Archiv der Kategorie: Mikroorganismen

DIE HERRSCHER DER WELT – BESPRECHUNG DES BUCHES VON B.KEGEL – Teil 2

Bakterien, Cyanobakterien, Mikroben, Mikroorganismen, Sauerstoff O2

Kegel, V., Die Herrsher der Welt. Wie Mikroben unser Leben bestimmen, Köln: DuMont Buchverlag, 2015

Storch, V., Welsch, U., Wink, M. Evolutionsbiologie, 3.rev. Afl., Berlin-Heidelberg: Springer Spektrum, 2013 (abgekürzt: EB)

  1. Dieser Besprechung ging ein Teil 1 voraus, in dem ein erster Eindruck vermittelt wird über die Zeiträume, die von Mikroben betroffen sind (ca. 4 Mrd Jahre (10^9)), außerdem von der unfassbaren Anzahl von Mikroben, die sich überall finden (z.B im menschlichen Körper schätzt man 100 Billionen (10^12), dazu nochmals ca. 224 Milliarden (10^9) auf der Haut). Dazu muss man sich klar machen, dass unsere menschlichen Körper letztlich ein Zellverband darstellt mit ca. 37.2 Billionen (10^12) Körperzellen.
  2. Im nachfolgenden Kapitel wurde dann deutlich, dass die ungeheuren Zahlen an Bakterien und Körperzellen mit dem Begriff Verband nur ungenügend beschrieben sind. Es ist eine hochkomplexe Lebensgemeinschaft mit raffinierten Mechanismen der Kommunikation und der Kooperation, herausgebildet über viele Millionen, wenn nicht hunderte Millionen von Jahren. Dazu benutzte der Autor Kegel das Wort Holobiont (was sich in einem Standardlehrbuch wie EB nicht findet).

VON DER URERDE ZUR SAUERSTOFFWELT (SS.91 – 124)

  1. Im dritten Kapitel greift Kegel die historische Dimension der Mikrobenentstehung nochmals auf und schildert etwas ausführlicher die vermuteten Rahmenbedingungen der Erde, bei der Entstehung der Mikroben und deren frühen Entwicklung (siehe Schaubild; von Autor cagent ergänzt mit Daten aus EB).

    2. Zeitlicher Rahmen für die entstehung und die Entwicklung der Mikroben als Bausteine des Lebens
    Zeitlicher Rahmen für die entstehung und die Entwicklung der Mikroben als Bausteine des Lebens

  2. Wie genau die Entstehung der ersten Mikroben zu denken ist, das weiß man bis heute nicht exakt (vgl. S.103f); es gibt allerdings theoretische Modelle, die mögliche Entstehungen skizzieren. Klar ist nur, dass es neben der Fähigkeit der Reproduktion primär um die Fähigkeit geht, Energie aus der Umgebung zu entziehen und diese dann für verschiedene chemische Prozesse zu nutzen. Und hier gibt es die bis zum Auftreten der Menschen nur zwei Strategien: (i) ohne Sauerstoff und (ii) mit Sauerstoff.
  3. Sauerstoff (O2) gab es zwar auch schon vor der Sauerstoffwelt, allerdings gebunden. (vgl. S.99) Erst die Erfindung der Umwandlung von Lichtenergie in Zucker und Sauerstoff durch die Cyanobakterien (irgendwann so ab ca. -2.5 Mrd Jahren) machte Sauerstoff O2 frei verfügbar. Und es war ein erdgeschichtliches Ereignis ohne gleichen, da bis heute die Cyanobakterien die einzigen sind, die dies können. (vgl. S.105) Bis diese Erfindung aber in Form neuer Lebewesen (Zellen, Pflanzen und Tiere) wirksam wurde, die auf der Erdoberfläche mit Sauerstoff leben, verging eine sehr, sehr lange Zeit.
  4. Der produzierte Sauerstoff oxidierte ca. 100-200 Mio Jahre mit allerlei Materialien im Meer, bis er es vor ca. -2.4/-2.3 Mrd Jahren schaffte in die Atmosphäre einzutreten. Die Mengen waren noch gering (0.1%), doch reichten diese Mengen aus, durch Reaktion mit Methan in der Atmosphäre Kohlendioxyd CO2 zu bilden. Dies wiederum reichte aus, um zu einer Abkühlung zu führen, die 300-400 Mio Jahre gedauert hat (Huronische Eiszeit).(S.106) Zugleich baute sich aber weiterhin Sauerstoff weiter in der Atmosphäre auf und führte langfristig damit zur Ausbildung einer Ozonschicht, die die UV-Strahlen daran hinderten, das Wasser der Meere in seine Bestandteile zu zerlegen. (S.113)
  5. Ab ca. -1.8/-1.45 MRD Jahren treten komplexe eukaryontische Zellen auf, die nach der zur Zeit am meisten akzeptierten Hypothese aus methanogenen Archaeen als Wirt und Bakterien als Symbionten hervorgegangen sind. (S.115) Dies ist ein Fall von Endosymbiose, ein höchst komplexes Ineinander von Genom des Wirtes und DNA in den Symbionten, durch die die chemischen Prozesse gesteuert werden. (119)
  6. Erst ca. -1.0 MRD (EB 236) bzw. -0.8 MRD (Kegel S.124) finden wir dann vielzellige Lebewesen, die sich dann in der Folgezeit zu unvorstellbar komplexen Systemen weiter entwickeln.
  7. Der heutige Sauerstoffpegel wird etwa um -0.35 MRD Jahre erreicht.

DISKUSSION

  1. Der Text von Kegel kommt leicht erzählend rüber und liest sich gut. Sobald man sich auf die Inhalte einlässt, stellen sich aber viele weitere Fragen, die sich dann durch die lockere Anordnung der Ideen nicht mehr so leicht beantworten lassen. So vermisse ich systematische Überblicke, in denen die einzelnen Aspekte ein wenig im Zusammenhang erscheinen.
  2. Bei dem Versuch, mir aus den Einzelfakten solch einen Überblick zu rekonstruieren, bin ich auf viele offene Fragen gestoßen, die ich schließlich nur mit Hilfe weitere Bücher – insbesondere des Buches EB! – sowie einzelner Beiträge aus der englischen Wikipedia ansatzweise beantworten konnte.
  3. Insgesamt werden die Umrisse eines imposanten Gemäldes sichtbar, das die großen Linien der Entstehung des Lebens auf dieser Erde aufscheinen lässt, wobei der Kontext selbst, unsere Erde, nicht weniger wild, dynamisch und großartig daherkommt.
  4. Speziell aber auch der Blick in die Feinstrukturen des Biologischen, in die unfassbar komplexen Ablauf- und Steuerungsprozesse, das Ineinandergreifen von so vielen Prozessen, die Vielfalt der Informationen, deren Speicherung und Nutzung, ist geradezu Schwindelerregend. Was hier die Biologie mit all ihren Spezialdisziplinen bislang geleistet hat, ist fantastisch. Dennoch, gerade weil immer mehr sichtbar wird, stellen sich auch immer mehr neue, tiefgreifende Fragen. Mehr oder weniger ungelöst erscheinen mir die übergreifenden theoretischen Fragen, nach welchen Kriterien, Gesetzen sich diese komplexen Strukturen ausbilden konnten. Und dann, nachdem es Archaeen, Bakterien und Eukaryonten gab, wie es die Vielzeller mit ihren Milliarden bis Billionen Zellen geschafft haben, in all diesen geradezu galaktischen Strukturen Kommunikation und Kooperation für eine systemstabilisierende Ordnung aufzubauen und zu halten.
  5. Eine Fortsetzung der Besprechung ist unklar, da ich (nach Abschluss der Lektüre) so viele spannende weiterführende Gedanken bekommen habe, dass ich möglicherweise direkt da weiter mache. Mal sehen.

