.<\/p>\n
Die Hauptzutaten f\u00fcr organisches Leben auf unserer Erde sind Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Silikon, Schwefel und Eisen. Diese Elemente bilden unsere Erdkruste und diese Elemente sind nat\u00fcrliche Bestandteile aller lebenden Dinge. Mit dem Beginn organischen Lebens, obwohl stets gegenw\u00e4rtig, blo\u00df nicht so augenscheinlich, hat die Physik ihren Partner in der Chemie gefunden. Beide haben und schaffen ihre eigenen Regeln, w\u00e4hrend sie Hand in Hand voranschreiten. Um chemische Reaktionen zu beschleunigen, benutzt die Natur bestimmte Verbindungen, die man als Katalysatoren bezeichnet. Diese sind an allen komplexen Reaktionen beteiligt. Im organischen Bereich, insbesondere den organischen Funktionen, werden sie Enzyme genannt. Sie bestehen aus den oben genannten einfachen Elementen, die sich im Laufe der Zeit zu hochspeziellen Moderatoren entwickelt haben. Sie sind an allen essentiellen Prozessen organischen Lebens beteiligt, ohne jedoch in diesen Prozessen selber verloren zu gehen. Ohne sie k\u00f6nnten wir weder atmen, noch Nahrung aufnehmen und diese in Energie umwandeln. Ja wir k\u00f6nnten ohne sie \u00fcberhaupt nicht existieren, da jede einzelne Zellaktivit\u00e4t von den Katalysatoren\/Enzymaktivit\u00e4ten abh\u00e4ngt. Es ist tats\u00e4chlich verbl\u00fcffend, wie schlicht alles beginnt und wie verfeinert alles endet. Zum Gegenstand der chemischen Prozesse, einschlie\u00dflich der Rolle der Enzyme, so faszinierend wie das auch ist, der Leser m\u00f6ge sich anderweitig in die besagte Literatur vertiefen. Dieser Artikel versucht nur die wichtigsten Trittsteine freilegen, da der Verlauf der Entwicklung, vom anorganischen zum organischen Leben, zu komplex ist und man leicht das Ziel, oder den Zweck des Artikels, aus den Augen verlieren k\u00f6nnte.<\/p>\n
Das Miller-Urey Experiment in 1952, ist ein solcher Trittstein und wert, hervorgehoben zu werden. Es war das erste Experiment, das zeigen konnte, da\u00df organische Verbindungen, wie Aminos\u00e4uren, Bausteine organischen Lebens, aus anorganischen Verbindungen synthetisiert werden k\u00f6nnen. Unter Laborbedingungen, die die Umwelt der Erde zu jenem Zeitpunkt kopierte, in der die Voraussetzungen f\u00fcr die Entwicklung organischen Lebens vorhanden waren, wurden einfache Gase der Hitze, Abk\u00fchlung und simultaner elektrischer Entladungen ausgesetzt, wie sie dem Milieu der Erde entsprachen. Sie wurden mit extremer Energie bombardiert, wie das bei gewaltigem Blitzschlag und Bestrahlung der Fall ist. Tats\u00e4chlich kam es kam dabei zur Bildung von einfachen, aber eben organischen Verbindungen, die der Grundstein organischen Lebens sind.<\/p>\n
Die organischen Bausteine sind freilich nur ein Teil im Mosaik der Entwicklungsgeschichte. Der andere Teil ist selbstverst\u00e4ndlich das Vorhandensein von Energie, ganz speziell \u201efreier\u201c Energie. Eine Hypothese \u00fcber den Ursprung organischen Lebens ist daher, und das nicht unberechtigt, die These, des \u201eMetabolismus First\u201c. Katalysatoren spielen darin nat\u00fcrlich eine besondere Rolle, denn sie sind verantwortlich f\u00fcr das Bereitstellen von Energie. In Form von Enzymen setzen sie diese Rolle im metabolischen Geschehen der sich entwickelnden Organismen fort. Das ist kein Zufall, sondern reine Zwangsl\u00e4ufigkeit, denn jeder Prozess braucht Energie, sowie eben jede Maschine ihren Treibstoff braucht.<\/p>\n
Der fr\u00fcheste Nachweis organischen Lebens auf unserer Erde geht 3,7 GY (Giga, oder Billionen Jahre) zur\u00fcck, doch mag es sehr wohl fr\u00fcher vorhanden gewesen sein. Man hat erst k\u00fcrzlich uralte Organismen in extrem tiefgelegenen Erdschichten entdeckt. Diese Lebensformen brauchen f\u00fcr ihr Leben keinen Sauerstoff und k\u00f6nnten sich schon vor dem arch\u00e4ischen \u00c4on entwickelt haben, oder im Hadean, aus welcher die Fossilien im Geyserit (opale Kiesels\u00e4ure), stammen, wie man sie im Pilbara Craton in West Australien, findet, oder auch als fossilierte Mikro-Organismen in den hydrothermalen L\u00fcftungsschlitzprezipitaten im Quebecischen Felsgestein in Kanada.<\/p>\n
Wie dem auch sei, Leben, so wie wir es kennen, mag mit der Ozeanen Bildung einhergehen, vor 3,8 Billionen Jahren, doch das Urteil steht noch aus.<\/p>\n
Da\u00df sich unser Leben auf unserer Erde entwickelt hat, ist mehr als nur wahrscheinlich, vor allem weil alle \u201aZutaten\u2018 reichlich vorhanden sind. Mit den rechten Umweltbedingungen, die den Prozess in Gang bringen, kann der Samen aufgehen. Wohlgemerkt! Der erste und wichtigste Schritt ist nat\u00fcrlich das Selbstorganisieren, die Selbstmontage, eben der Auf-, oder Zusammenbau von Elementen. Danach folgt der Ausbau mit Hilfe neuer Verbindungen, und neuen Materialien die der Planet zu offerieren begann. Vom einfachen Molek\u00fcl zum Makro Molek\u00fcl, zu den Polymeren, die sich von molekularen Einheiten zu langen Ketten zusammentun, mit neuen M\u00f6glichkeiten im Schlepptau, es scheint keine Grenzen f\u00fcr den Fortschritt zu geben. Ketten k\u00f6nnen aber nicht nur linear anwachsen, sondern k\u00f6nnen sich auch r\u00e4umlich ausbreiten. Das erlaubt dann dimensionale Strukturen, neue Gestalten und verschiedene Formen, mit unterschiedlichen und speziellen F\u00e4higkeiten und Funktionen. Und das alles nach dem Motto, \u201eein Schritt nach dem anderen\u201c. Ketten haben, oder, bestehen aus Gliedern, nur sind die Glieder biologische Einheiten. Das gibt ihnen die F\u00e4higkeit, sich in dimensionale Formen zu verwandeln.<\/p>\n
Lineare Entwicklung ist allgegenw\u00e4rtig: Vom Teilchen, wie Quark, zum Atom, vom Molek\u00fcl zum Polymer, worunter die RNS f\u00e4llt, der Meilenstein f\u00fcr die Entwicklung organischen Lebens, so wie wir es kennen, bis zur DNS, unsere eigene Bio-Chronologie, der Fortschritt ist eine lineare Angelegenheit. Unsere biologische Welt ist bekanntlich eine RNA-Welt! Andere Welten m\u00f6gen durchaus existiert haben, doch der Planet war selber noch nicht stabil genug, um langfristiges organisches Wachstum zu gew\u00e4hren. Was sich \u00e4u\u00dferen Umst\u00e4nden nicht anpassen kann, mu\u00df eben aufgeben. Doch zur\u00fcck zu den Ketten, weil sie in so vielen Dingen zu finden sind. Ein besonders sch\u00f6nes Beispiel ist unsere Wirbels\u00e4ule, – eine Kette aus kn\u00f6chernen Segmenten. Aber Entwicklung ist immer und auf jeder Ebene linear, auch im Falle einer befruchteten runden Eizelle, die zu einem Ball aus mehreren runden Zellen wird, Blastula genannt, gefolgt bei Gastrulation, wo aus der zuvor noch einfachen Zellschicht, die drei Keimbl\u00e4tter hervorgehen, aus denen sich der K\u00f6rper des neuen menschlichen Wesens entwickelt. Und \u00fcberall, wo auch immer man hinschaut, Wiederholungen sind ebenfalls ein fixer Bestandteil des Geschehens, sowohl von Materialien, sowie deren Zusammenbau und Arten der Verbindungen. Das Prinzip der Lebensentfaltung ist einfach: Mit ein paar Zutaten, st\u00e4ndigen und zahlreichen Wiederholungen, aber in durchaus neuen und \u00fcberraschenden Kombinationen, die Vielfalt, die damit erreicht wird, ist atemberaubend. Und doch! Nichts ist wirklich \u201eneu unter der Sonne\u201c. Es demonstriert jedoch die Einfachheit der Regeln, ja des Designs der gesamten Sch\u00f6pfung. Das l\u00e4\u00dft sich durchaus mit dem Fraktal vergleichen, (mehr davon sp\u00e4ter). Da\u00df man allerdings in den vielen sich entwickelnden Formen und Gestalten verloren gehen kann, ist nicht \u00fcberraschend, denn die Vielfalt lenkt vom Einfachen ab. Obendrein, und wie im Widerspruch, Neues entsteht laufend, – auch wenn wir es gar nicht wahrnehmen.<\/p>\n
Der Klarheit wegen sei betont, Polymere sind nicht nur biologische Verbindungen, sie sind die Grundlage und Voraussetzung f\u00fcr organisches Leben und dessen Entwicklung schlechthin. Jedes kleine Molek\u00fcl (Monomer), organisch or not, tut sich mit anderen zusammen, allein schon durch die Kovalente, die f\u00fcr chemische Neuverbindungen sorgen. Das wiederum liefert neue und einzigartige Ergebnisse, mit neuen formalen und physischen Eigenschaften. Viele Polymere werden industriell genutzt, weil sie spezifische Qualit\u00e4ten haben, wie H\u00e4rte, Viskosit\u00e4t, Elastizit\u00e4t, etc. Sie k\u00f6nnen fl\u00fcssig, amorph, semi-kristallin oder eben Kristalle sein. Die M\u00f6glichkeiten sind beeindruckend. Aber und vor allem ist wichtig zu erkennen, da\u00df sowohl das eine, wie das andere, Leben ist und Leben hat.<\/p>\n
