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Leben (Biologie)


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Dieser Artikel befasst sich mit dem Leben naturwissenschaftlicher Perspektive;
auf weitere Gesichtspunkte weisen die Begriffsklärungs-Artikel Leben (Begriffsklärung) hin.

Allgemein ist das Leben als das komplizierte Zusammenspiel meist organischer chemischer Verbindungen eines offenen Systems mit physikalischen und chemischen Wechselwirkungen mit Umwelt definiert.

Zur Zeit kann die Biologie zur von Leben nur einen Satz von Merkmalen die erst in ihrer Gesamtheit ein Lebewesen Einige dieser Merkmale findet man auch bei physikalischen und chemischen Systemen.

Kennzeichen Beispiel Lebewesen Beispiel Nicht-Lebewesen
Energieaustausch mit der Umgebung :
Aufnahme Pflanzen nehmen Lichtenergie auf ( Photosynthese ) Felsen nehmen am Tag Wärmeenergie auf
Abgabe Säugetiere geben Wärmeenergie ab und geben sie in der Nacht wieder
Stoffaustausch mit der Umgebung
Aufnahme Nahrungsaufnahme Betanken eines Autos mit Benzin
Abgabe Tiere geben Kohlenstoffdioxid ab Abgase des Autos
Stoffwechsel (chemische Umwandlung von Stoffen) alle Lebewesen (außer Viren Viroide und Prionen) brennende Kerze
Empfangen von Information Pflanzen bestimmen den Sonnenstand Belichtungsmesser des Fotoapparates misst Lichtstärke
Senden von Information Warntracht der Wespen Verkehrsampel
Reaktion auf Umweltveränderungen
. Pflanzen richten ihre Blätter nach dem Sonnenstand aus Fahrkartenautomat
Wachstum
Volumenzunahme Eine Hefezelle nimmt nach der Zellteilung an Volumen zu Wachstum eines Kochsalz - Kristalls
Zellteilung Stammzellen des Knochenmarkes --
. Die durch Zellteilung entstandenen Zellen sind ihrer ähnlich Bei technischen Systemen noch nicht ausgereift aber möglich; sich selbst reporduzierende Computerprogramme sind Praxis.
stoffliche Grundlage
Grundbausteine Biomoleküle verschieden
Informationsträger DNS RNS verschieden

Eine weitere Eigenschaft von Lebewesen ist Anpassungsfähigkeit die in ihrer Fähigkeit auf äußere innere Reize zu reagieren begründet ist.

Lebewesen haben einen Zeitablauf : Sie werden geboren sie wachsen sie sich sie altern und sterben.

(Bei vielen Einzellern ist potentielle Unsterblichkeit da aus einer Mutterzelle ohne Substanzverlust zwei hervorgehen.

  • Entstehung aus einem anderen Lebewesen
  • Wachstum
  • Fortpflanzung
  • Krankheit
  • Altern
  • Sterben
  • Tod

Inhaltsverzeichnis

Definition

  1. Auf alle lebenden Organismen (Lebewesen) müssen zumindest auf der Ebene Zelle alle Kennzeichen zutreffen.
  2. Tote Organismen wiesen in ihrer Vergangenheit alle Kennzeichen
  3. Latentes Leben haben Organismen die zwar nicht alle aufweisen also toten Organsimen oder unbelebten Gegenständen sind jederzeit aber zu lebenden Organsimen werden ( Beispiele : Sporen von Bakterien oder Pilzen).
  4. Unbelebte Gegenstände zeigen zur Zeit ihrer Existenz nicht Kennzeichen.

Aufbau von Lebewesen

Alle Lebewesen ( Pflanzen Tiere Pilze Bakterien Archaebakterien und Protisten ) sind aus Zellen aufgebaut. Sowohl die einzelne Zelle als die Gesamtheit der Zellen (eines mehrzelligen Organismus ) sind strukturiert das heißt sie bilden kompliziert aufgebautes System.

Lebewesen enthalten u.a.