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DIE HERRSCHER DER WELT: MIKROBEN – BESPRECHUNG DES BUCHES VON B.KEGEL – Teil 1

Bakterien, Holobiont, Mikroben, Mikroorganismen

Bernhard Kegel, (2015), Die Herrscher der Welt, Wie Mikroben unser Leben bestimmen, Köln: Dumont

1. Der Autor dieser Besprechung muss zunächst bekennen, dass er von der Materie des Buches vor der Lektüre kaum etwas gewusst hatte. Das kann gegen ihn sprechen (wie kann er dann so ein Buch besprechen), das kann aber gerade auch ein guter Maßstab sein, die kommunikative Qualität des Buches zu messen. Denn in der heutigen Welt explodierender Einzelwissenschaften ist das wechselseitige Verstehen der vielen Disziplinen durch die Spezialisierungen und Menge der neuen Publikationen eher schwierig geworden.
2. Und das muss man dem Buch gleich vorweg zugestehen: es ist gut lesbar geschrieben, es schildert nicht nur einzelne Fakten sondern stellt Zusammenhänge her; mehr noch, es bettet die Ergebnisse auch in die Schilderung der Forschungsprozesse selbst ein. Man kann buchstäblich miterleben, wie junge Forscher und Forscherinnen sich im Forschungsalltag jenseits der Banalitäten an aufregende Sachverhalte heranarbeiten, wie viele Jahre, ja Jahrzehnte notwendig sind, um einzelne Aspekte zu klären, abzusichern, verständlich zu machen. Und wen es interessiert, den führen die zahlreichen Anmerkungen zu der einschlägigen Fachliteratur.
3. Das dies alles so wunderbar ineinandergreift ist dem Umstand geschuldet, dass der Autor – obgleich sehr sachkundig –, nicht primär als Einzelwissenschaftler schreibt, sondern als Vermittler zwischen vielen Forschungsgruppen, als jemand, der die vielen neuen Ergebnisse zusammenfasst, in einen Gesamtrahmen einfügt, bisweilen versuchsweise, noch nicht als letzte feste Theorie, und dies eingebettet in einen sehr lesbaren Schreibstil. Das einzige, was man als Kritik äußern könnte, wenn man kritisieren wollte, wäre aus meiner Sicht, dass ein paar zusätzliche Übersichtstafeln hilfreich sein könnten, um die Vielfalt im Zusammenhang noch besser sichtbar zu machen.

MIKROBEN ÜBERALL (SS.1-48)

Zeitrahmen für Entstehung der Mikroben
Zeitrahmen für Entstehung der Mikroben

4. Zeitlich verortet die Wissenschaft den Beginn von ersten Mikroben ungefähr bei -4 Milliarden Jahren, also in einer Zeit, in der die Erde noch immer ungemütlich war. Bis zum Auftreten erster Tiere auf dem Land vor ca. -700 bis -800 Mio Jahren beherrschten die Mikroben die Erde und, wie man seit ungefähr 10 Jahren immer mehr entdecken kann, sind sie auch heute allgegenwärtig.
5. Man findet sie im Meeresschlamm wie in den Böden (1 Teelöffel enthält ca. 20.000 Arten mit einer Überdeckung von nur 0.1% (vgl. S.22)). In den Meeren leben ungefähr 1 Mio verschiedene Arten mit einem Anteil von 50-90% der Biomasse der Meere. (vgl. S.21f) Im Gestein Kilometertief unter dem Meeresboden vermutet man 2/3 der Biomasse der Erde. (vgl. s.21) Man findet sie ferner unter dem Eis der Antarktis wie auch in der Atmosphäre und Troposphäre.
6. Diese fantastische Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Umgebungen wird ergänzt durch eine nicht weniger fantastische Kooperationsfähigkeit untereinander und mit Wirtssystemen.

 

Korallenriff als Beispiel der Kooperation zwischen Wirt und Symbionten
Korallenriff als Beispiel der Kooperation zwischen Wirt und Symbionten

 

7. Nach neuen Modellrechnungen umfasst der menschliche Körper ca. 37.2 Billionen (10^12) Körperzellen, die miteinander kooperieren (vgl. S.35). Es soll aber etwa 3x soviel Mikroben im menschlichen Körper geben (c. 100 Billionen). (vgl.S.34) Diese Mikroben im Körper erzeugen etwas 1/3 der Stoffwechselverbindungen im Blut, ws beinhaltet, dass Mikroben über solche Stoffwechselverbindungen das Gehirn beeinflusse können. (vgl. S.17) Neben den Mikroben im Körper kommen dann nochmals ca. 224 Milliarden (10^9) Mikroben auf der Haut. Also zum Kontrast: 1 cm^2 menschliche Haut beherbergt etwa 10 Mio verschiedene Arten von Mikroben, 1 cm^3 Darminhalt aber bis zu 1 Billion (10^12).(vgl. S.34) Zusätzlich hat man entdeckt, dass die Verteilung der Arten sehr kleinräumig ausdifferenziert ist und dass die Überdeckung mit gleichen Arten zwischen den Regionen gering ist.(vgl. S.30) Z.B. weisen rechte und linke Hand nur eine Übereinstimmung von ca. 17% auf. (vgl. S.39) Oder, von den 4700 Arten, die auf den Händen von 51 Studierenden gefunden worden waren, gab es nur 5 (!), die sich auf allen Händen fanden. (vgl.S.39) Im Buch selbst finden sich zahllose weitere beeindruckende Befunde.
8. Was hier so abstrakt theoretisch klingen mag, birgt ein riesiges Potential an möglichen praktischen Nutzanwendungen, da diese ungeheure Vielfalt eine unfassbar große Zahl an neuen Proteinen, Antibiotika und Enzymen beinhaltet, die sich der Mensch für spezielle Aufgaben nutzbar machen könnte. (vgl. S.24)

KORALLEN ALS HOLOBIONTEN (SS.49-90)

 

Kooperation der Mikroben am Beispiel der Korallenriffe
Kooperation der Mikroben am Beispiel der Korallenriffe

 