\u00dcbrigens! Verschiedene Branchen der Wissenschaft sind zum selben Schlu\u00df gekommen: Alles hat die F\u00e4higkeit der Selbstorganisation, der Selbstmontage, was so viel hei\u00dft wie strukturelle Ordnung ins Chaos zu bringen. Der Konsensus ist, da\u00df unsere sichtbare Welt nie und nimmer im Chaos ihren Ausdruck finden k\u00f6nnte, schon gar nicht organisches Leben. Nur durch den Verlust von Entropie (Chaos) kann Materie Gestalt annehmen. Strukturen sind schlie\u00dflich ein Zustand der Ordnung. Besonders ersichtlich in Kristallen, deren Atome so niedlich geordnet sind. Ordnung ist bei anderen Materialien nat\u00fcrlich auch der Fall ist, nur eben weniger beeindruckend organisiert. Selbstmontage hei\u00dft also immer, da\u00df im Chaos frei bewegliche Elemente dazu tendieren, sich zusammenzutun. Es erfolgt gem\u00e4\u00df den vorherrschenden Kr\u00e4ften und freier Energie, die vor allem in der hoch entropischen Phase mit deren extremen Temperaturen, zur Verf\u00fcgung stehen. Das Absinken der Temperaturen ver\u00e4ndert nat\u00fcrlich das Milieu. Es ben\u00f6tigt Reorganisation und erlaubt neue und andere Entwicklungen. Es r\u00fcckt aber auch die Wichtigkeit der Umwelt ins Rampenlicht, da, wenn diese sich \u00e4ndert, \u00c4nderungen zu erwarten sind. Umweltbedingungen \u00e4ndern sich laufend, nicht aber das Prinzip, nachdem sich die \u00c4nderungen richten. Das Prinzip ist allgegenw\u00e4rtig und konstant, sozusagen, es ist die Konstante im ganzen System.<\/p>\n
John Conway, Stanislav Ulam, John von Neumann und Herman Haken, (Wissenschaftler und\/oder Mathematiker) sollen hier erw\u00e4hnt werden, da sie mit ihren Arbeiten zum Verst\u00e4ndnis der Selbstorganisation und Selbstreplikation die Nachweise lieferten, die Kriterien der Definition organischen Lebens sind. Sie bewiesen aber auch, da\u00df beides in \u201elebloser Materie\u201c ebenso stattfindet.<\/p>\n
Der englische Mathematiker John Conway schuf ein Computerspiel, sinnigerweise \u201eSpiel des Lebens\u201c genannt (1970), womit er demonstrieren konnte, da\u00df alles, das sich Computer algorithmisch berechnen l\u00e4\u00dft, auch im wirklichen Leben anwendbar ist. Obwohl nur ein simuliertes Spiel mit theoretischen \u201eEinheiten\u201c, reflektiert es das Verhalten realer Zellen, insbesonders die Selbstorganisation, die spontan auftreten kann. Die einfachen Regeln des Spiels f\u00fchren zu Mustern, die, durch die didaktische Analogie ersichtlich, Neuorganisation und, entgegen aller intuitiver Vorstellung, komplexe Neukonstruktionen sind, auf spontane Weise von selbst entstehen, ohne Zutun des Spielers, oder eines \u201eDesigners\u201c, oder anderer externer Beeinflussung.<\/p>\n
Sein Werk st\u00fctzte sich auf Stanislav Ulam\u2019s und John von Neumann\u2019s Studien \u00fcber das Wachstum von Kristallen in bewegter Fl\u00fcssigkeit, die zeigten, wie Kristalle sich aus einer Fl\u00fcssigkeit entwickeln, was damit das \u201eErste System zellul\u00e4rem Automatismus\u201c darstellt. Von Neumann entwickelte eine Methode, die Fl\u00fcssigkeitsbewegungen kalkulierbar machte, in dem er bestimmte Quanten (Einheit\/Zelle) von Fl\u00fcssigkeiten verwendete und die Effekte studierte, die dabei entstanden, einerseits auf eine Einheit\/Zelle der Fl\u00fcssigkeit, sowie deren Wirkung auf die nachbarschaftlichen, und dann deren gegenseitige Beeinflussung in der Folge. Es zeigte sich, da\u00df es nat\u00fcrliche Regeln gibt, wie diese Quanten ihre Erregung weiterleiten. Je enger die Nachbarschaft (denke an Tesselation\/Mosaik), desto schneller und st\u00e4rker die Weitergabe, und, entsprechend den Beobachtungsdaten, es entstanden dabei nat\u00fcrliche Muster, deren sich die Natur bedient, die sie sich aneignet und worauf sie dann Neues aufbaut. Das einfachste Beispiel von Erregung und Weitergabe eines Reizes ist wohl das Werfen eines Kiesels in stilles Wasser. Das entstehende Wellenmuster, vor allem, wie es sich ausbreitet, erfolgt h\u00f6chst geordnet und wird pr\u00e4zise exekutiert, doch die Sch\u00f6nheit liegt in der versteckten Komplexit\u00e4t des Details und im visuellen Schauspiel, das damit einhergeht.<\/p>\n
Es demonstriert aber auch, wie Information, ganz generell, weitergegeben wird, ohne Worte verwenden zu m\u00fcssen. Information ist jedoch die Voraussetzung jeglicher Entwicklung. Information ist sozusagen der eingewobene, intrinsische Leitfaden, ist das allgegenw\u00e4rtige geistige Element des Lebens schlechthin. Es ist verschl\u00fcsselte Energie., oder vergleichbar mit Architektur, ohne die nichts \u201ain Ordnung\u2018 gebracht, oder geschaffen werden k\u00f6nnte. Damit ist nicht der Architekt gemeint, (oder Gott), zumindest nicht als objektivierbares Wesen, sondern ist zweifellos das Wesentliche oder Essentielle im Ausdruck. Selbst die Bibel sagt: \u201eAm Beginn war das Wort\u201c. Beachte! Worte sind nur symbolische Einheiten zum Zweck der Informationsweitergabe, eine Modalit\u00e4t unter vielen anderen. Die Natur hat ihre eigene Sprache, die von Anfang an in Form und aller Arten von Interaktionen mitbestimmend und beteiligt ist, Evolution voranzutreiben. F\u00fcr Sozieterna ist Information einfach nur Energie, Schwingungsenergie, um genau zu sein, wo der Informationsinhalt in der Wellenfrequenz verschl\u00fcsselt, und als Welle weitergeleitet wird. Sprache, Musik, Vogelgesang, Brauchbares, Notwendiges, Entz\u00fcckendes, was auch immer, Information beruht auf Vibrationen, die wir f\u00fchlen, die als Wellen an uns herangetragen werden und deren Frequenzmuster wir in unserem Gehirn entschl\u00fcsseln, zu welchem Zweck das auch sein mag.<\/p>\n
Herman Hake\u2019s Werk soll hier f\u00fcr manche speziell interessierte Leser erw\u00e4hnt werden, das den Weg aus dem Chaos zu Ordnung unter den Regeln der Selbstorganisation, behandelt. Sein Buch, \u201eDie Wissenschaft von Struktur: Synergetics\u201c ist daf\u00fcr bestens geeignet. Kurz zusammengefasst, \u201aSynergetics\u2018 ist eine interdisziplin\u00e4re Wissenschaft, deren Gr\u00fcnder Herman Hake ist. Es befasst sich vor allem mit Selbstorganisationsmustern und Strukturen in einem offenen System, weit entfernt vom thermodynamischen Equilibrium und auf dem Boden des Ordnungs-Parameter Konzepts, das Phasentransitionen in der Thermodynamik beschreibt. Grunds\u00e4tzlich, Selbstorganisation bedeutet Verlust von Graden von Freiheit in einem System, im Austausch f\u00fcr Ordnung, was zu Mustern, Strukturen und schlie\u00dflich festen Formen f\u00fchrt. Selbstorganisation bedarf des makroskopischen Systems (in diesem Fall als existentielles System zu verstehen), das aus vielen nicht linearen, aber miteinander interaktiv verbundenen, untergeordneten Systemen besteht, die von externen modulierenden Bedingungen abh\u00e4ngen, wie Umwelt und Energiefl\u00fcssen. Das trifft auf alle Selbstorganisationsmuster zu, in den verschiedensten Bereichen, sei es die Physik, Chemie oder Biologie. Unsere sichtbare Welt ist voll von diesen, allzu oft spektakul\u00e4ren und immer wundervollen, wie vielf\u00e4ltigen Mustern. Man braucht sich nur die Pflanzen-, oder Tierwelt anschauen. \u00dcberall, wohin das Auge f\u00e4llt, findet man die sch\u00f6nsten Muster, die, strikt genommen, das Gegenteil von Chaos sind, oder eben das eine spezielle, opponierende Extrem innerhalb eines kollektiven Ganzen.<\/p>\n
Selbstorganisation\/Selbstmontage teilen ihre Wichtigkeit mit einem anderen wichtigen Aspekt unseres Lebens, n\u00e4mlich Selbstreplikation. Von Neumann beobachtete, und wies auch nach, da\u00df solche spezifisch gemusterten Einheiten\/Zellen in ihrem gegebenen Milieu kontinuierlich endlose Kopien von sich selber herstellten. Diese zellul\u00e4re Automatik zeigte ein Tesselierungsmuster, wo Einheiten\/Zellen eng aneinander gepackt sind. Die Replikation erfolgte also entlang der \u201eKristall-Nest Bildung\u201c Linien, Nester, die sich in den Fl\u00fcssigkeiten formten und die er f\u00fcr das Experiment studierte. Das inspirierte ihn derart, da\u00df er sich auf die Suche nach einer selbstreplizierenden Maschine machte, (das ohnehin und immer wieder der Traum vieler Wissenschaftler war und ist). Convey hingegen zeigte durch sein Computerprogramm, da\u00df die einfachste Einheit\/Zell Automatik eindimensional ist, n\u00e4mlich linear geordnet, also in Reihe, mit 2 M\u00f6glichkeiten pro Einheit, ausgedr\u00fcckt als Unit Wachstum, links oder rechts des Originals. Regelordnungen erfolgen in der Natur konditionell, w\u00e4hrend Convey diese in seinem \u201eSpiel des Lebens\u201c durch einen Algorithmus ersetzte, der dann das Bilden der Muster bedingt, die innerhalb des gesetzten Rahmens geschaffen werden. Doch Neumann demonstrierte, da\u00df die Natur das l\u00e4ngst schon selber praktiziert hat.<\/p>\n
Trotz seines Interesses hat von Neumann seine Pl\u00e4ne f\u00fcr eine selbst replizierende Maschine nicht weiterverfolgt, doch sein dahingehendes Design ist als \u201eUniversal Constructor\u201c (Universeller Konstrukteur) weltweit bekannt. Aber viel signifikanter war seine Erkenntnis, da\u00df eine offenendige Evolution einer vererbbaren Information bedarf, die kopiert und an den Nachfolger weitergeleitet werden mu\u00df, unabh\u00e4ngig von der F\u00e4higkeit einer solchen Maschine, die sich selbst replizieren kann. Seine Einsicht ging der Entdeckung unserer DNS bei Watson and Crick voran. Ihre Funktion reflektiert n\u00e4mlich genau dieses Prinzip, das von Neumann f\u00fcr seine Maschine als essentiell beurteilt hat.<\/p>\n
\u00dcbrigens sind selbstreplizierende Maschinen l\u00e4ngst keine Utopien mehr. Sie sind sogar auf dem besten Weg jedwede Manufaktur von Maschinerie und G\u00fctern in allen Bereichen modernen Lebens zu \u00fcbernehmen. Sie werden derzeit in der Raumforschung und dessen Erschlie\u00dfung ( Teleskope, Marsrover, Asteroidmining) erfolgreich eingesetzt, was nat\u00fcrlich die beste L\u00f6sung ist, da es geradezu unm\u00f6glich w\u00e4re, fertige Maschinen in den Raum zu katapultieren und zu erwarten, da\u00df das immer heil vonstattengeht, abgesehen von der notwendigen Technologie und den enormen Kosten, die das verschlingen w\u00fcrde. Aber Teile zu schicken und die Maschine baut sich dann selber zusammen, das funktioniert wunderbar, wie der Marsrover das grad so eindrucksvoll demonstriert.<\/p>\n
