(4) Fragen zur Entstehung und den Grundprozessen des Lebens. Nachtrag. Theorien zur primären Biogenese Was macht Frauen attraktiv?

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1 Fragen zur Entstehung und den Grundprozessen des Lebens (4) Theorien zur primären Biogenese Was macht Frauen attraktiv? Nachtrag Lamarck

2 Astronomie Kleiner Bruder für Sagittarius A* Zweites Schwarzes Loch in der Milchstraße entdeckt Ein französisch-amerikanisches Forscherteam hat in der Milchstraße Hinweise auf ein zweites Schwarzes Loch entdeckt. Es ist zweitausendmal leichter als Sagittarius A*, das bisher bekannte erste Schwarze Loch, um das unsere Milchstraße kreist. Das Himmelsobjekt mit dem Namen IRS 13E ist offenbar das Zentrum einer Gruppe von sieben Sternen, berichtet der Online-Dienst der Fachzeitschrift Nature. Jean-Pierre Maillard vom Institut für Astrophysik in Paris hatte mit Kollegen einen sehr hellen Fleck namens IRS 13 im Zentrum der Milchstraße, unserer Heimatgalaxie, genauer untersucht. Von diesem glaubten Astronomen bisher, es würde sich dabei um ein einzelnes Objekt handeln. Infrarotmessungen des Gemini-Observatoriums in Hawaii zeigten aber, dass es sich um einen rotierenden Cluster aus sieben Sternen handelt. Mithilfe weiterer Daten der Weltraumteleskope Hubble und Chandra berechneten die Wissenschaftler aus der einheitlichen Bewegung der Sterne, dass sie offenbar um ein mittelschweres Schwarzes Loch kreisen. Es wiegt das 1300fache der Sonne und bewegt sich spiralförmig mit 280 Kilometern pro Sekunde auf seinen gewaltigen Verwandten Sagittarius A* zu. Wissenschaftler hatten bereits beobachtet, dass IRS 13 starke Röntgenstrahlen aussendet ein verräterischer Hinweis auf ein Schwarzes Loch. Da ist in der Galaxie mehrere weitere Quellen gibt, die Röntgenstrahlen aussenden, verstecken sich dahinter möglicherweise weitere kleine Schwarze Löcher. Diese Theorie ist bisher aber nicht bewiesen. Erst vor drei Jahren hatten Forscher bestätigt, dass sich im Zentrum unserer Galaxie das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A* befindet. Es ist 2,6 Millionen Mal schwerer als die Sonne. Schwarze Löcher lassen sich nur indirekt beobachten, etwa anhand der Umlaufbahn von Sternen. Ihren Namen haben sie aufgrund ihrer gewaltigen Anziehungskraft: Sie ist so stark, dass sogar Licht geschluckt wird. Die Originalveröffentlichung der Forscher um Jean-Pierre Maillard ist im Fachjournal Astronomy & Astrophysics (DOI: / : ) erschienen. ddp/bdw Barbara Witthuhn wissenschaft.de, komedia GmbH 2004 Homunculus Ist die Reproduzierbarkeit der Entstehung des Lebens erstrebenswert? 2

3 Homunculus Der 'Fortschritt' ist nicht aufzuhalten ist Dolly verfrüht sehr altersschwach Das Leben Das Leben kommt auf alle Fälle aus einer Zelle, doch manchmal endet's auch in einer solchen - bei Strolchen. Heinz Erhardt 3

4 Theorien zur Entstehung des Lebens Das Leben Ursuppe Darwin: "little warm pond" Oparin 1924 bzw. Haldane 1929 ( 60 Jahre nach Darwin und Pasteur) Apparat von Miller und Urey, 1953 Chemische Evolution: Energie (Blitze, Wärme, UV- Strahlung...) H 2, CO 2, CH 4, NH 3, H 2 O fi Teer, div. organische Verb., Aminosäuren, wenige Nukleotide (Adenin), Fettsäuren, Porphyrine, Nicotinamid Polymere: Polyaminsäuren (Peptidbindungen) durch Erhitzen trockener Aminosäuren ("Proteinoide") "lange Zeit günstige Bedingungen für die Entstehung von Leben" => Heterotropher Stoffwechsel (Leben mit organischen Verbindungen als Energie und Kohlenstoffquellen) 4

5 Ursuppe Heutige Annahme: Atmosphäre nur schwach reduzierend: H 2 flüchtig, CH 4 und NH 3 reagieren unter UV, sehr verdünnte Suppe Coazervate (flüssige Ausfällung, Oparin): Bildung von sphärischen Individuen, in denen Stoffwechsel und Wachstum, evtl. sogar Teilung ablaufen können Ursuppe: chemische Basis der Zelle Organisch bedeutet nicht 'auf biotischem Wege gebildet' Begriff irreführend! Galaxien Wo und wie entstand das Leben? (0) Galaxien-Typ, Zeit Physikalische Randbedingungen 5