9. Im folgenden Kapitel entführt das Buch zu einem ersten Staunen über die sehr differenzierten Kooperationsmuster, die zwischen verschiedenen Mikroben zu beobachten sind. Am Beispiel des Meerwasserpolypen, der als Nebenprodukt riesige Korallenriffe entstehen lässt (und seinem unspektakulär erscheinenden Pendant im Süßwasser Hydra, der allein lebt) wird aufgezeigt, wie dieser Polyp sowohl unterschiedliche Algenarten (kleine Bakterien, die der Fotosynthese fähig sind) und unterschiedliche Bakterien, die Stickstoff synthetisieren können, in sich so aufnehmen kann, dass sie nicht als Nahrung verdaut werden, sondern als Partner fungieren, die die Stoffwechselprozesse des Polypen unterstützen. (vgl.S.83)
10. Damit solche Kooperationsprozesse möglich sind, mussten die Membranen der kooperierenden Zellen chemisch so umgebaut werden, dass hinreichend viele chemische Interaktionen als Kommunikation und Kooperation stattfinden können. Damit werden die Membranen jeweils zu einer Schnittstelle, zu einem Interface der Kooperation.(vgl. S.58) Diese Austauschprozesse sind hochkompliziert und sind labil. Je nach Umgebungsbedingungen, kommen unterschiedliche Mikrobenarten zum Einsatz.(vgl. S.63ff) Allerdings sind typische Verteilung relativ stabil, da sie auch im Genom des Wirtes verankert sind.(vgl. S.87ff)
11. Bedenkt man die chemischen Prozesse, die notwendig sind, damit sich solche komplexen und differenzierten Interaktionsmuster ausbilden können, dann wird klar, dass es viele Mio Jahre braucht, damit sich diese Muster ausbilden können. Rasche, abrupte Veränderungen der Umwelt, wie z.B. die aktuelle Erderwärmung, können von daher dieses komplexe Ökosystem überfordern. Grundsätzlich kann es reagieren, aber möglicherweise nicht schnell genug.

DISKURS

12. Für eine eigentliche Diskussion ist es noch zu früh. Man kann aber schon an dieser Stelle spüren, dass die Sicht auf das Leben unter Berücksichtigung der Welt der Mikroben eine radikal andere ist, als jene, in der die Mikroben nicht explizit berücksichtigt werden. Auch das Konzept einer evolutionären Entwicklung bleibt abstrakt, unwirklich, wenn es diese Vielfalt, diese unfassbare dichten und differenzierten Kooperationsmuster nicht berücksichtigt.
13. Vor allem wirft dies auch ein ganz neues Licht auf das Verständnis des Körpers. Zwar hat die Gehirnforschung mit ihrem Blick auf die 100 Mrd einzelnen Gehirnzellen (mit zusätzlichen diversen Unterstützerzellen) das Nachdenken über Bewusstsein, Geist, Kognition, Wahrnehmung, Gedächtnis usw. schon deutlich neue Impulse verliehen, aber so richtig scheinen mir diese neuen Überlegungen immer noch nicht im ‚Innern des kulturellen Bewusstseins‘ angekommen zu sein. Hier liegt noch ein sehr weiter Weg vor uns und es ist schwer abzuschätzen, wie unser Bild vom Leben, von der Welt, von der Zukunft des Lebens im Universum sich in den kommenden Jahrzehnten weiter entwickeln wird. Die Mikrobiologie wird hier unzweifelhaft eine zentrale Rolle spielen, wenngleich auch sie alleine viele wichtigen Fragen nicht wird beantworten können.
14. Fortsetzung folgt HIER

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NOTIZ: KRANK DURCH ZU VIEL GUTES (oder: ‚Burn out‘ trifft nicht nur die ‚Bösen‘)

Bakterien, Burn-Out, Gott, Körper, Krankheit, Mikroorganismen, Psycho-Somatisch, Virus

KRANKHEIT ALS STRAFE?

1) Jede Kultur hat so ihre ‚Interpretationsreflexe‘, die sich im Laufe der Jahrzehnte oder – oft – gar Jahrhunderten in das alltägliche Denken eingelagert haben. Einer dieser Reflexe lungert in der Nähe von ‚Krankheit‘: sogenannte ‚religiöse‘ imprägnierte Menschen tendieren dazu, Krankheiten mit dem Thema ‚Strafe‘ zu verbinden, dass Gott ’strafe‘, sie strafe, oder eben andere, oder, andere Variante, dass man Gott ‚verantwortlich‘ macht, dass er so etwas (meist eine schlimme Krankheit) ‚zulassen‘ könnte. Weniger oder gar nicht religiös imprägnierte Menschen (oder solche, die ein anderes Bild von Gott haben (denn Gott kennt naturgemäß niemand direkt und voll)) müssen die Phänomene ohne Gott erklären. Dazu gibt es allerlei Theorien; manche treffen die Sache, manche sind irgendwie ‚richtig‘, aber zu ungenau; andere sind schlichtweg falsch. Man nimmt halt, was man hat und kann; eine Alternative gibt es nicht (zumindest solange nicht, wie Menschen noch keine automatische ‚Vollerkenntnis‘ besitzen (was aufgrund der Struktur des bekannten Universums bislang in gewissem Sinne ausgeschlossen ist)).

WUNDERWELT DER MIKROORGANISMEN

2) In einem vorausgehenden Beitrag ‚Koevolution im Alltag (Viren)‘ hatte ich mich anlässlich konkreter Grippefälle mal mit den Erkenntnissen zu Viren (und Bakterien) beschäftigt, dies im engen Zusammenhang mit dem menschlichen Immunsystem. Nun bin ich hier kein Spezialist. Aber immerhin ist es schon sehr erstaunlich, was man hier lernen kann, wenn man sich dafür interessiert. Im Grunde genommen erschlägt es einen, was man hier finden, wenn man anfängt zu suchen. Die Welt der Mikroorganismen (Bakterien, Viren) erscheint als eine Art ‚Fundamentaldimension‘ des Lebens auf der Erde, die die gesamte Erde an der Oberfläche, bis in Tiefen von vielen tausend Metern (7000m oder mehr), auch im Ozean und am Ozeangrund, in der Nähe von Vulkanen in einer Weise durchdringt, die unser Vorstellungsmöglichkeiten real übersteigt. Die Raffinesse und Vielfalt im Bereich der Mikroorganismen, ihre Anpassungsfähigkeit, ihre Innovationskraft, ihre Innovationsgeschwindigkeit ist überwältigend und kann uns ahnen lassen, warum und wieso es irgendwann auf der Basis dieser wunderbaren Systeme zu komplexeren Lebensformen kommen konnte. Das, was sich hier real seit Milliarden Jahren (nach heutigem Wissen geschätzt ca. seit 3.8 – 4.1 Mrd Jahren) täglich, stündlich, minütlich im weltweiten Maßstab abspielt, ist ein unfassbares ‚Wunder‘ des Lebens, von dem wir ein kleiner Teil sind.
3) Dass Mikroorganismen gelegentlich in den Körper von Menschen so eindringen können, dass sie die bestehende Organisation stören, gar zerstören, ist für den betroffenen Organismus (also jeweils ein konkreter Mensch, Du, Ich, ein Dritter) schlimm, schmerzhaft, angsteinflössend. Solange man nicht begreift, dass das eigene individuelle Leben ja nur existiert, weil es seit Milliarden Jahren diese Mikroorganismen gibt, aus denen heraus die komplexeren Lebensformen entstanden sind, solange man nicht begreift, dass wir heute mit unseren Körpern nur leben können, weil ca. 1 Billion Mikroorganismen in unseren Körper selbständig leben und viele lebenswichtige Funktionen unterstützen, ebenso ca. 1 Billion auf unserer Haut mit z.T. auch schützenden Funktionen, und dann in unserer Umgebung, in der ganzen Welt unfassbar viele Mikroorganismen durch ihre Zersetzungs- und Umwandlungsprozesse unser individuelles Großaorganismus-Leben überhaupt erst ermöglichen, – -solange man dies alles nicht begreift, solange erscheint einem eine individuelle Beeinträchtigung, Schädigung oder gar der Tod als ‚ungerecht‘. Doch ist dies die völlig falsche und unangemessene Kategorie. Eher ist es umgekehrt so, dass die Tatsache, dass wir als Großorganismus aus all dem wahnwitzigen kontinuierlichem hochturige Prozessieren der Mikroorganismen ‚hervorgegangen‘ sind das Ungewöhnliche, das ‚Nicht-zu-Erwartende‘, das Hochkomplexe und darin entsprechend hoch Anfällige. Jede Minute unserer Existenz ‚ohne‘ erkennbarem Schaden ist das Ungewöhnliche, das Wunder, ein Geschenk auf Zeit. Dass dieses hochkomplexe Geschehen unserer Körper irgendwann ‚Schaden‘ nimmt, Dysfunktionen aufzeigt, auseinanderfällt, das ist der unausweichlich zu erwartende Zustand, der nicht überraschen darf, weil es das ‚Normale‘ ist, das, was ‚in der Natur der Sache‘ angelegt ist. Wer also im Falle von ‚Krankheit‘ von ‚Ungerechtigkeiten‘ spricht, gar von ‚Schuld‘ und ‚Strafe‘, der hat noch nicht einmal ansatzweise begriffen, was es heißt, als Großorganismus in einem unfassbaren Meer von Mikroorganismen ‚leben‘ zu dürfen. Jede Minute eines funktionierenden Großorganismus ist ein unfassbares ‚Geschenk auf Zeit‘. Systemtheoretisch dürften die ca. 10 Billionen Zellen unseres Körpers mit den jeweils 1 Billion Mikroorganismen im und auf dem Körper keine Minute funktionieren. Aber der Körper tut es, immer mehr, über Jahre….