Doch zur\u00fcck zum Leben und dessen Selbstreplikation. Die Mathematik leistet in diesem Zusammenhang gro\u00dfartige Arbeit. Chaos Theorie und speziell Topologie liefern uns besondere Einsichten in das komplizierte Entfalten organischen Lebens. In augenscheinlich willk\u00fcrlichen und chaotischen Verh\u00e4ltnissen, finden wir unterschwellige Aktionsmuster, wie stete Feedback Schleifen, Wiederholungen und konfigurative \u201aSelbst\u00e4hnlichkeiten\u2018, die Teile einer Form sind, die aber die gesamte Form im Kleinformat, also eine Kopie des Gro\u00dfen sind und dieses widerspiegeln. Jeder willk\u00fcrliche Teil, der eine Kopie des Gesamten ist, ist eine Selbst\u00e4hnlichkeit und wird als Fraktal bezeichnet. Man erinnere sich der \u201esukzessiven Verkleinerungen\u201c, die uns faszinieren, weil sie eine Form oder Gestalt in fortlaufenden Verkleinerungen, bzw. Vergr\u00f6\u00dferungen, sichtbar machen, deren formale Erscheinung aber immer gleichbleibt, egal auf welcher Gr\u00f6\u00dfenstufe sie sich befindet, da es eben endlose Kopien ihrer selbst sind. Der Originalentwurf f\u00fcr Leben schlechthin, mag durchaus als Fraktal gesehen werden, das in st\u00e4ndiger Wiederholung vom Makro zum Mikro (und andersrum), gekennzeichnet ist und das in jede Dimension pa\u00dft, da es eine Kopie seiner selbst ist, in jedem noch so kleinen Detail und das die Aussage untermauert, da\u00df der Makrokosmos sich im Mikrokosmos (Universum\/Mensch) wiederfindet, weil nur die Gr\u00f6\u00dfenordnungen verschieden sind. Doch man erinnere sich, der Umstand, da\u00df durch lokale Interaktionen von Teilchen in einem anf\u00e4nglich v\u00f6llig ungeordneten System durch Selbstorganisation und Replikation, Formgebung erfolgt, das ist Energie in Aktion, kinetische Energie, um genau zu sein!<\/p>\n
Trotzdem wir nun vorwiegend \u00fcber organisches Leben sprechen, haben wir das anorganische keineswegs hinter uns gelassen. Von Energie zur Materie, egal in welch miniskulen Schritten, hei\u00dft nur, Transformation vom nicht Greifbaren ins Greifbare, d.h. in diesem Fall, materielle Strukturen. Es hei\u00dft Selbstorganisation und Phasengeschehen, dem besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden mu\u00df, sowie dessen internen und externen Kr\u00e4ften, die darauf Einflu\u00df haben. Konsolidation, (Strukturierung), wie das im fl\u00fcssigen Medium erfolgt und in der Kristallbildung beobachtet werden kann, ist das Fundament der Erde\u2019s geologischer Entwicklung. Sobald sie feste Strukturen hat, vor allem eine feste Oberfl\u00e4che, (Erdkruste), ist der Schritt in die Entwicklung soliden organischen Lebens, so wie wir es kennen, getan.<\/p>\n
Noch immer perplext, wie organisches Leben aus nicht organischem Material entstehen kann? Hoffentlich nicht, sollte der Artikel das Wesentliche klar gemacht haben, n\u00e4mlich, da\u00df Leben bereits vorhanden ist und nicht neu entsteht. Leben ist gegenw\u00e4rtig in der Energie; sie transformiert sich, sie \u00e4ndert sich in Form und ihrer Erscheinung. Doch weil die Entfaltung ihrer Potenz so unwahrscheinlich verschiedene Ergebnisse bringt, ist es nur allzu verst\u00e4ndlich, wenn der menschliche Verstand in all der Mannigfaltigkeit den Zusammenhang nicht sieht, also den urspr\u00fcnglichen, wirklich einfachen Weg im Gewirr der vielen, nicht findet, oder ihn gar nicht beachtet.<\/p>\n
Es gibt viele Theorien, wie anorganische Materie Konditionen schaffen konnte, die dem organischen Leben den Start erm\u00f6glichten. Nur um einige zu nennen, da gibt es die Eisen, Schwefel, Pigment, oder \u201aMetabolismus First\u2018 Theorie, – sie haben alle ihre Verdienste, doch keine hat bis jetzt allgemeine Zustimmung erlangt. Ich m\u00f6chte daher auf die Tonerden Theorie eingehen, einzig und allein schon aus dem Grund, weil gem\u00e4\u00df der Bibel, Adam aus Ton geformt wurde, dem Gott dann Leben einhauchte. Man mag das glauben, oder auch nicht, es ist durchaus eine interessante Koinzidenz, denn wissenschaftlich, und aus der Ecke kommt Sozieterna, hat Tonerde als Startermaterial f\u00fcr die organische Evolution mehr als nur zuf\u00e4lliges Potential. Ton ist n\u00e4mlich ein ausgezeichneter Katalysator f\u00fcr die Polymerisation von RNS (Ribonukleins\u00e4ure), auf der schlie\u00dflich alles organische Leben beruht. Ausgerechnet in der Bibel Tonerde als Grundmaterial f\u00fcr den ersten Menschen erw\u00e4hnt zu sehen, ist zu obskur, um sich dar\u00fcber nicht Gedanken zu machen, zudem Wissenschaft nicht die einzige Quelle f\u00fcr das Erlangen von Wissen ist, oder gar Einsicht, Erkenntnis und Weisheit. Sie best\u00e4tigt nur, was man intuitiv wei\u00df.<\/p>\n
Die Erdkruste besteht zu 90% aus Silikaten. Montmorillonit, (Montmorillon, Ort in Frankreich), geh\u00f6rt zur Gruppe der weichen Phyllosilikate, die sich in einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung in Form von Mikrokristallen bilden, die so lose miteinander verbunden sind, da\u00df Wasser sie gem\u00e4\u00df dem Wassergehalt, anschwellen, oder schrumpfen, lassen. Das macht sie extrem n\u00fctzlich, auch oder vor allem industriell. Jeglicher Lehm hat diese spezielle Eigenschaft, doch ist der Unterschied qualitativ betr\u00e4chtlich. Montmorillonit ist als die beste Qualit\u00e4t aller Tonerden bekannt. (Man findet sie auch in einigen anderen L\u00e4ndern, doch unter anderem Namen und immer beschr\u00e4nkten Ausma\u00dfes). Die Signifikanz liegt im Umstand ein besonders formidabler Katalysator zu sein. Die Hypothese postuliert, da\u00df komplexe organische Molek\u00fcle graduell aus prae-existenten anorganischen Replikationsoberfl\u00e4chen von Silikat Kristallen in L\u00f6sung, hervorgingen. Diverse Studien best\u00e4tigen die Rolle der Tonerde als Katalysator in der RNS-Formation, in dem sie das Verbinden von Nukleotiden zu langen Ketten erm\u00f6glicht, die, laut diesen Studien, sogar genartiges Verhalten aufwiesen, was jedoch sp\u00e4ter als zu labil und daher als zu unzuverl\u00e4ssig, keine allgemeine Anerkennung fand.<\/p>\n
Katalysatoren sind allerdings wirklich erstaunlich. Sie beschleunigen nicht nur chemische Entwicklungsprozesse, sie sind ein fester Bestandteil jeder Entwicklung, und waren damit auch in der primordialen stellaren Nukleosynthese mit im Spiel, das hei\u00dft also, in den Gaswolken, in der die molekulare Evolution ihren Ursprung hat, und wo Chemie ein \u201eWeg des Lebens\u201c ist. Katalysatoren verdienen ihre Titel als Initiator, Beeinflusser, Arbeitstier, oder engagierter Dienstleister, sie sind das alles in einem. Sie halten alles auch im Gang.\u201c<\/p>\n
Aber nehmen wir eine andere Hypothese in Augenschein, n\u00e4mlich die Oparin-Haldane Hypothese (1927), die davon ausgeht, da\u00df sich organisches Leben aus der \u201ePrimordialen Suppe\u201c entwickelte, die aus reichlich vorhandenen anorganischen Molek\u00fclen, langsam aber best\u00e4ndig, Aminos\u00e4uren bildeten, also die Bausteine organischen Lebens aus komplexen Polymeren. Alexander Oparin, (russischer Biochemiker) und Haldane (britisch\/indischer Biologe) postulierten, da\u00df mit Hilfe der Energie und den Gasen, die die Atmosph\u00e4re der fr\u00fchen Erde ausmachten, organische Verbindungen geschaffen werden konnten. Ihre These wurde von John Bernal (Irischer Wissenschaftler) aufgegriffen, dessen Werk (1949) zum selben Schlu\u00df kam, n\u00e4mlich da\u00df die meisten Molek\u00fcle, notwendig f\u00fcr organisches Leben aus unorganischen Vorl\u00e4ufern, synthetisiert werden. Er pr\u00e4gte den Ausdruck \u201eBiopoiesis\u201c in 1967 in Referenz zum \u201eUrsprung des Lebens\u201c.<\/p>\n
Um das komplexe Werk dieser Pioniere dem Leser n\u00e4her zu bringen, ohne darin verloren zu gehen, ist es am besten, die markantesten Schritte dieser Evolution hervorzuheben, die man nicht ohne Grund und sinnigerweise auch als \u201aMolekulare Evolution\u2018 bezeichnet:<\/p>\n
1) Elemente innerhalb der Erde\u2019s fr\u00fchen reduktiven Atmosph\u00e4re, wenn verschiedenen Formen von Energie ausgesetzt, produzierten einfache organische Verbindungen.<\/p>\n
2) Diese Art Verbindungen sind wahrscheinlich in verschiedenen Orten hier und da geh\u00e4uft aufgetreten, wie K\u00fcstenlinien, ozeanen Sch\u00e4chten, Hei\u00dfwassert\u00fcmpel etc.<\/p>\n
3) Im Laufe der Zeit wurden die einfachen Verbindungen in immer komplexere biologische Polymere transformiert.<\/p>\n
4) In Bernal\u2019s erweiterter Version der These, beginnt zwischen Schritt 2 und 3 die wirkliche molekulare (R)-evolution, mit dem Auftreten von simplen Strukturen, wie zellartige Gebilde, in denen innerhalb ihrer Begrenzungen, sich die bereits vorhandenen biologischen Vorg\u00e4nge fortsetzten, mit dem Unterschied, da\u00df diese nun in einem eigenen Raum (Bl\u00e4schen, Protozellen, primitive Zellformen) stattfanden, deren Energiebedarf, wenn auch noch auf einfache Weise, aber sehr wohl auf eigene Art gedeckt wurde. (Metabolismus).<\/p>\n