Biologisches Leben benutzt vorwiegend Wasser und Kohlenstoff . Neben dem Kohlenstoff als Hauptelement im kommen noch die Elemente Wasserstoff (H) Sauerstoff (O) Stickstoff (N) Natrium (Na) Kalium (K) Chlor (Cl) Phosphor (P) Schwefel (S) Jod (J) Eisen (Fe) Kupfer (Cu) Selen (Se) und einige andere in Lebewesen Diese Elemente sind insbesondere im Meer in Form vorhanden und damit Lebewesen leicht zugänglich.

Die häufig in der Erdkruste vorkommenden Elemente Silizium und Aluminium werden aufgrund ihrer schlechten nicht oder nur geringfügig als Bausteine des benutzt. Edelgase und alle Elemente schwerer als das (Atomgewicht 34) sind keine Bausteine des Lebens sind sogar schädigend für Lebewesen.

Evolution

Die Entwicklung der verschiedenen Arten von wird in der Evolutionstheorie behandelt. Dieser von Charles Darwin begründete Zweig der Biologie erklärt die der Lebensformen durch Variation Mutation Vererbung und Selektion .

Die Evolutionstheorie behandelt die Veränderung von Lebensformen im der Zeit und die Entstehung der ersten Hierzu gibt es eine Reihe von Konzepten Hypothesen (z.B. RNS Welt s.a. Chemische Evolution ) gibt. Die ältesten bisher gefundenen fossilen Spuren von Lebewesen sind mikroskopische 'Fäden' als Überreste von Cyanobakterien gelten. Allerdings werden diese in 3 Mrd. Jahren alten Gesteinen gefundenen Ablagerungen nicht allgemein als Spuren Leben angesehen.

Einige neuere Ansätze zur Evolutionstheorie gehen aus dass einzelne Gene "egoistisch" (Egoistische Gene) Hiermit soll ausgedrückt werden dass der Prozess Evolution nicht die Art sondern nur die Information weiterzugeben sucht. Beispielsweise lässt es sich verstehen dass bei einigen Arten (Löwen Schimpansen) Männchen Jungtiere von anderen Männchen töten um schneller mit der Mutter paaren zu können. töten von Jungtieren steht dabei der Erhaltung Art eindeutig entgegen es erhöht aber die dass die Gene des neuen Männchens weitergegeben und nicht die des älteren. Selbstverständlich soll bezeichnung "egoistisch" nicht wörtlich verstanden werden es den Genen kein Bewusstsein unterstellt vielmehr handelt sich um die Klarstellung dass letztlich nicht Erhaltung der Art sondern die der Gene ist.

Grenzfälle biologischen Lebens: Viren

Viren sind bei strenger Auslegung der Definition Leben keine Lebewesen da sie sich weder fortpflanzen noch wachsen noch einen Stoffwechsel haben. sind sie dazu fähig sich durch Mutation äußere Einflüsse anzupassen und ihre Erbinformationen weiter geben.

Die Existenz der Viren könnte zeigen es in der Lebensentstehung einen Übergang von nicht lebendig" zu "lebendig" gegeben haben kann. könnten sich die Viren auch aus "Echten" wie den Bakterien entwickelt haben.

Je näher man an der Grenze Lebens kommt desto unschärfer wird sie. Viren sich beispielsweise kristallisieren . Sie bestehen aus Proteinhülle und Nukleinsäurekern. gibt unter geeigneten Versuchsbedingungen die Degeneration von zu Viroiden. Viroide bestehen dann nur noch vermehrungsfähiger Nukleinsäure. Man könnte diese Viroide als Viren bezeichnen.

Mischt man solche Viroide und ihre in einem Gefäß dem man dauernd frische und Aminosäuren hinzufügt so vermehren sich die schneller als die echten Viren. Um infektiös bleiben ist die Proteinhülle für sie nicht nötig. Aus dem Virus genom geht der Teil der die Hülle verloren.

Mittlerweile ist es gelungen die Sequenz Kinderlähmungsvirus in einem DNS-Syntheseapparat künstlich zu erzeugen. die gleiche weise hat man bereits viele DNS- und RNS-Absccnitte für gentschnische Experimente erzeugt). DNS-Strang hat man dann in Zellen eingeschleust es entstanden komplette künstliche Polioviren.