WUNDERWERK IMMUNSYSTEM

4) Außerdem, im Falle von Krankheiten klagen wir oft und schnell unser Immunsystem an. Stellt man aber die wenigen Fälle, in denen es versagt, den unsagbar vielen Fällen gegenüber, wo es ‚lautlos‘, ’stillschweigend‘, ‚klaglos‘ seine Arbeit macht und die millionenfachen Angriffe abwehrt, die in jeder Sekunde in unserem Körper stattfinden, dann sollten wir uns entspannt zurücklehnen und von einer einzigen Dankbarkeit durchströmt sein, dass im Laufe von vielen Milliarden Jahren dieses hochkomplexe Schutzsystem sich in unseren Körpern ‚herausbilden‘ konnte. Das Immunsystem (in Verschränkung mit unserem hochkomplexen Blut-System) ist so unfassbar komplex, dass wir bis heute nur erste Umrisse ‚erahnen‘, von Verstehen wage ich nicht zu reden (wem mal langweilig ist, empfehle ich die Lektüre von Artikeln und Büchern zu diesem Thema; kein Krimi kann spannender sein).

KRANKHEIT IST NICHT ÜBERRASCHEND

5) Noch einmal, sollten wir tatsächlich ‚krank‘ werden, d.h. einen Zustand erleben, in dem Teilbereiche unseres hochkomplexen Großorganismus nicht so funktionieren wie ‚üblich‘, dann sollten wir uns klar machen, dass das eigentliche Wunder das ‚Funktionieren‘ dieses Großorganismus ist und ein Nichtfunktionieren das ist, was im Laufe der Zeit unausweichlich kommen wird (das wenige, was unsere heutige Medizin bislang kann, sind – vergleichsweise – primitive Klempnerarbeiten an einem System, das der normale Arzt immer nur partiell versteht. Niemand kann das Gesamtsystem wirklich voll verstehen, niemand; nicht mit den heute zur Verfügung stehenden Erkenntnismöglichkeiten. Und nochmals: wer in diesem Zusammenhang Kategorien wie ‚Strafe‘ oder ‚Gott‘ ins Spiel bringt, ist nicht nur einfach ‚dumm‘, sondern möglicherweise sogar ‚bösartig‘. Das eigene Denken bringt dann das ‚Böse‘ hervor, nicht die biologische Struktur, die ist, wie sie ist, und als solche eigentlich nur Staunen und ‚Dankbarkeit‘ verdient…