Die Bildung von Zellmembranen gibt uns durchaus eine leicht verst\u00e4ndliche Demonstration in den strukturellen Werdegang einer Zelle, doch wie sich unorganischen (Zell-)Einheiten in biologisch aktive Zellen transformieren k\u00f6nnen, beschreibt das oben Gesagte tats\u00e4chlich sehr klar. Voraussetzung sind nat\u00fcrlich die hinl\u00e4nglich selbst geschaffenen einfachen, organischen Verbindungen. Das h\u00f6chst einfache Molek\u00fcl ist das Kohlenstoff-Wasserstoff (CH) Molek\u00fcl. Das ist die Basis, doch ist diese Verbindung auch ein Radikal, da dem C noch immer 3 offene Valenzen zur Verf\u00fcgung stehen, die sich mit anderen Elementen verbinden k\u00f6nnen. CH findet man \u00fcberall, einschlie\u00dflich dem interstellaren Medium, dem Raum zwischen Galaxien, das voller Ionen ist, aus atomaren und molekularen Gasen besteht, sowie Staub und kosmischer Strahlung. Alle diese hochdynamischen R\u00e4ume, gespickt mit elektro-magnetischen Feldern, turbulenten Kr\u00e4ften und Str\u00f6mungen, sind sogenannte \u201eHot Spots von Aktionen\u201c. Das hei\u00dft nichts anderes, als da\u00df komplexe organische Molek\u00fcle l\u00e4ngst schon in der protoplanetaren Ebene unserer Sonne vorhanden waren, noch bevor unsere Erde \u00fcberhaupt existierte. Man bedenke, unser Planet formte sich durch Akkretion, in dem er alles Vorhandene einfach zusammenfegte. Die mannigfaltige Alchemie des Lebens, die im Kessel br\u00fchte, wartete nur darauf, verzehrt zu werden. Wie auch immer! Bestimmte Bedingungen f\u00f6rdern bestimmte Entwicklungen und pluralistische Umst\u00e4nde haben synergistischen Effekt, so da\u00df, w\u00e4hrend jede Entwicklung ihre eigene wichtige Rolle spielt, alle dazu beitragen, die Evolution voranzutreiben, mit all der Vielfalt, die organisches Leben auszeichnet, was ohne dieses vereinte Zusammenarbeiten, nicht der Fall sein w\u00fcrde. Aber auch, weil Einzelnes, eben auch Molek\u00fcle nicht allein bleiben, sich alles und jedes, wie immer m\u00f6glich, Gesellschaft sucht. (Selbst Adam wollte nicht allein bleiben, drum hat er Eva gekriegt). Humor beiseite, die Formation von Verbindungen ist unerl\u00e4\u00dflich und hat nat\u00fcrlich auch stattgefunden, so wie die Erde sich zum Planeten entwickelte, aber erst recht danach, w\u00e4hrend sie sich stabilisierte.<\/p>\n
Mehratomige Verbindungen\/Molek\u00fcle mit einem C sind Biomolek\u00fcle. Von speziellem Interesse sind hier die polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAH-polycyclic aromatic hydrocarbons). Auch sie sind \u00fcberall. Unter gewissen Umst\u00e4nden sind sie f\u00fcr Organismen giftig, aber sie sind durch chemische Prozesse extrem leicht modifizierbar und k\u00f6nnen daher in v\u00f6llig n\u00fctzliche Verbindungen transformiert werden. \u00dcbrigens! Was man in der anorganischen Welt synthetisieren nennt, wird im biologischen Bereich metabolisieren genannt. Beide bewirken ein und dasselbe. Synthetisieren f\u00fchrt durch chemische Reaktionen zu neuen Atomen und Molek\u00fclen, die es zuvor nicht gab. Metabolisieren f\u00fchrt aus bestehendem Material zu neuen organischen Verbindungen, die neue organische Lebensformen propagieren, die es zuvor auch nicht gab. Darin liegt die Chance des \u00dcberlebens und die H\u00fclle und F\u00fclle des Lebens. W\u00e4hrend es immer mehr Ordnung in das lebhafte Chaos des Ursprungs bringt, entsteht jene Vielfalt organischen Lebens, die einem den Atem nimmt.<\/p>\n
Der Leser mag vielleicht von den \u201eprim\u00e4re Metaboliten\u201c geh\u00f6rt haben, zu denen die Aminos\u00e4uren geh\u00f6ren, sowie die Milchs\u00e4uren, Lipide, Kohlenhydrate, um die wichtigsten zu nennen. Sie zeichnen sich als die grundlegenden Verbindungen im metabolischen Geschehen aus. Sie sind essentiell f\u00fcr alle Organismen, denn sie sind verantwortlich f\u00fcr Strukturbildung, Instandhaltung und Fortpflanzung. Sie sind wahrhaftig vielseitig. Zum einen Handlanger, Experten und Agenten, f\u00e4hig als Ingenieure, Exekutoren und Manager, wie auch Informationstr\u00e4ger und Vermittler, die daf\u00fcr Sorge tragen, da\u00df Evolution ganz allgemein, und individuelle Arten ihren Fortbestand haben. Mit einem Wort, ihre Hand ist in allem: Von den Aminos\u00e4uren zu den Proteinen, die man zur Bildung des Zytoskeletts braucht; den Kohlenhydraten, notwendig f\u00fcr die Energieversorgung und strukturellen Komponenten; den Fetts\u00e4uren zu den Glycerin-Phospholipiden, die das Baumaterial der Zellmembranen sind; und schlie\u00dflich den Nukleinbasen zu Nukleotiden, unerl\u00e4\u00dflich f\u00fcr die RNS und DNS Formation, die die genetische Information speichern und weitergeben; – diese prim\u00e4ren Metaboliten sind das gr\u00fcne Licht f\u00fcr das organische Leben und dessen Entfaltung. Nicht nur bauen sie die K\u00f6rper, sie sind auch das Fundament f\u00fcr deren Funktionen, das vom einfachen Zellleben bis zu den komplexen Gehirnaktionen reicht. Sie fazilitieren jeden Prozess, ob im begrenzten Raum einer einfachen, einzelnen Zelle, die sie gebaut haben, oder im Rahmen und den Systemen der vielzelligen Organismen,- sie und ihre Gef\u00e4hrten, die Enzyme, sind das \u201eUm und Auf\u201c organischen Geschehens.<\/p>\n
Und doch! Alles ist auf die Energie zur\u00fcckzuf\u00fchren, die nicht nur die Energie f\u00fcr das Geschehen bereitstellt, sondern auch der Urheber und die visuelle Manifestation der stattfindenden Sch\u00f6pfung selber ist und damit jeglicher Aktion und jeglicher Form zu Grunde liegt. Energie ist schlie\u00dflich die Essenz des Lebens, und schlichtweg das Leben selbst. In einem Organismus agiert sie als eine sich selbst erhaltende Einheit, w\u00e4hrend sie generell Urheber und Teilhaber des universellen Lebenszyklus ist.<\/p>\n
Nun! Jede Synthese, jeder metabolische Prozess ist grunds\u00e4tzlich eine chemische Reaktion im Rahmen einer dynamischen Umwelt. In hoch chaotischen (entropischen) Systemen ist die Situation speziell fl\u00fcchtig, also h\u00f6chst unbest\u00e4ndig. Das erlaubt zuerst nat\u00fcrlich nur Versuche, Ordnung ins Chaos zu bringen. Es kann nicht sogleich wahrnehmbare Resultate bringen. Teilchen, Atome, Molek\u00fcle, Zellen, alle k\u00f6nnen nur bestehen und ersichtlich werden, wenn genug Ordnung dem Chaos abgewonnen geworden ist. Auch eine zellul\u00e4re Einheit erzielt Best\u00e4ndigkeit nur, wenn sich das dynamische Milieu entsprechend ver\u00e4ndert hat. Abgesehen davon, eine Zelle hat nur einen winzigen Innenraum, in dem die zellinternen Funktionen stattfinden k\u00f6nnen. Folglich m\u00fcssen alle eigenen dynamischen Prozesse eine dementsprechende Anpassung durchgemacht haben, nicht nur um ihre Stabilit\u00e4t in ihrer Umgebung zu wahren, der sie sonst nicht standhalten w\u00fcrde, sondern erst recht, um ihren internen Bedingungen gerecht zu werden, die feingestimmt sein m\u00fcssen, so da\u00df die Zelle ihren Bed\u00fcrfnissen nachkommen kann. Ohne das Runterregulieren von dynamischer Vehemenz zu zellinterner Subtilit\u00e4t geht da gar nichts. Die \u00e4u\u00dferen und inneren Verh\u00e4ltnisse m\u00fcssen im Bereich funktioneller Interaktion gehalten werden, sonst k\u00f6nnte keine Zelle langfristig existieren. Zellfunktionen sind obendrein streng reguliert, um effektiv zu arbeiten. Molek\u00fcle, im anorganischen Bereich als Katalysatoren bezeichnet, sind nun Enzyme, die tats\u00e4chlich hoch spezialisierte Agenten sind, die im engen Raum kleinster biologischer Einheiten ihre extrem wichtige, sprich lebenserhaltende, Arbeit tun. Das trifft auch auf jene einfachen Lebensformen zu, die noch nicht das volle Funktionsprofil einer Zelle erlangt haben, wie Viroide und Viren. Diese haben zwar ihren eigenen Metabolismus, doch brauchen sie einen Gastgeber f\u00fcr ihre Fortpflanzung und Verbreitung. Als die einfachsten primitiven Lebensformen, die sie sind, zeigen sie allerdings eines ganz klar, n\u00e4mlich, da\u00df auch sie ein Ausdruck der vielen m\u00f6glichen organischen Lebensarten sind, die in und aus den \u201eKesseln\u201c der energiegeladenen, hoch dynamischen Systeme des Kosmos hervorgehen. Es ist allerdings immer eine Frage der Zeit, wie erfolgreich eine Einheit prim\u00e4rer Metaboliten ist, ob die weitere Entwicklung solch einer Einheit m\u00f6glich ist, oder in wie weit sie es schaffen, sich als distinkte Lebensform zu etablieren und zu \u00fcberleben. Nun, Viren haben sich diesbez\u00fcglich als Meister bewiesen, doch die Entwicklung von Lebensformen ist eine zwangsl\u00e4ufige.<\/p>\n