6 Tümpel Wo und wie entstand das Leben? (1) Tümpel Kugelform der Zelle Wo und wie entstand das Leben? Radioaktivität (2) Leben aus radioaktiven Quellen Martell EA (1992) Radionuclide-induced evolution of DNA and the origin of life. J Mol Evol 35: Artesische Grundwasser-Quellen mit >10 4 Bq l -1 ( 222 Radon), ph 5-8, C, lange stabil, Entstehung org. Monomere, Strahlungsresistenz als Basis der Selektion: Degeneration des genetischen Codes (Deinococcus radiodurans überlebt 6 * 10 6 rad) Erklärung der Chiralität org. Moleküle aus γ-strahlung!? Warme Quellen Radioaktivität liefert Energie für das Leben 6

7 Hitze Wo und wie entstand das Leben? (3) Meeresgrund Hitze, Molekülketten Wo und wie entstand das Leben? (4) Leben aus Tröpfchen Tröpfchen Woese CR (1979) A proposal concerning the origin of life on the planet Earth. J Mol Evol 13: Erdoberfläche >100 C, trocken, Wolken, Staubstürme, starke Verwirbelung ("Reflux-Säulen"), Salzwasserwolken, Tröpfchen akkumulieren innen Salz und polare Verbindungen, und an der Oberfläche lipophile Verbindungen, (UV-)Strahlung als Energie => Phototropher Stoffwechsel? Hydrolyse von Makromolekülen durch UV-Bestrahlung Lebensdauer eines Tröpfchens Indivdualität Sterilisation an der Erdoberfläche (Pyrolyse) Wolken Lichtenergie 7

8 Wo und wie entstand das Leben? (5) Minerale Leben von der Oberflächen von Mineralen Cairns-Smith AG (1985) Seven clues to the origin of life. Cambridge University Press Tonpartikel absorbieren selektiv organische Substanz Wächtershäuser G (1988) Before enzymes and templates: Theory of surface metabolism. Microbiol Rev 52: Oberflächen Katalyse Zweidimensionale anionische organische Monolayer gebunden an positiv geladene Oberflächen (z.b. Pyrit oder Eisensulfid) Pyrit niedrige Konzentrationen organischer Stoffe chemoautotrophes Wachstum über freie Oberflächen, Selektion von polyanionischen Stoffen, Reproduktion durch autokatalytische Bildung von Coenzymen "Laminar-Organismen" Chemische Energie zweites Stadium: semizelluläre Wesen durch Lipidschicht, die innen organische Verbindungen anreichert, danach Entwicklung von membrangebundenen Elektronentransport-Systemen, Elektronentransport, Photosynthese erst in einem dritten Stadium, wird die Pyritoberfläche nicht mehr gebraucht (auch der genetische Apparat entsteht an Oberflächen, sogar auch die Chiralität organischer Moleküle) 8

9 Was war zuerst da, die Henne oder das Ei? RNA ist Träger genetischer Information und weist katalytische Fähigkeiten auf RNA world Funktion, Katalyse und Informationsverarbeitung (Hypercyclus demnächst...) Was macht Frauen attraktiv? Attraktivität Was Frauen intelligent macht, ist offenbar leicht zu erklären! 9

10 Was macht Frauen attraktiv? Attraktivität (1) Größe Was macht Frauen attraktiv? Attraktivität (2) Proportion Gewicht zu Größe 10

11 Attraktivität Was macht Frauen attraktiv? (3) Der Duft Das ewig Weibliche zieht uns hinan... Was macht Frauen attraktiv? Attraktivität (4) Alkohol im Kopf des Betrachters Ich trinke, also bin ich. 11

12 Was macht Frauen attraktiv? Attraktivität (5) Die schönste Frau existiert ohnehin nur virtuell. Sind nicht alle nur in meinen Vorstellungen existent? Und der Traumprinz? Traumprinz Die Frauen scheinen zufrieden :-)) 12

13 Wir neigen einfachen Erklärungen zu. Wir wollen simplifizieren. Newton: Nature is pleased with simplicity. Die Physiker suchen nach der Weltformel. 13

14 Intelligenztest Einfache Erklärungen Ergänzen Sie die Zahlenreihe 3, 4, 6, 9, = = = = = = = = = = Die einfachere Erklärung gilt als die bessere. Es gibt in der Biologie nun einmal keinen allgemein gültigen Weg, wie man etwas verstehen kann. Biologie ist das Gebiet, in dem das Beispiel alles ist. Es ist nicht Beispiel für irgendetwas anderes. Es ist, was es ist. Und zwar, weil es auf die Details ankommt. Sydney Brenner, Medizin-Nobelpreisträger