PSYCHO-SOMATISCH: ERSCHÖPFUNG

6) Die Medizin hat verschiedene ‚Indizien‘ gesammelt von Verhaltensweisen und Faktoren, die unser Immunsystem schwächen können bzw. nicht notwendigerweise nur das Immunsystem, sondern irgendwie ‚den ganzen Körper‘. Da die tatsächlichen Prozesse im Detail noch nicht wirklich verstanden sind spricht man vorsichtig von ‚psycho-somatisch‘ bedingten Symptomen. Ein Symptommuster, was sich seit Jahren immer mehr ‚auszubreiten‘ scheint (zumindest nehmen wir es heute so wahr) ist das sogenannte ‚psycho-somatische Erschöpfungssyndrom‘, neudeutsch ‚Burn-Out‘.
7) Typische ‚Erscheinungsweisen‘ dieses Erschöpfungssyndroms sind eine um sich greifende anhaltende Müdigkeit, Lustlosigkeit, Antriebsschwäche, die dann immer auch gepaart sein kann mit allerlei möglichem Unwohlsein, Schlaflosigkeit, mit Schmerzen, bis hin zu Lähmungen, Atemnot, Schwindel, usw. Kurzum, die ’normalen‘ Funktionen lassen nach, fallen aus, der Alltag funktioniert immer weniger. Die Symptome sind real. Kommt es soweit, dass man sich klinisch untersuchen lässt, ist der ’normale‘ Befund meistens der, dass Blutbild und Organfunktionen OK sind. Das wirkt wie ein Paradox: man fühlt sich todelend, kann sich kaum bewegen, aber der Befund sagt, man sei organisch gesund! (ich kann mich noch gut an folgenden Vorfall erinnern. Ich war zu dem Zeitpunkt 29 Jahre alt und hatte – nachdem ich ca. 3 Jahre als Jugendsozialarbeiter gearbeitet hatte –, noch einmal studieren können, wie im Rausch. Eines morgens wache ich auf und konnte mich nicht mehr bewegen; ich war wie gelähmt. Ich wurde total durchgecheckt und man fand nichts, außer ein paar punktuell erhöhte Gallenwerte. Es dauerte damals fast 8 Wochen bis ich als junger gesunder Mensch wieder einigermaßen normal gehen und arbeiten konnte. Die ersten Wochen lief ich umher wie ein alter, schwacher Greis, der Mühe hatte, länger Strecken zu gehen (wobei heute Senioren mit über 80 keinesfalls ’schwach‘ sein müssen, sondern höchste Fitnss besitzen können…)).
8) Wie gesagt, wer solches nicht selbst real erlebt hat, kann es sich nicht vorstellen (ich kenne Ärzte, die als hochbelastbar gelten, die sich auch aufgrund massiver Schmerzen klinisch untersuchen ließen, dann erfahren mussten, dass organisch alles OK ist, und sich dann mit der Diagnose ‚Psychosomatische Überlastung‘ (Burn Out) konfrontiert sahen.
9) Jetzt gibt es ja zahllose Gründe, warum jemand in einen Überlastungszustand hineinsteuern kann. Am Übelsten sind wohl jene Situationen, in denen jemand von einer bestimmten beruflichen Tätigkeit finanziell abhängig ist und im Rahmen dieser Arbeit Leistungen erbringen muss, die objektiv von ihm nicht leistbar sind. Es ist dann nicht nur eine Frage der Zeit, bis die Überlastung auf den Körper durchschlägt; es kommt dazu eine psychische Angstsituation, die dem Betroffenen daran hindert, das sachlich Notwendige zu erkennen und zu tun, um sich vor der Überlastung zu schützen. Zur körperlichen Überlastung kommt dann noch eine psychische ‚Lähmung‘; beides zusammen ist eine Art hochkonzentriertes Gift, dem der eigentlich geniale Großorganismus dann irgendwann zwar seine ‚Scheinerkrankung‘ als Warnsignal entgegen setzen kann, aber aufgrund der eingeschränkten psychischen Reaktionsmöglichkeit wird es tendenziell überhört, übergangen.
10) Klar wird an diesem Beispiel auch, dass diese Form von ‚Krankheit‘ normalerweise nicht von dem einzelnen alleine ‚geheilt‘ werden kann. Da die ‚Ursache‘ außerhalb von dem einzelnen in seiner beruflichen Situation liegt, ist die gesamte berufliche Situation ‚verantwortlich‘, also die entsprechenden ‚Chefs‘ sind gefordert. In manchen Firmen hat man – zumindest für die ganz ‚teuren‘ Mitarbeiter – mittlerweile regelrechte Anti-Überlastungsprogramme eingeführt, in denen sorgsam darauf geachtet wird, möglichst frühzeitig Überlastungsphänomene zu deuten und durch entsprechende Maßnahmen den einzelnen zu schützen. Aber eben nur für die ‚höchste‘ Ebene. Alle ‚darunter‘, einschließlich den ‚Chefs‘, arbeiten tendenziell unter einer ‚bedrohlichen‘ Situation (Es gibt mittlerweile Untersuchungen von großen Firmen, in denen sich in manchen Abteilungen die Krankheitsfälle häufen, in anderen ist fast niemand krank. Die Untersuchungen brachten zutage, dass in den ‚krank machenden Abteilungen‘ speziell der Umgang untereinander erhebliche Defizite aufwies…).
11) Als eine besonderes ‚raffinierte‘ Form von Überarbeitung erscheint jene, in denen Menschen ‚aus Begeisterung heraus‘, aus ‚Faszination heraus‘ arbeiten, Prozesse und Projekte anstoßen, Dinge tun, sich engagieren usw. Alles, jedes für sich genommen, ‚gute‘ Ideen, Projekte, Aktivitäten. Aber auch diese Menschen kann es nicht nur treffen sondern trifft es unweigerlich, wenn sie in ihrem ‚Rausch‘ die realen Grenzen des Körpers überziehen. Wo die ‚realen Grenzen‘ des Körpers genau liegen ist natürlich individuell verschieden, aber sie sind ‚endlich‘. Wenn nun jemand ‚krank wird aus Begeisterung‘, ‚Krank wird weil er etwas Gutes tut‘, dann ist es nicht so sehr die berufliche Umgebung als solche, die ursächlich ist, sondern der Betroffene selbst ist ’sein eigener Feind‘!
12) Wie jeder, der diese Zeilen aufmerksam liest, ahnen kann, ist es genau das, was dem Autor dieser Zeilen aktuell passiert ist. Nach Wochen von allen möglichen ‚Pseudophänomenen‘ wurde dann irgendwann klar, es gibt nichts Organisches, keinen Virus oder etwas Vergleichbares, er selbst mit seiner Begeisterung für so vieles hat sich in einen Zustand manövriert, in dem sein Körper streikt. Das erzeugte ein Wechselbad von Gefühlen und Zuständen. Vor allem: wie ’stoppt man sich selbst‘? Wenn die Gedanken einfach so, quasi von selbst hervorbrechen, wenn sie spannend sind, wenn sie geradezu faszinieren, warum und wieso soll man sie stoppen? Aber so ist es. Wir alle – jeder auf seine Weise – leben am Abgrund, auf Abruf, an der Schwelle, reiten ‚auf der Welle‘ oder von ihr ‚begraben‘ werden….
13) In und an uns tragen wir unaufhebbar ein Moment von ‚Endlichkeit‘ das uns (heilsam?) daran erinnert, dass unser Denken (noch nicht?) im luftleeren Raum stattfindet, sondern auf der Grundlage materiell-energetischer Prozesse höchster Komplexität, für die es schlappe 13.8 Mrd Jahre gebraucht hat, bis es soweit war. Und dann liegen wir ‚agonisch‘ in einem Sessel und lamentieren über unsere Schwachheiten…. Vollkommenheit ist vielleicht etwas anderes…:-)

Ein Überblick über alle bisherigen Beträge nach Titeln findet sich HIER

SUCHE NACH DEM URSPRUNG UND DER BEDEUTUNG DES LEBENS. Teil 3 (Superbugs, Steinefresser)

Allgemein, Autokatalyse, Bakterien, Chemie - Erde und Kosmos, Chiralität, Dyson, Eigen - Manfred, Enzyme, Fortschritt, Fortschritt - Kriterien des, Kaufmann, Kohlenstoff, Komplexität, Komplexitätsebene, Komplexitätsniveau, Leben - Entstehungszeit, Mars, Mikroorganismen, Ordnung - nicht-zufällige, Panspermien, Prigobine, Proteine, Quanten, Quantenstruktur, Quasikristalle, RNA-Welt, Selbstorganisation, Spiegelmanns Monster, Superbugs, Universum - lebensfreundlich

Paul Davies, The FIFTH MIRACLE: The Search for the Origin and Meaning of Life, New York:1999, Simon & Schuster

Start: 3.Sept.2012

Letzte Fortsetzung: 4.Sept.2012

Fortsetzung von Teil 2

 