Da Energie nun die Voraussetzung f\u00fcr jegliches Leben ist, muss logischerweise jede verbrauchte Energie wieder ersetzt werden. Selbst das kleinste organische Wesen mu\u00df sich seinen Energiebedarf zu sichern. Die Methoden der Vorsorge entwickeln sich entsprechend mit, so wie die Evolution voranschritt. Der einfachste Weg sich \u201aFutter\u2018, \u201aTreibstoff\u2018, oder eben Energie zu beschaffen, ist durch Osmose, welche in der Tat das Prinzip der Atmung unserer Mitochondrien ist, jener Zellorganellen also, die man als Zellbatterien bezeichnet, weil sie die eigentlichen Energielieferanten der Zellen sind. Sie sind fast allen uns bekannten Zellen eigen und produzieren nahezu den gesamten Adenosin Triphosphat (ATP) Bedarf der Zelle, das die Energiequelle einer Zelle ist. Allerdings ist das nicht alles, was Mitochondrien tun. Was diese Organellen leisten und wie sie es tun, ist einfach erstaunlich. Der Leser m\u00f6ge sich dar\u00fcber in der entsprechenden Fachliteratur informieren. Er wird nicht entt\u00e4uscht werden, das ist sicher. Wie auch immer, die Respirationsosmose der Mitochondrien ist fein reguliert und wesentlich komplizierter als das einfache osmotische Austauschgeschehen, was wiederum nur best\u00e4tigt, da\u00df sich alles immer vom Einfachen zum Anspruchsvollen entwickelt, ohne Ausnahme.<\/p>\n
Also, sich mit Energie zu versorgen ist ein existentieller Lebensbedarf. Osmose ist dabei die einfachste Art und nur eine der vielen Methoden, die nachgefolgt sind (sieh sp\u00e4ter). Generell ist es mehr eine Sache des Angebotes, was kann genutzt werden, was ist f\u00fcr den individuellen Organismus am besten geeignet, um seinen Energiebedarf zu decken. Einige Lebensformen nehmen sich Elemente aus der Erde, andere folgen dem aeroben Pfad, andere fangen Licht ein. Umst\u00e4nde also bedingen den Zugang zu Futter und \u00c4nderungen der Umwelt erschlie\u00dfen neue M\u00f6glichkeiten. Feststeht, da\u00df Organismen sich den Bedingungen anpassen und jene nutzen, die f\u00fcr ihre Bed\u00fcrfnisse am besten geeignet erscheinen. Die anaerobe Energieversorgung, (Fermentation), war folglich f\u00fcr die meisten Lebensformen der fr\u00fchen Erde, die beste Wahl, da die Erdatmosph\u00e4re noch keinen Sauerstoff bereitstellte. Organismen tief in unserer Erde benutzen Fermentation nat\u00fcrlich nach wie vor. Man wei\u00df \u00fcber diese praktisch nichts, schon gar nicht, warum sie \u00fcberhaupt existieren. Vielleicht weil es der einzige Platz ist, wo sie \u00fcberleben konnten, nach dem sich die Atmosph\u00e4re der Erde ver\u00e4ndert hatte, dank der Cyanobakteria, die sich am reichlich vorhandenen Nitrogen \u201evollfra\u00dfen\u201c und dabei Sauerstoff ausschieden, so da\u00df sich mehr Sauerstoff in der Atmosph\u00e4re ansammeln konnte, als verbraucht wurde, wie das vor deren massiver, ja explosionsartigen Verbreitung, der Fall gewesen war. Das ebnete nat\u00fcrlich den Weg auch f\u00fcr andere Organismen und wie erfolgreich das geschah, k\u00f6nnen wir jeden Tag bewundern, jedenfalls solange, bis sich auch diese Umweltbedingungen wieder ver\u00e4ndern. Das Alte mu\u00dfte also weichen, um dem Neuen Platz zu machen. So m\u00f6gen diese fermentierenden Bakterien eine Nische f\u00fcr ihr \u00dcberleben in der Tiefe der Erde gefunden haben, wo sie nun ungest\u00f6rt weiterexistieren, sozusagen als Zeugen der Evolution des Lebens schlechthin, dessen organischer Zweig nur ein Teil davon ist. Seit den Cyanobakteria spielen nat\u00fcrlich die Pflanzen eine ungemein wichtige Rolle f\u00fcr unser Leben. Die Photosynthese ist ihre Art der Energieversorgung. Sie benutzen Licht und scheiden Sauerstoff aus und genau betrachtet, unser Leben h\u00e4ngt mehr von ihnen ab, als wir es wahrhaben wollen. Der Punkt ist, unsere Erde sorgt und versorgt alles organische Leben, so oder so. Und sie hat ein perfektes Recycling System. Mit guter Aufrecht- und Instandhaltung desselben, k\u00f6nnte alles Leben auf Erden noch lange fortbestehen, lange genug jedenfalls f\u00fcr unsere eigene Evolution, die im Sinne der Natur ohnehin zielgerichtet ist. Freilich, nichts bleibt f\u00fcr immer dasselbe. Transformation ist Bestandteil des Lebens und all seiner Evolution.<\/p>\n
Nachdem organisches Leben, sichtbares Leben ist, kann man Organismen durchaus als \u201eEnergiepakete\u201c bezeichnen. Sie haben Form, Gr\u00f6\u00dfe, St\u00e4rke und Eigenschaften\/F\u00e4higkeiten. Das hei\u00dft, sie sind raumokkupierend, sind selber mehrdimensional. Wir haben bereits Dimensionen erw\u00e4hnt, doch es ist notwendig, sie weiter im Detail zu betrachten, wollen wir die Entwicklung organischen Lebens besser verstehen. Grunds\u00e4tzlich, Dimensionen sind eine \u201eBedingung des Lebens\u201c, ob organisch oder nicht. Mit dem Untersuchen der fundamentalen Implikation von Dimensionen, k\u00f6nnen wir den Lebensweg der Organismen verfolgen und wie sie sich entlang des oft gegangenen Weges ver\u00e4ndern, mit dem der Leser, so bleibt zu hoffen, nun vertraut gemacht worden ist. Aber mit dem Focus auf Dimensionen, betrachten wir den Weg aus einem anderen Winkel.<\/p>\n
In der ersten Dimension haben wir das lineare Aneinanderreihen von Molek\u00fclen, also die Kettenbildung. Diese k\u00f6nnen auch anders als geradlinig verlaufen. Sie k\u00f6nnen sich winden, in die eine oder die andere Richtung laufen, auch nach oben oder unten, ja sie k\u00f6nnen sich an jedem beliebigen Punkt auch zusammenschlie\u00dfen. Sie k\u00f6nnen also formal eine Figur bilden, die zwei dimensional ist, solange sie in einer Ebene bleibt. Das gibt ihnen Grenzen und Gehalt. Sobald sie sich aber aus der Ebene erhebt, wird die Gestalt zum K\u00f6rper, da er sich in die dritte Dimension (L\u00e4nge, Breite, H\u00f6he), ausrichtet. Nun hat die Figur nicht nur eine \u00e4u\u00dfere Begrenzung, sondern auch Inhalt, das hei\u00dft, Volumen. Mit diesen fig\u00fcrlichen Ver\u00e4nderungen, \u00e4ndern sich aber auch die Qualit\u00e4ten, wie F\u00e4higkeiten und Funktionen, die wiederum der Ansto\u00df f\u00fcr weitere neue Entwicklungen sind. Ein Molek\u00fcl hat logischerweise eine andere Qualit\u00e4t wie eine Kette von Molek\u00fclen, sowie eben Gestalten sich anders verhalten wie K\u00f6rper, die sich, wie alles, formal und funktionell weiterbilden und damit zu jenen komplexen Organismen werden, die wir bewundern und die wir selber sind. Dar\u00fcber hinaus mu\u00df man bedenken, da\u00df sich alles fortw\u00e4hrend in Raum und Zeit (4.Dimension), bewegt, unabh\u00e4ngig von allen anderen Bedingungen. Zudem! Im Raum erfolgen alle Aktionen gleichzeitig und trotzdem sich alles auf seiner eigenen Zeitlinie und im eigenen Zeitrahmen befindet, im Raum sind alle Bewegungen relativ zueinander und wirken aufeinander ein, egal welche Gestalt oder Form sie auch haben m\u00f6gen, sie beeinflussen prinzipiell und speziell das allgemeine Geschehen. Dimensionen sind an sich grenzenlos, bis sie, oder besser, solange sie nicht willk\u00fcrlich an Materie gebunden werden, was aber mit dem Entstehen von Materie gezwungenerma\u00dfen einhergeht.<\/p>\n
Ein enormer Schritt vorw\u00e4rts in der organischen Evolution erfolgt durch Neuverteilung und Anordnung von Molek\u00fclen. Dem zu Folge entstehenden Lebensformen, die durch st\u00e4ndige Modifizierung ihrer K\u00f6rper und deren F\u00e4higkeiten neue Arten hervorbringen. Und das nach dem Schema, wie die Molek\u00fcle das tun, so tun das auch Zellen, sie scharen sich zusammen, und\/oder besetzen diverse Stellen an den bereits vorhandenen Strukturen. So entstehen drei dimensionale Aggregate, die an Gr\u00f6\u00dfe und Volumen zunehmen, also verschiedene Formen von Organismen sind, verschieden nicht nur im Aussehen, sondern eben auch in ihrem Verhalten.<\/p>\n
Aber zur\u00fcck zu den Molek\u00fclen, deren r\u00e4umliches Arrangement immense Bedeutung hat. Vor allem in den Proteinen k\u00f6nnen Verbindungen dieselbe Anzahl von selbigen Molek\u00fclen haben, doch ihre r\u00e4umliche Anordnung ist verschieden, so da\u00df auch die Proteine verschiedenartig sind und verschiedene Funktionen erf\u00fcllen. Molek\u00fcle sind in manchen Proteinen in symmetrisch lokalisierten Positionen, da\u00df sie ein symmetrisches Abbild voneinander sind, sich aber nicht \u00fcbereinanderlegen lassen, wie zum Beispiel unsere H\u00e4nde. Aus der Teilchenphysik wissen wir, da\u00df die Teilchen eine Eigendrehung haben, sie drehen sich im oder gegen den Uhrzeigersinn. Auch ein elektrischer Feldvektor mag links oder rechts h\u00e4ndisch orientiert sein und in der Chemie finden wir optische Isomere, worauf sich die Bestimmung der H\u00e4ndigkeit st\u00fctzt. Molek\u00fcle sind keine Ausnahme. Auch sie k\u00f6nnen links oder rechts h\u00e4ndisch sein. Das wird Chiralit\u00e4t genannt. Chiralit\u00e4t spielt eine ungemein wichtige Rolle. Alle lebenden Organismen benutzen sie fast ohne Ausnahmen. Das verbl\u00fcfft die Wissenschaftler, denn sie wissen nicht, warum das so ist. Als Demonstration der Wichtigkeit f\u00fcr unsere Leser ein Beispiel: Aminos\u00e4uren sind links h\u00e4ndisch, w\u00e4hrend Nukleotide und Zucker rechts h\u00e4ndisch sind. Man wei\u00df nicht, warum. Zwar hat es sicherlich seine Wurzeln im kosmischen Bereich, nur ist der Astrophysik bekannt, da\u00df Aminos\u00e4uren und Zucker im All dieselbe Chiralit\u00e4t haben und vorwiegend die Mehrheit repr\u00e4sentieren im Vergleich zum oppositionellen Rest. Und man bedenke, da\u00df alles, was im Makrokosmos geschieht, sich im Mikrokosmos widerspiegelt. Nun! Leider kennen wir nicht alle Vorg\u00e4nge, weder hier, noch da. Wahrscheinlich hat man ihr auch gar nicht die entsprechende Aufmerksamkeit geschenkt. Noch nicht, jedenfalls.<\/p>\n
Aber zur\u00fcck zu den molekularen Ketten, die tats\u00e4chlich enorm lang werden k\u00f6nnen und damit genug Gelegenheiten offerieren, da\u00df sich an den verschiedensten Stellen Molek\u00fcle ansammeln, oder \u00c4ste abzweigen. Je \u00f6fter das geschieht, desto komplexer werden die Ketten und demnach die Gestalten und K\u00f6rper, die sich dabei aufbauen. Damit vergr\u00f6\u00dfern sich nat\u00fcrlich auch die Pflichten der Instandhaltung und neue Funktionen entwickeln sich. Man braucht sich nur die wirklich langen Proteinketten eines komplexen Organismus anzuschauen, wie sie es schaffen, sich in den extrem kleinsten R\u00e4umen, z.B. eines Nukleus, einbringen zu k\u00f6nnen. Sie falten sich, schichten sich in Schleifen aufeinander, werden zu Kn\u00e4uel im Kleinstformat. Ihre Integrit\u00e4t mu\u00df aber erhalten bleiben, und so entstehen neue Proteine, deren Aufgabe es ist, diese Integrit\u00e4t zu wahren. Aber all das Falten, Schleifen- und Schlingenbilden, wiederholt sich und ist sichtbar, wie z.B. in unserem Bauch mit dem Ged\u00e4rm und im Sch\u00e4del, mit dem Gehirn. Wie immer, das Prinzip ist einfach, wiederholbar und erfolgreich im Kleinen wie im Gro\u00dfen. Und das alles im Rahmen der Dimensionen, Schritt f\u00fcr Schritt, linear zuerst, dann in der Ebene und schlie\u00dflich im Raum, mit Teilchen, Atomen, Molek\u00fclen, vom Kleinsten zum Gro\u00dfen. Wenn das nicht genial ist! Man belehre mich bitte, sollte es ein besseres Prinzip geben. Nur bezweifle ich das, denn alles ist so offensichtlich, so klar vor unserer Nase. Aber der Mensch sieht nur, was er sehen will, oder sehen k\u00f6nnte, nicht, was ist. Das ist die Trag\u00f6die, denn es gibt keinen Anla\u00df, Idole zu verehren, oder anzubeten und man braucht den Pharis\u00e4ern nicht zu glauben, die mit falschen Ideologien ihre Lust auf Macht befriedigen. Es existiert nichts separat von Leben, das g\u00f6ttliche Prinzip liegt im Leben, ist das Leben selber. Es ist die Energie, seine Kraft und Macht in Aktion: Sie ist Sch\u00f6pfung, Lebens Erhalter und (zielgerichtete) Evolution. Als Theologisch-philosophisches Interesse verdient dieses Thema separat beleuchtet und diskutiert zu werden, doch f\u00fcr diesen Artikel hier gen\u00fcgt die Feststellung, da\u00df die Geisteswelt zweifellos ein Bestandteil des Lebens ist, einschlie\u00dflich und speziell im Zusammenhang des Spirituellen. In Teil 3 des Artikels sollen Gedanken zu diesem Thema kurz vorgestellt werden. Da die Wissenschaft diesbez\u00fcglich in den Kinderschuhen steckt, kann nichts als Tatsache reklamiert werden. Evidenz in diesem Sinne gibt es nicht. Selbst im Bereich unseres Verstandes, unserer kognitiven F\u00e4higkeiten haben wir mehr L\u00fccken als eindeutiges Wissen. Trotz des diesbez\u00fcglich neu erwachten Strebens nach mehr und extensiver Forschung, mit besseren Methoden und neu entwickelten Technologien, die uns einen wesentlich tieferen Blick in unser Gehirn und seinen, ja unseren F\u00e4higkeiten erlauben, der spirituelle Aspekt ist noch weit entfernt davon, einen geradlinigen und sicheren Zugang zu diesen Anlagen in unserem Gehirn zu haben, oder sie gar bar zu legen. Obwohl eine neue Epoche der Forschung, ja Entdeckungsreise begonnen hat, das tieferes Verstehen, Einsicht und Erkenntnis f\u00f6rdert, es bedarf wesentlich mehr, als neue biologische Zusammenh\u00e4nge und Ergebnisse aufzuzeigen. Es bedarf eines v\u00f6llig neuen konzeptionellen Denkens. Daher werden die speziellen und spezifischen, philosophischen Diskussionen weiterhin auf ihren eigenen Plattformen stattfinden, bis eben die Wissenschaft, vor allem die Partikelphysik, jene erkl\u00e4rende Evidenz erbringen kann, die die verschleierten Prozesse spiritueller Natur enth\u00fcllt. Zweifelsohne wird die Partikelphysik darin den gr\u00f6\u00dften Fortschritt bringen. Das spirituelle Leben ist in der Welt der Quantenphysik zuhause. K\u00fcnstliche Intelligenz ist allerdings nicht der \u201eHeilige Gral\u201c, den sich manche so vorstellen.<\/p>\n
Nach dem das Prinzip struktureller Entwicklung ein wenig beleuchtet worden ist, mag zum Schlu\u00df noch das Entstehen einer Zelle von Interesse sein. Alle Zellen haben membran\u00f6se Zellw\u00e4nde. Zellen sind keine Vorbedingung f\u00fcr Proteinaktivit\u00e4ten, aber fast alle Organismen sind nun mal gezellte Organismen. Viren haben auch eine membran\u00f6se H\u00fclle, jedoch nicht vergleichbar mit einer Zellmembran. Sie werden daher auch nicht als zellul\u00e4re Lebensform bezeichnet. Membranen sind generell ein Zellbestandteil und extrem wichtig. Sie sind Scheidewand zwischen R\u00e4umen, sowie eine sch\u00fctzende K\u00f6rperh\u00fclle mit Abwehrfunktion. Als Trennung von R\u00e4umlichkeiten dienen sie der Aufrechterhaltung von unterschiedlichen externen und internen Milieus. Diese Begrenzung erlaubt die Co-Existenz unterschiedlicher Bedingungen, grad so wie eine gute Nachbarschaft eine zweckdienliche kollaborative Zusammenarbeit f\u00f6rdern mag. Das l\u00e4\u00dft sich am Beispiel der Zelle wunderbar demonstrieren, denn im zell- externen Raum laufen vorwiegend anorganische Prozesse ab, w\u00e4hrend es im zell-internen, organisch\/biologische sind. Beide sichern den Fortbestand der Zelle eben durch Zusammenarbeit. Abgrenzung ist eine unbedingte Notwendigkeit, da es den externen universell \u201aentropischen\u2018 kosmischen Raum, vom Raum der strukturellen Materie separiert, damit der H\u00f6hepunkt organischer Evolution seinen Ausdruck finden kann, w\u00e4hrend die daf\u00fcr notwendigerweise kontr\u00e4ren und andersartigen Prozesse gleichzeitig ablaufen k\u00f6nnen. Zweifelsohne gibt es dabei Konflikte, oft notwendige, wie auch destruktive, doch generell ist es immer im Sinne konstruktiver Zusammenarbeit. Trotz der Abgrenzung ist eine Zelle in ihrer Eigenschaft ein offenes System, thermodynamisch gesehen, da sie Energie und Stoffe durch die membran\u00f6sen W\u00e4nde mit ihrer Umgebung austauscht. Jede einfache Zelleinheit schafft das nur mit Hilfe ihrer intrikaten Zellwand, die effektiv und jederzeit ihre Arbeit leistet. Es funktioniert wie eine offene Grenze, die automatisch kontrolliert und reguliert wird. Die Zellentwicklung ist im Detail komplex, aber schauen wir uns jene Entwicklungsstufen an, die die wahrscheinlichsten Schritte sind.<\/p>\n
In den letzten Jahren hat sich die Forschung besonders f\u00fcr Organellen zu interessieren begonnen. Organellen, (von Oparin Koazervate genannt), sind individuelle fl\u00fcssige K\u00f6rper in einer Fl\u00fcssigkeit. Sie formen sich in der fl\u00fcssigen Phase von Materie\/Stoffen, die reich an Makromolek\u00fclen ist, (wie Polymere, Proteine, Nukleins\u00e4uren), und sich in unterschiedlichen Fl\u00fcssigkeit- Fl\u00fcssigkeit Phasenzust\u00e4nden befinden und sich somit voneinander separieren. Sie nehmen Tropfenform an (Koazervat Tr\u00f6pfchen), da ihre Phase eine gr\u00f6\u00dfere Dichte aufweist, wie die Fl\u00fcssigkeit, in der sie sich befinden. Sie entstehen spontan durch Selbstorganisation-\/montage, nicht durch kovalente Molek\u00fclinteraktionen. Diese Makromolek\u00fcle gruppieren sich also zusammen, unter Umst\u00e4nden durch elektrostatische oder hydrophobe Kr\u00e4fte, (nur um zwei Beispiele zu nennen). Und obwohl sie keine Membranen haben, um sie als separate Einheiten deklarieren k\u00f6nnten, sie sind eindeutig separate \u201eAbteilungen\u201c oder fl\u00fcssige Gebilde innerhalb der sie umgebenden Fl\u00fcssigkeit. Es erlaubt eine relativ gro\u00dfe und massive Anh\u00e4ufung von chemischen und\/oder organischer Strukturen, wie Viroide, Membranen, Ribosomen und eben jene Organellen, die auch im Zellzytoplasma vorkommen.<\/p>\n
Sidney W. Fox, ein amerikanischer Biochemiker (1912-1998), zeigte in seinem Werk, wie Aminos\u00e4uren spontan kleine Ketten (Peptide) bilden, die sich in bestimmten pr\u00e4biotischen Bedingungen zu langen, und sogar oft vernetzte faden\u00e4hnliche Strukturen entwickeln, die als Polypeptid K\u00fcgelchen bekannt sind. Fox nannte sie \u201eproteinoid microspheres\u201c und \u201eprotocells\u201c (Protozellen), womit er sie als primitive Zellen charakterisierte. In seinen Experimenten fand er, da\u00df Phosphors\u00e4ure als Katalysator fungierte, was den Prozess der Polymerisation forcierte, mit protein\u00e4hnlichen Ketten als Ergebnis. Sp\u00e4ter fand er \u00e4hnliche, aber nat\u00fcrlich entstandene Proteinoide in Lava und Asche von Luftsch\u00e4chten der Vulkane in Hawaii. Man wei\u00df heute, wenn eine w\u00e4ssrige L\u00f6sung eine hohe Konzentration von Proteinoiden hat, da\u00df sich die Mikrok\u00fcgelchen bilden, weil einige Aminos\u00e4uren, die in diesen Ketten vorkommen, mehr lipophil sind als andere und sich daher zusammenfinden, in Form deutlich erkennbarer Tropfen, wie das \u00d6ltropfen in Wasser tun.<\/p>\n
Fox\u2019s Arbeit unterst\u00fctzte Oparins Hypothese, die besagt, da\u00df \u201eeinfache (Bio-) Bausteine\u201c unter entsprechenden lokalen Bedingungen durch ihre eigene Selbstmontage zu komplexen, zellartigen Strukturen anwachsen k\u00f6nnen. Organellen, auch als biomolekulares Kondensat bezeichnet, k\u00f6nnen in eine mehr solide Form \u00fcbergehen; vor allem durch \u201aReifung\u2018 und durch die wachsenden Aufgaben, die sie erf\u00fcllen, speziell im Bereich der Genexpression und Signalvermittlung. Seit Oparin haben viele andere Wissenschaftler, unabh\u00e4ngig von ihm, aufzeigen und nachweisen k\u00f6nnen, wie sich aus der \u201eChemikaliensuppe\u201c, reich an pr\u00e4biotischem Material aus einfachen organischen Molek\u00fclen und Verbindungen, den sogenannten Bausteinen, organisches Leben synthetisiert, mit immer komplexer werdenden Strukturen, wie Zellen.<\/p>\n