  1. Die Entdeckung, dass RNA-Moleküle ähnliche Eigenschaften haben wie DNA-Moleküle und sie bis zu einem gewissen Grade auch als Enzyme fungieren können, die chemische Prozesse unterstützen (was sonst Proteine tun), führte zur Hypothese von der RNA-Welt, die der DNA-Welt vorausgeht. Experimente von Spiegelmann zeigten z.B., dass RNA-Genome in einer entsprechenden Lösung mit Enzymen sich reproduzieren können, allerdings mit der Tendenz, sich immer mehr zu vereinfachen (74.ter Durchlauf, 84% abgestoßen [Spiegelmann S.217]). Die Entkopplung von realen Lebensprozessen führt offensichtlich zu einer ‚Sinnentleerung‘ dergestalt, dass die Basen ihre ‚Bedeutung‘ verlieren und damit ihre ‚Notwendigkeit‘! Das vereinfachte Endprodukt bekam den Namen ‚Spiegelmanns Monster‘. (123-127) Genau gegenläufig war ein Experiment von Manfred Eigen und Peter Schuster (1967), die mit RNA-Bausteinen begannen und herausfanden, dass diese sich ‚aus sich heraus‘ zu immer komplexeren Einheiten zusammenfügten, sich reproduzierten, und den ‚Monstern von Spiegelmann‘ ähnelten. (127f) Allerdings benutze Eigen und Schuster für ihre Experimente spezialisierte Enzyme, die aus einer Zelle gewonnen waren. Die Existenz solcher Enzyme in der frühen Zeit der Entstehung gilt aber nicht als gesichert. (128f) Überlegungen zu möglichen Szenarien der frühen Koevolution von RNA-Molekülen und Proteinen gibt es, aber keine wirklichen ‚Beweise‘. (129f) Alle bisherigen Experimente haben nur gezeigt, dass die Synthese längerer RNA-Moleküle ohne spezielle Unterstützung zu fragil ist; sie funktioniert nicht. Dazu gehört auch das Detail der Chiralität: bei ‚freier‘ Erzeugung zeigen die Moleküle sowohl Links- als auch Rechtshändigkeit; die biologischen Moleküle sind aber alle linkshändig. (130f) Stammbaumanalysen zeigen ferner, dass RNA-Replikation eine spätere Entwicklung ist; die frühesten Vorläufer hatten sie so nicht. (131f) Ferner ist völlig unklar, wie sich frühere Replikatoren entwickeln konnten. (132)

  2. Aufgrund dieser Schwierigkeiten gibt es alternative Versuche, anzunehmen, dass vielleicht die Proteine zuerst da waren. Rheza Ghadiri entdeckte, dass sich Peptidketten selbst vermehren können, was auch am Beispiel der Rinderseuche BSE bestätigt wurde (133). Freeman Dyson nahm an, dass die Proteine und die replikationsfähigen Moleküle sich parallel entwickelt haben und dann erst fusionierten.(133f) Die zentrale Annahme bei Dyson ist, dass Moleküle die Produktion und Veränderung anderer Moleküle bewirken können. Damit können dann ‚Ordnungen‘ dergestalt entstehen, dass sich präferierte chemische Zyklen bilden, die verklumpen, anschwellen und sich spalten. Schon auf dieser Ebene sollte begrenzter ‚Wettbewerb‘ möglich sein, der zu einer begrenzten ‚Evolution‘ führt. (134) Solche Prozesse könnten dann von von Nukleinsäuren durchdrungen werden, die sich diese Prozesse zunutze machen. (134f) Als möglicher Ort für solche Prozesse könnte der Boden der Ozeane fungieren. Russell entwickelte ein Modell von semipermeablen- Membranen, die sich dort bilden können. (135f) Cairns-Smith generalisierte die Idee der Informationsspeicherung und entwickelte die Hypothese, dass zu Beginn Tonkristalle die Funktion von RNA und DNA gespielt haben könnten. Allerdings gibt es bislang keine experimentelle Bestätigung hierfür. (136f)

  3. Alle diese Überlegungen liefern bislang keine vollständig überzeugenden Lösungen. Klar ist nur, dass die biologische Evolution Vorläuferprozesse haben musste, denen ein Minimum an Komplexität zukommt und zwar eine ‚organisierte Komplexität‘. (137f) Unter dem Titel ‚Selbstorganisation‘ fand Prigogine Beispiele, wie sich durch Zufluss freier Energie geordnete Strukturen aus einer ‚chaotischen‘ Situation heraus bilden konnten.(138f) Kaufmann entwickelte die Idee ‚autokatalytischer‘ Prozesse, in denen ein Molekül M auf andere Moleküle als Katalysator so wirkt, dass sie Prozesse eingehen, die letztlich zur Produktion von M führen. Dies verstärkt diese Prozesse immer mehr. (139f) Allerdings fehlen auch für diese Hypothesen empirische und experimentelle Belege. (140f) Davies weist auch darauf hin, dass selbstorganisierende Prozesse in allen wesentlichen Eigenschaften von den Umgebungsbedingungen bestimmt werden; biologische Reproduktion ist aber wesentlich ‚intrinsisch‘ bestimmt durch die Informationen der DNA/ RNA-Moleküle. Alle die Modelle zur Selbstorganisation liefern keine wirklichen Hinweise, wie es zu den selbstbestimmten Formen der Reproduktion kommen konnte, zur Herausbildung der Software [zur Dekodierung?]. (141) Dabei erinnert Davies nochmals an den Aspekt der ’nicht-zufälligen‘ Ordnung, d.h. alle jene Muster, die regelmäßige Anteile enthalten (wie in den Beispielen von Autokatalyse und Selbstorganisation), sind nicht die Formen von zufälliger Informationsspeicherung, wie man sie im Falle von DNA bzw. RNA-Molekülen findet.(142)

  4. [Anmerkung: So gibt es bislang also Einsichten in das Prinzip der biologischen Selbstreproduktion, aber überzeugende Hinweise auf chemische Prozesse, wie es zur Ausbildung solcher komplexer Prozesse komme konnte, fehlen noch. ]

  5. Im Kapitel 6 ‚The Cosmic Connection‘ (SS.143 – 162) wird aufgezeigt, dass die irdische Chemie nicht losgelöst ist von der allgemeinen Chemie des Universums. Fünf chemische Elemente spielen in der erdgebundenen Biologie eine zentrale Rolle: Kohlenstoff (‚carbon‘), Sauerstoff (‚oxygen‘), Wasserstoff (‚hydrogen‘), Stickstoff (’nitrogen‘), und Phosphor (‚phosphorus‘). Dies sind zugleich die häufigsten Elemente im ganzen Universum. (143) Kohlenstoff hat die außerordentliche Fähigkeit, praktisch unendlich lange Ketten zu bilden (Nukleinsäuren und Proteine sind Beispiele dafür). (143)

  6. Kohlenstoff entsteht durch die Kernfusion in Sternen von Wasserstoff zu Helium zu Kohlenstoff.(146) Buchstäblich aus der ‚Asche‘ erloschener Sterne konnten sich dann Planeten wie die Erde bilden.(144) Kohlenstoff (‚carbon‘), Sauerstoff (‚oxygen‘), Wasserstoff (‚hydrogen‘) und Stickstoff (’nitrogen‘) werden seit Bestehen der Erde beständig in der Atmosphäre, in der Erdkruste, bei allen Verwesungsprozessen ‚recycled‘. Danach enthält jeder Körper Kohlenstoffatome von anderen Körpern, die 1000 und mehr Jahre älter sind.(146f) Mehr als hundert chemische Verbindungen konnten bislang im Universum nachgewiesen werden, viele davon organischer Natur. (147f) Nach den ersten hundert Millionen Jahren war die Oberfläche der Erde immer noch sehr heiß, die Ozeane viel tiefer, die Atmosphäre drückend (‚crushing‘), intensiver Vulkanismus, der Mond näher, die Gezeiten viel höher, die Erdumdrehung viel schneller, und vor allem andauernde Bombardements aus dem Weltall. (152) Eine ausführlichere Schilderung zeigt die vielfältigen Einwirkungen aus dem Weltall auf die Erde. Generell kann hier allerlei (auch organisches) Material auf die Erde gekommen sein. Allerdings sind die Umstände eines Eindringens und Aufprallens normalerweise eher zerstörerischer Natur was biologische Strukturen betrifft. (153-158) Das heftige Bombardement aus dem Weltall mit den verheerenden Folgen macht es schwer, abzuschätzen, wann Leben wirklich begann. Grundsätzlich ist weder auszuschließen, dass Leben mehrfach erfunden wurde noch, dass es Unterstützung aus dem Weltall bekommen haben kann. Andererseits war der ’sicherste‘ Ort irgendwo in einer Tiefe, die von dem Bombardement kaum bis gar nicht beeinträchtigt wurde. (158-161)

  7. Kapitel 7 ‚Superbugs‘ (163-186). Die weltweit auftretende Zerstörung von unterirdischen Kanalleitungen aus Metall (später 1920iger) führte zur Entdeckung eines Mikroorganismus, der ausschließlich in einer säuerlichen Umgebung lebt, Schwefel (’sulfur‘) frißt und eine schweflige Säure erzeugt, die sogar Metall zerstören kann.(163f) Man entdeckte mittlerweile viele verschiedene Mikroorganismusarten, die in Extremsituationen leben: stark salzhaltig, sehr kalt, starke radioaktive Strahlung, hoher Druck, extremes Vakuum, hohe Temperaturen. (164f) Diese Mikroorganismen scheinen darüber hinaus sehr alt zu sein. (165) Am erstaunlichsten von allen sind aber die wärmeliebenden Mikroorganismen (‚thermophiles‘, ‚hyperthermophiles‘), die bislang bis zu Temperaturen von 113C^o gefunden wurden. Von den mittlerweile mehr als Tausend entdeckten Arten sind ein großer Teil Archäen, die als die ältesten bekannten Lebensformen gelten. (166f) Noch mehr, diese thermophilen und hyperthermophylen Mikroorganismen sind – wie Pflanzen allgemein – ‚autotroph‘ in dem Sinne, dass sie kein organisches Material für ihre Versorgung voraussetzen, sondern anorganisches Material. Man nennt die unterseeischen Mikroorganismen abgrenzend von den autotrophen ‚Chemotrophs‘, da sie kein Sonnenlicht (also keine Photosynthese) benutzen, sondern einen eigenen Energiegewinnungsprozess entwickelt haben. (167f) Es dauerte etwa von 1920 bis etwa Mitte der 90iger Jahre des 20.Jahrhunderts bis der Verdacht und einzelne Funde sich zu einem Gesamtbild verdichteten, dass Mikroorganismen überall in der Erdoberfläche bis in Tiefen von mehr als 4000 m vorkommen, mit einer Dichte von bis zu 10 Mio Mikroorganismen pro Gramm, und einer Artenvielfalt von mittlerweile mehreren Tausend. (168-171) Bohrungen in den Meeresgrund erbrachten weitere Evidenz dass auch 750m unter dem Meeresboden überall Mikroorganismen zu finden sind (zwischen 1 Mrd pro cm^3 bis zu 10 Mio). Es spricht nichts dagegen, dass Mikroorganismen bis zu 7km unter dem Meeresboden leben können. (171-173) All diese Erkenntnisse unterstützen die Hypothese, dass die ersten Lebensformen eher unterseeisch und unterirdisch entstanden sind, geschützt vor der Unwirtlichkeit kosmischer Einschläge, ultravioletter Strahlung und Vulkanausbrüchen. Außerdem waren alle notwendigen Elemente wie z.B. Wasserstoff, Methan, Ammoniak, Wasserstoff-Sulfid im Überfluss vorhanden. (173f) Untersuchungen zur Energiebilanz zeigen, dass in der Umgebung von heißen unterirdischen Quellen speziell im Bereich 100-150 C^o sehr günstig ist.(174f) Zusätzlich deuten genetische Untersuchungen zur Abstammung darauf hin, dass gerade die Archäen-Mikroorganismen zu den ältesten bekannten Lebensformen gehören, die sich z.T. nur sehr wenig entwickelt haben. Nach all dem wären es dann diese hyperthermophilen Mikroorganismen , die den Ursprung aller biologischen Lebensformen markieren. Immer mehr Entdeckungen zeigen eine wachsende Vielfalt von Mikroorganismen die ohne Licht, in großer Tiefe, bei hohen Temperaturen anorganische Materialien in Biomasse umformen. (175-183)

  8. Wie Leben wirklich begann lässt sich bislang trotz all dieser Erkenntnisse nicht wirklich klären. Alle bisherigen Fakten sprechen für den Beginn mit den Archäen, die sich horizontal in den Ozeanen und in der Erdkruste in einem Temperaturbereich nicht höher als etwa 120 C^o (oder höher?) ausbreiten konnten. Irgendwann muss es dann einen Entwicklungssprung in die Richtung Photosynthese gegeben haben, der ein Leben an der Oberfläche ermöglichte. (183-186)

  9. Kap.8 ‚Mars: Red and Dead‘ (SS.187-220). Diskussion, ob es Leben auf dem Mars gab bzw. noch gibt. Gehe weiter darauf nicht ein, da es für die Diskussion zur Struktur und Entstehung des Lebens keinen wesentlichen Beitrag liefert.

  10. Kap.9 ‚Panspermia‘ (SS.221-243). Diskussion, inwieweit das Leben irgendwo im Weltall entstanden sein kann und von dort das Leben auf die Erde kam. Aber auch hier gilt, neben der Unwahrscheinlichkeit einer solchen Lösung würde es die Grundsatzfragen nicht lösen. (siehe auch Davies S.243))