Organellen sind wahrscheinlich das Sprungbrett f\u00fcr die Zellentwicklung, aber sicherlich tragen auch viele andere, simultan verlaufende Prozesse zur Evolution organischen Lebens bei. Wie zum Beispiel die Auto-(Selbst-)Katalysatoren, Substanzen, die die Eigenproduktion erm\u00f6glichen, die sogenannten \u201eMolekularreplikatoren\u201c, die man in den biologischen Mikro- und Makromolek\u00fclen findet. Oder andere Systeme der Selbstreplikation, evident in Micellen und Vesicula (Bl\u00e4schen), – kurz gesagt: Es gibt keine Exklusivit\u00e4t.<\/p>\n
Gem\u00e4\u00df der offiziellen Definition von Leben, in diesem Fall Zellen, Metabolismus ist ein Kriterium, das erf\u00fcllt sein mu\u00df, um sich als Lebensform, in diesem Zellen, zu qualifizieren. Die Hypthese, da\u00df dieser allem voran etabliert sein mu\u00df, ist logisch. G\u00fcnter W\u00e4chterh\u00e4user, deutscher Chemiker, vertrat die These, da\u00df der Metabolismus noch vor der Genetik seinen Platz gefunden haben mu\u00dfte, da schlie\u00dflich nichts ohne Energie geschehen kann. Nur durch eine ist Evolution, eben Leben m\u00f6glich. Das gilt f\u00fcr jede Art Fortpflanzung, was im Sinne eines Organismus einfache \u00dcberleben hei\u00dft. Energiezufuhr ist derart wichtig, da\u00df nicht nur erfolgreiche Strategien entwickelt werden mu\u00dften, sondern diese auch bewahrt und an die n\u00e4chste Generation weitergegeben werden. Aber noch ein anderes Kriterium mu\u00df erf\u00fcllt werden, soll eine biologisch aktive Einheit als Organismus gelten: Das bioaktive Kompositum mu\u00df demonstrieren, etwas Eigenst\u00e4ndiges zu sein. Es mu\u00df sich somit von seiner Umgebung abgrenzen und beweisen, selbst\u00e4ndig leben zu k\u00f6nnen. Das, und nur das, macht ein aktives biologisches Makromolek\u00fcl offiziell zu einer allgemein anerkannten eigenen Lebensform. Und nat\u00fcrlich stimmt das nur bedingt, (- entsprechend dem Sinn des Artikels).<\/p>\n
Das Prinzip der Energieversorgung ist systematisiert. Es hat seine Basis im Ausgleich von Unterschieden, wie unterschiedlicher Konzentrationen, unterschiedlich elektrochemische\/ elektrische Ladungen, etc., was immer hei\u00dft, Stoffe werden von einem Medium in das andere gebracht und das in bestimmter Richtung entlang der Bahnen, die vom H\u00f6heren zum Niedrigeren flie\u00dfen. Nicht nur in der anorganischen Physik, eben auch in biologischen Systemen, sorgen Inhaltsunterschiede f\u00fcr den Stofftransport entlang von Gradienten und\/oder mit Hilfe elektrostatischer Kr\u00e4fte, die Anionen in die eine und Kationen in die andere Richtung treiben. Der einzigartige und grundlegende Zweck der Gradienten Bahn ist die Herstellung einer Balance, einer Hom\u00f6ostase, eines Equilibriums. W\u00e4hrend Gradienten Wegbereiter f\u00fcr das Leben sind und daf\u00fcr sorgen, es zu erhalten, indem sie Energie bereitstellen, das Ziel ist immer einen Gleichgewichtszustand zu erreichen, oder zumindest einen Zustand, in dem f\u00fcr Energie der geringste Bedarf besteht. Das psychologische und moralische \u00c4quivalent des Gleichgewichts sind daher Friede, und Gewissen; das spirituelle \u00c4quivalent sind Himmel\/Paradies, oder Nirvana, oder, so sieht es zumindest Sozieterna, es ist der ultimative H\u00f6hepunkt der Differenzierung, der Endpunkt der Evolution. Fragt man den Menschen, was er wirklich will, sagt er, er will Liebe, Frieden, inneres Gl\u00fcck. Er will in den Himmel, ins Paradies oder was immer er sich unter dem ungetr\u00fcbten Gl\u00fccklichsein so vorstellt. Danach strebt er und es ist ihm nichts zu viel, nichts zu m\u00fchsam, nichts zu teuer, – er tut alles daf\u00fcr, egal ob richtig oder falsch, nichts bringt ihn ab davon, dieses Gl\u00fcck, diesen inneren Frieden, diesen seligen Ruhezustand zu suchen und zu finden. Ob anorganisch, organisch, spirituell, – es ist immer dasselbe Streben, nach Einheit, Harmonie, Gl\u00fcckseligkeit.<\/p>\n
Mit der Energieversorgung gesichert, das Bilden einer biologischen Einheit geht Hand in Hand mit der Entwicklung von (Zell-) funktionsf\u00e4higen Membranen, denn es gen\u00fcgt nicht, vulnerable Abgrenzungen zu haben. Ohne \u201esolide\u201c W\u00e4nde, gibt es keine eigenst\u00e4ndigen Organismen, zumindest nicht in der Form, wie wir sie kennen. Offensichtlich sind die Phospholipid Membranen die beste L\u00f6sung, da sie am erfolgreichsten den Anforderungen nachkommen. Ob, oder wie viele andere erfolgreiche Methoden es gegeben hat, den Umst\u00e4nden der Erde entsprechend, werden wir wohl nie wissen, h\u00e4ngt die Entwicklung eines Organismus doch von den \u00e4u\u00dferen Umst\u00e4nden ab, wie er diese n\u00fctzt und sich an sie anpa\u00dft, und wieviel Zeit ihm daf\u00fcr gegeben ist. \u00c4nderungen der Umwelt, wenn massiv und\/oder zu pl\u00f6tzlich, sind logischerweise f\u00fcr einzelne, oder eben f\u00fcr alle etablierten Lebensformen ein Todesurteil. Fossilien, der Erde\u2019s biologische Geschichtsb\u00fccher, k\u00f6nnen leider nur bedingt enth\u00fcllen, was es zu enth\u00fcllen g\u00e4be. Der planetaren Evolution jedoch ist zu entnehmen, da\u00df auch die Vielfalt unserer derzeitigen Lebensformen, nicht f\u00fcr immer erhalten werden k\u00f6nnen. Zweifellos tr\u00e4gt das menschliche Verhalten dazu bei, die ohnehin laufenden Umweltver\u00e4nderungen, zu beschleunigen, was dazu f\u00fchrt, da\u00df die Natur, samt den Organismen, die sie hervorgebracht hat, nicht l\u00e4nger, oder gar schnell genug adaptieren kann. Die n\u00f6tige Balance, oder Hom\u00f6ostase f\u00fcr das Leben, so wie wir es kennen, ist damit gef\u00e4hrdet. Wir verlieren ohnehin schon Leben, St\u00fcck f\u00fcr St\u00fcck, aber es wird zur v\u00f6lligen Vernichtung f\u00fchren, sollte der Mensch seine destruktiven Verhaltensweisen nicht \u00e4ndern. Niemand wird je davon berichten, was wirklich stattgefunden hat, denn sollte sich wieder neues intelligentes Leben entwickeln, bis zu diesem Zeitpunkt wird nicht viel \u00fcbrig sein von dem, das man studieren k\u00f6nnte, oder Einsicht geben w\u00fcrde, in das, was einmal war.<\/p>\n
Doch zur\u00fcck zum Thema Zellen und Membranen, das hei\u00dft zu den Proteinoiden und der Entwicklung von Protobionten, oder Protozellen (Vorl\u00e4ufer der Zellen), dem evolution\u00e4ren Schritt vom anorganischen zum organischen. Sie waren die ersten, das Basismodell. Mit Metabolismus und Replikation etabliert, die Bildung eines unabh\u00e4ngigen \u201eautokatalytischen Teilsystems\u201c ist eine Konsequenz, nicht Zufall. Der ungarische Biologie Theoretiker Tibor Ganti nannte diese Protozellen \u201aChemotons\u2018 und propagierte sie als den \u201eLetzten Universellen Gemeinsamen Vorfahren\u201c (\u201eLast Universal Common Ancestor = LUCA\u201c). Die generelle biologisch\/philosophische Schlu\u00dffolgerung ist, da\u00df jegliches System (oder Einheit), dieser Art, als \u201alebend\u2018 zu bezeichnen sei, da es als evolution\u00e4re Einheit, dem nat\u00fcrlichen Selektionsprozess unterworfen ist. In der Tat! Die Erde hat uns geboren, gro\u00dfgezogen, und gibt uns alles, was wir brauchen, um zu leben und zu gedeihen.<\/p>\n
Schauen wir uns nun die Zellmembranen, (Phospholipide), etwas genauer an. Sie haben sich h\u00f6chst wahrscheinlich aus den amphiphilen (hydrophob und hydrophil) Makromolek\u00fclen entwickelt. Gleich Lipiden formen sie in einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung ihrer Natur entsprechend Vesikel, ein-, oder mehrlamellare Liposomen (Fettbl\u00e4schen), deren w\u00e4ssriger Inhalt meist, oder vorwiegend, von den \u00fcberaus wichtigen zweischichtigen Lipidmembranen umgeben ist, die sich schlie\u00dflich zu den uns bekannten Zellw\u00e4nden entwickeln. Sie sind die einzige zellul\u00e4re Struktur, die allen Zellen eigen ist und somit in allen Zellen, aller aus Zellen bestehenden Organismen, vorhanden ist. Diese Membranen haben, wie schon ausgef\u00fchrt, eine Dualfunktion: Zum einen als Barriere, die zwischen \u201azwei Welten\u2018 steht, im Sinne von Schutz und Grenzen. Zum anderen als Vermittler, deren Rolle der Austausch von Stoffen ist, dem die Barriere ohne Hilfe hinderlich w\u00e4re. Amphiphile Molek\u00fcle sind daf\u00fcr besonders geeignet, da sie in den zweischichtigen Membranen so angelegt sind, da\u00df sie, gem\u00e4\u00df ihrer Eigenschaft, sich mit w\u00e4ssrigen sowie fettigen Substanzen verbinden k\u00f6nnen und damit den Transport von Stoffen durch die Membranbarriere gew\u00e4hrleisten, w\u00e4hrend der interne Zell Raum ungest\u00f6rt seinen internen Aufgaben nachkommen kann, (inklusive der artspezifischen Fortpflanzung). Eine wunderbare Demonstration ist die Schwangerschaft, denn eine Zelle ist wie der \u201aBauch\u2018 einer Frau. Die Analogie mag dem Verst\u00e4ndnis dienen, was Protozellen f\u00fcr die Entwicklung organischen Lebens wirklich bedeuten. Freilich, Leben gibt es schon vorher, doch im beschr\u00e4nkten Raum einer Zelle, wird Leben gepflegt und gef\u00f6rdert. Es animiert die Zelle zur weiteren Entwicklung ihrer selbst und Leben schlechthin.<\/p>\n
Es ist nat\u00fcrlich v\u00f6llig unm\u00f6glich im Rahmen dieses Artikels auf die Details biochemischer und geo-biologischer Vorg\u00e4nge einzugehen, doch es ist zu hoffen, da\u00df zumindest die Zweifel an der F\u00e4higkeit unserer Erde behoben werden k\u00f6nnen, n\u00e4mlich da\u00df sie die perfekten Zutaten f\u00fcr die Entstehung organischen Lebens besitzt und f\u00fcr dessen Differenzierung in all seiner Vielfalt und Herrlichkeit sorgt. Es ist dabei gar nicht wichtig, ob Wissenschaftler die vulkanischen Tiefseesch\u00e4chte als den Ursprung organischen Lebens sehen, oder die Hei\u00dfwassert\u00fcmpel in der fr\u00fchen Erdkruste. Beide haben ihre Verdienste. Die alkalinen Sch\u00e4chte sind reich an Mineralien und schaffen elektrochemische Gradienten, die den entstehenden anorganischen Verbindungen genug Energie liefern, so dass sich mineralstoffliche Einheiten mit autokatalytischen Eigenschaften bilden k\u00f6nnen. Man kann diese als nicht organische Vorl\u00e4ufer der sp\u00e4teren Zelleinheiten sehen, da sie das Material und die F\u00e4higkeit haben, Membranen aufzubauen. So finden sich h\u00f6chst einfache Zellw\u00e4nde in den freilebenden Prokaryoten, den Mikro-Organismen, sowie den Bakterien und Archaea, die in diesen Sch\u00e4chten leben.<\/p>\n
Spezielle Aufmerksamkeit mu\u00df man den Archaea geben. Sie haben mehr mit Eukaryoten gemeinsam, (zu denen wir geh\u00f6ren), als mit Bakterien. Sie haben \u00c4hnlichkeiten mit unseren Genen und teilen auch diverse Wege mit uns, speziell im Bereich der Enzyme f\u00fcr Gen Translation und Transkription. Sie sind \u00fcberhaupt die zahlreichsten aller Mikrobiota und spielen eine Hauptrolle im Leben unserer Erde, ja sogar im Mikrobiom des menschlichen Verdauungstrakts. Als sie zum ersten Mal entdeckt wurden, nannte man sie Extremophile, da sie unter Bedingungen existierten, die man bis dahin als lebensunf\u00e4hig hielt. Aber man stellte bald fest, da\u00df sie tats\u00e4chlich \u00fcberall waren. Man glaubt nun sogar, da\u00df sie der \u00e4lteste Organismus aller organischen Lebensformen unserer Erde sind. Obendrein scheinen sie nicht im Geringsten pathologisch, (also krankmachend), zu sein, egal in welcher Form sie auch vorkommen. Im Gegenteil! Sie sind gutm\u00fctige, ja n\u00fctzliche Symbionten. Manche Insekten w\u00fcrden ohne sie nicht einmal existieren. Das gilt durchaus auch f\u00fcr uns Menschen, denn unsere Mitochondrien (Zellbatterien) sind h\u00f6chstwahrscheinlich Archaea Nachfahren, die urspr\u00fcnglich von einer Gastzelle zum gegenseitigen Nutzen in die Zelle aufgenommen worden sind, zum Zweck der Zusammenarbeit im Kampf ums \u00dcberleben. Nat\u00fcrlich findet man Archaea auch in den Hei\u00dfwasserpools auf der Erde. Es unterst\u00fctzt die Annahme, da\u00df die Quelle des organischen Lebens eher doch im S\u00fc\u00dfwasser liegt, als im Salzwasser des Meeres. Nur, warum nicht in beiden?<\/p>\n
Vom Land geformte Pools, angef\u00fcllt mit kondensierten, sich abk\u00fchlenden geothermischem Dampf und Gew\u00e4sser sind chemisch gesehen, der modernen Zelle sehr verwandt, deren Zytoplasma reich ist an Potassium, Zink, Mangan und Phosphat Ionen, genauso wie man das in diesen T\u00fcmpeln findet; ist, wohl weniger, aber doch auch, im marinen Milieu zu finden. Aus dem Inneren des Erdmantels stammend, angeh\u00e4uft in den brodelnden Wasserbecken, im Laufe der Zeit zu einer passenden Temperatur abgek\u00fchlt, das sind die geeignetsten Brutst\u00e4tten, wo sich in den unterschiedlichsten Spalten, Ritzen, L\u00f6chern und H\u00f6hlen, die anorganischen Mineralien ansammeln k\u00f6nnen, katalysieren und zu organischen Molek\u00fclen aufbauen und zu Mikrosph\u00e4ren synthetisieren. Es gibt genug Ingredienzien und es herrschen die besten Bedingungen, die den Prozess auch noch beschleunigen. Es ist die wunderbare Konzerthalle, wo ein fein gestimmtes Symphonie Orchester zum Crescendo aufspielt. Wir wissen, (sieh oben), Montmorillonit Lehm kann RNS bilden, kann Lipide zur Bildung von Membranen f\u00fchren, Fetts\u00e4uren zu Micellen ver\u00e4ndern, und Vesikel transformieren, – und das allein deswegen, weil die T\u00fcmpel und die speziell feine Tonerde besonders gro\u00dfartige Katalysatorqualit\u00e4t haben.<\/p>\n
Die Komplexit\u00e4t dieser Prozesse ist faszinierender als jeder Thriller. In die entsprechende und leicht zug\u00e4ngige Literatur einzutauchen, ist die Sache wert, da dieser Artikel wirklich nur die Prinzipien des Lebens klarzulegen versucht und Details nur im \u201eVorbeigehen\u201c streift. Die Absicht des Artikels ist nun mal die Korrektur der Definition des Lebens und eine prinzipielle \u00dcbersicht \u00fcber seine drei individuellen Kategorien. Der interessierte Leser kann jene Punkte recherchieren, f\u00fcr die er ein besonderes Interesse hat. Da\u00df der Artikel speziell organisches Leben ins Auge gefa\u00dft hat, ist nicht darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren, weil diese Kategorie interessanter w\u00e4re, als die zwei anderen, sondern nur, um die allgemein aufrecht gehaltene Definition des Lebens zur Debatte zu stellen, sowie die Kriterien zu untersuchen, ob, oder nicht, und wie unser Planet der Ursprung unseres Lebens sein k\u00f6nnte. Die Herkunft organischen Lebens ist noch immer eine offene Frage, trotz gen\u00fcgender Evidenz, da\u00df unsere Erde die beste Kandidatin ist. Sozieterna ist der Meinung, da\u00df eine relevante Definition des Lebens dem Menschen helfen w\u00fcrde, seine Existenz in einem neuen Licht zu sehen und diese auch besser zu verstehen. In dem man Tatsachen, Beweise und die h\u00f6chst wahrscheinlichen Argumente zusammenfa\u00dft, kann man sehr wohl, so ist zu hoffen, die Revision der Definition des Lebens rechtfertigen, und auf jenes Niveau bringen, das das Leben verdient.<\/p>\n
Anorganisches Leben kann unsere Phantasie leider nicht im gleichen Sinne gefangen nehmen, wie organisches Leben es kann, einfach deswegen, weil wir Leben mit unseren Sinnen wahrnehmen. Nur dadurch werden wir uns seiner verbl\u00fcffender Gr\u00f6\u00dfenordnung bewu\u00dft. Doch um fair zu bleiben, wir starren bewundernd zum Mond und in die Sterne. Trotzdem sind nur wenige bereit, die Welt der Materie an sich erforschen zu wollen. Mit unserem Intellekt versuchen wir sie zwar zu verstehen, doch begrenzt bei evolution\u00e4ren Schranken, hei\u00dft das eben, unser Verstand ist immer im R\u00fcckstand. Er mu\u00df immer auf- und nachholen, aus dem einfachen Grund, da\u00df Wissen (Verst\u00e4ndnis) und Einsicht (Integration von Wissen), nicht dasselbe sind. Freilich, das Auftreten zellul\u00e4ren Lebens war unbestritten ein markanter Meilenstein im evolution\u00e4ren Geschehen, das der Materie, und schlie\u00dflich uns als Spezie, die Gelegenheit gibt, die gro\u00dfen Fragen des Lebens \u00fcberhaupt erst mal zu stellen, immer in der Hoffnung sie auch beantworten zu k\u00f6nnen. Leider f\u00fchrt anorganisches Leben ein Schattendasein, weil es nicht einmal als Leben akzeptiert wird, trotzdem es Leben ist. Doch verrichtete es ungest\u00f6rt seine Arbeit, eingeh\u00fcllt in Geheimnis, bis schlie\u00dflich mit der Neugier der Wissenschaft das Forschen begann. Sonne, Mond und Sterne haben unsere Tage und N\u00e4chte erhellt, fortw\u00e4hrend darauf hinweisend, da\u00df anorganisches Leben sich nie versteckt hat, nur wu\u00dften wir damit nichts anzufangen. Und, in der nach wie vor bestehenden Ignoranz k\u00e4mpft der Mensch noch immer mit seinem Verstand, obwohl er nun endlich zulassen kann, da\u00df Evolution vielleicht nicht nur als lineare Entwicklung zu sehen ist, sondern mehrdimensional ist, grad so, wie das organische Leben ihm das mit seinen vielgestaltigen Organismen zeigt. Evolution ist wie ein Baum mit Zweigen, die vom Hauptstamm in andere Sph\u00e4ren eindringen.<\/p>\n
Mit der Zelle sind die Weichen im evolution\u00e4ren Weg organischen Lebens gestellt. Dessen Entfaltung kann man visuell im abstrakten \u201eBaum des Lebens\u201c darstellen und das Konzept studieren. Das wird hier nicht weiters verfolgt, da die Geschichte organischen Lebens nicht das Thema ist. Eines mu\u00df jedoch hervorgehoben werden, n\u00e4mlich, da\u00df anorganisches Leben nie seinen Einflu\u00df hat, noch verlieren wird. Er kann gar nicht verloren gehen. Und, da\u00df Kategorien, oder das Kompartmentalisieren, einen Zweck erf\u00fcllt, als Werkzeug f\u00fcr unser Verst\u00e4ndnis, und als vergn\u00fcglicher Zeitvertreib.<\/p>\n
Doch das Ziel ist die Wiederherstellung der Harmonie, der Unifikation, die Vereinigung, im Gegensatz zu Spaltung, nachdem nicht nur die Natur strebt, sondern erst recht der Mensch. Der wahre Wissenschaftler mag einen Vorteil gegen\u00fcber anderen Menschen haben, da er im weiteren Sinne, den Zauber des Lebens auch mit dem Verstand, nicht nur gef\u00fchlsm\u00e4\u00dfig erfassen kann. Doch das hat keine Allgemeing\u00fcltigkeit. Zu viele von ihnen gehen in den Details verloren, grad so gut wie der Rest. (3.Teil folgt).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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