  11. Kap.10 ‚A Bio-Friendly Universe‘ (SS.245-273). Angesichts der ungeheuren molekularen Komplexität , deren Zusammenspiel und deren Koevolution steht die Annahme einer rein zufälligen Entwicklung relativ schwach da. Die Annahme, dass die Komplexität durch die impliziten Gesetzmäßigkeiten aller beteiligten Bestandteile ‚unterstützt‘ wird, würde zwar ‚helfen‘, es bleibt aber die Frage, wie. (245-47) Eine andere Erklärungsstrategie‘, nimmt an, dass das Universum ewig ist und dass daher Leben und Intelligenz schon immer da war. Die sich daraus ergebenden Konsequenzen widersprechen den bekannten Fakten und erklären letztlich nichts. Davies plädiert daher für die Option, dass das Leben begonnen hat, möglicherweise an mehreren Orten zugleich. (247-250)
  12. Im Gegensatz zu Monod und den meisten Biologen, die nur reinen Zufall als Entstehungsform annehmen, gibt es mehrere Vertreter, die Elemente jenseits des Zufalls annehmen, die in der Naturgesetzen verankert sind. Diese wirken sich als ‚Präferenzen‘ aus bei der Bildung von komplexeren Strukturen. (250-254) Dem hält Davies aber entgegen, dass die normalen Naturgesetze sehr einfach sind, schematisch, nicht zufällig, wohingegen die Kodierung des Lebens und seiner Strukturen sich gerade von den chemischen Notwendigkeiten befreit haben, sich nicht über ihre materiellen Bestandteile definieren, sondern über eine frei (zufällig) sich konfigurierende Software. Der Rückzug auf die Präferenzen ist dann möglicherweise kein genügender Erklärungsgrund. Davies hält die Annahme eines ‚Kodes im Kode‘ für nicht plausibel. (254-257) Wie aber lässt sich das Problem der biologischen Information lösen? (257f) Grundsätzlich meint Davies, dass vieles dafür spricht, dass man ein ‚Gesetz der Information‘ als genuine Eigenschaft der Materie annehmen muss. (258f) Davies nennt dann verschiedene Theorieansätze zum möglichen Weiterdenken, ohne die gedanklichen Linien voll auszuziehen. Er erinnert nochmals an die Komplexitätstheorie mit ihrem logischen Charakter, erinnert an die Quantenstruktur der Materie, die Dualität von Welle (Information? Software?) und Teilchen (Hardware?) und ‚Quasikristalle‘, die auf den ersten Blick periodisch wirken, aber bei näherer Analyse aperiodisch sind. (259-263)
  13. Eine andere Frage ist die, ob man in der Evolution irgendeine Art von Fortschritt erkennen kann. Das Hauptproblem ist, wie man Fortschritt definieren kann, ohne sich in Vorurteilen zu verfangen. Vielfach wird der Begriff der Komplexität bemüht, um einen Anstieg an Komplexität zu konstatieren. Stephen J.Gould sieht solche Annahmen eines Anstiegs der Komplexität sehr kritisch. Für Christian de Duve hingegen erscheint ein Anstieg von Komplexität klar. (264-270)
  14. In den Schlussbemerkungen stellt Davies nochmals die beiden großen Interpretationsalternativen gegenüber: einmal die Annahme einer Zunahme der Komplexität am Beispiel von Gehirnen und daran sich knüpfenden Eigenschaften aufgrund von impliziten Präferenzen oder demgegenüber die Beschränkung auf reinen Zufall. Im letzteren Fall ist das Auftreten komplexer Lebensformen so hochgradig unwahrscheinlich, dass eine Wiederholung ähnlicher Lebensformen an einem anderen Ort ausgeschlossen erscheint. (270-273)
  15. [Anmerkung: Am Ende der Lektüre des Buches von Davies muss ich sagen, dass Davies hier ein Buch geschrieben hat, das auch ca. 13 Jahre später immer noch eine Aussagekraft hat, die die gewaltig ist. Im Detail der Biochemie und der Diskussion der chemischen Evolution mag sich das eine oder andere mittlerweile weiter entwickelt haben (z.B. ist die Diskussion zum Stammbaum fortgeschritten in einer Weise, dass weder die absolute Datierung noch zweifelsfrei ist noch die genauen Abhängigkeiten aufgrund von Genaustausch zwischen den Arten (vgl. Rauchfuß (326-337)]), doch zeigt Davies Querbeziehungen zwischen vielen Bereichen auf und bringt fundamentale Konzepte zum Einsatz (Information, Selbstorganisation, Autokatalyse, Komplexitätstheorie, Quantentheorie, Thermodynamik, algorithmische Berechenbarkeit ….), die in dieser Dichte und reflektierenden Einbringung sehr selten sind. Sein sehr kritischer Umgang mit allen möglichen Interpretationen ermöglicht Denkansätze, stellt aber auch genügend ‚Warnzeichen‘ auf, um nicht in vorschnelle Interpretationssackgassen zu enden. Eine weitere Diskussion des Phänomen Lebens kann an diesem Buch schwerlich vorbei gehen. Ich habe auch nicht den Eindruck, dass die neueren Ergebnisse die grundsätzlichen Überlegungen von Davies tangieren; mehr noch, ich kann mich des Gefühls nicht erwehren, dass die neuere Diskussion zwar weiter in ‚Details wühlt‘, aber die großen Linien und die grundlegenden theoretischen Modelle nicht wirklich beachten. Dies bedarf weiterer intensiver Lektüre und Diskussion ]
  16. [ Anmerkung: Ich beende hiermit die direkte Darstellung der Position von Davies, allerdings beginnt damit die Reflektion seiner grundlegenden Konzepte erst richtig. Aus meiner Sicht ist es vor allem der Aspekt der ‚logischen Strukturen‘, die sich beim ‚Zusammenwirken‘ einzelner Komponenten in Richtung einer höheren ‚funktionellen Komplexität‘ zeigen, die einer Erklärung bedürfen. Dies ist verknüpft mit dem Phänomen, dass biologische Strukturen solche übergreifenden logischen Strukturen in Form von DNA/ RNA-Molekülen ’speichern‘, deren ‚Inhalt‘ durch Prozesse gesteuert werden, die selbst nicht durch ‚explizite‘ Informationen gesteuert werden, sondern einerseits möglicherweise von ‚impliziten‘ Informationen und jeweiligen ‚Kontexten‘. Dies führt dann zu der Frage, inwieweit Moleküle, Atome, Atombestandteile ‚Informationen‘ ‚implizit‘ kodieren können, die sich in der Interaktion zwischen den Bestandteilen als ‚Präferenzen‘ auswirken. Tatsache ist, dass Atome nicht ’neutral‘ sind, sondern ’spezifisch‘ interagieren, das gleiche gilt für Bestandteile von Atomen bzw. für ‚Teilchen/ Quanten‘. Die bis heute nicht erklärbare, sondern nur konstatierbare Dualität von ‚Welle‘ und ‚Teilchen‘ könnte ein Hinweis darauf sein, dass die Grundstrukturen der Materie noch Eigenschaften enthält, die wir bislang ‚übersehen‘ haben. Es ist das Verdienst von Davies als Physiker, dass er die vielen chemischen, biochemischen und biologischen Details durch diese übergreifenden Kategorien dem Denken in neuer Weise ‚zuführt‘. Die überdimensionierte Spezialisierung des Wissens – in gewisser Weise unausweichlich – ist dennoch zugleich auch die größte Gefahr unseres heutigen Erkenntnisbetriebes. Wir laufen wirklich Gefahr, den berühmten Wald vor lauter Bäumen nicht mehr zu sehen. ]

 

Zitierte Literatur:

 

Mills,D.R.; Peterson, R.L.; Spiegelmann,S.: An Extracellular Darwinian Experiment With A Self-Duplicating Nucleic Acid Molecule, Reprinted from the Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol.58, No.1, pp.217-224, July 1997

 

 

Rauchfuß, H.; CHEMISCHE EVOLUTION und der Ursprung des Lebens. Berlin – Heidelberg: Springer, 2005

 

Einen Überblick über alle bisherigen Themen findet sich HIER

 

Ein Video in Youtube, das eine Rede von Pauls Davies dokumentiert, die thematisch zur Buchbesprechung passt und ihn als Person etwas erkennbar macht.

 

Teil 1:
http://www.youtube.com/watch?v=9tB1jppI3fo

Teil 2:
http://www.youtube.com/watch?v=DXXFNnmgcVs

Teil 3:
http://www.youtube.com/watch?v=Ok9APrXfIOU

Teil 4:
http://www.youtube.com/watch?v=vXqqa1_0i7E

Part 5:
http://www.youtube.com/watch?v=QVrRL3u0dF4
Es gibt noch einige andere Videos mit Paul Davies bei Youtube.