Andere Lebens-Verständnisse (aus biologischer Sicht)

Leben und Religion

Unterschiedliche Religionen sehen im Leben eine von unbelebter Materie zu unterscheidende Daseinsform die nur aufgrund Intervention entstanden sein kann. Das Leben (oder das menschliche Leben) wird dann oft als besonderes ( Heiliges ) angesehen.

Die Naturwissenschaften hingegen versuchen die Lebensentstehung ohne den übernatürlicher Faktoren zu erklären und bieten dazu Theorien der präbiotischen chemischen Evolution an. Bestimmte Naturwissenschaftler lehnen daher diese ab.

Die Vorstellung vieler Religionen vom Ewigen Leben kann aufgrund des unausweichlichen biologischen Todes wissenschaftlich behandelt werden. Auch das gesamte Leben der Erde findet durch die ständig ansteigende Temperatur Sonne sein unausweichliches Ende.

Die Ansicht vieler Religionen Leben oder Leben sei heilig und daher prinzipiell erhaltenswürdig ist nicht der Biologie begründbar. In der Biologie sind bekannt die nur so lange überleben bis sich fortgepflanzt haben. Hier scheint die Erhaltung genetischen Codes einer Art das Hauptziel der zu sein. Das einzelne Individuum ist ein dieser Fortpflanzungsstrategie aber es wird nach Erfüllung biologischen Funktion weniger wichtig. Es altert und

Historische Vorstellungen von Leben

Die Komplexität von Lebewesen und insbesondere vielen im Mikroskopischen verborgenen Vorgänge haben in Vergangenheit immer zu relativen und relativierbaren Erkenntnissen das biologische Leben geführt. Diese Relativität kann für die Gegenwart nicht ausgeschlossen werden.

In Anlehnung an religiöse Vorstellungen wurde dass es 'belebte' und 'unbelebte' Materie gebe. Vorstellung spiegelt sich noch in der Wortwahl organische Chemie " und " anorganische Chemie " wieder. Heute ist jedoch bekannt dass organische Substanz aus anorganischen Bestandteilen hergestellt werden (Erstmals: Harnstoffsynthese durch Wöhler).

Eine andere historische Vorstellung besagte dass sich aus Unbelebtem immer wieder neu bildet in einem Heu-Wasseraufguss. Louis Pasteur konnte dieses experimentell widerlegen.

Lange Zeit wurde die Auffassung vertreten im Zellsaft im Protoplasma eine besondere Lebenskraft stecken würde.

Zitate

  • "Rücken wir bis an die letzten Grenzen an denen es noch Elemente mit dem der Totalität oder wenn man will der gibt so bleiben wir bei den Zellen ... Ich kann nicht anders sagen als sie die vitalen Elemente sind aus denen die Gewebe die Organe die Systeme das Individuum zusammensetzen". Rudolf Virchow
  • "Leben ist wenn eine Entität von sich Kopie aufgrund von Teilen herstellen kann die sehr viel einfacher sind als sie selbst." Woese
  • Bernard Korzeniewski: "Ein Netzwerk aus unteren negativen die einem höheren positiven Feedback untergeordnet sind." ist ein System beschrieben das keineswegs einzelne Lebewesen als Leben kennzeichnet sondern ganz allgemein so verhält dass es seine Identität aufrechterhält reproduziert.
  • "Omne vivum e vivo" Alles Leben stammt Leben ab. Pasteur . Lebewesen können unter den derzeit herrschenden auf der Erde nicht spontan aus unbelebter entstehen. Die spontane Lebensentstehung auf der Erde den Bedingungen der Uratmosphäre wird damit allerdings ausgeschlossen.

Außerirdisches Leben

In Gesteinen vom Planeten Mars wurden Spuren gefunden die als versteinerte gedeutet werden können. Zwar ist es ziemlich ob diese Bakterien wirklich welche sind aber kann davon ausgehen dass dies von jedem bestätigt werden würde der nicht weiß dass Stein vom Mars stammt. (siehe auch UFO und Exobiologie ).

Gedanken zum Thema 'Leben'

Leben ist ein offenes dynamisches System ist in ständiger Interaktion mit der Umwelt.

Vorschlag einer Definition die Viren und Hüpfende Gene ( Transposons ) mit einschließt: Das Leben ist durch selbst reproduzierende Moleküle gekennzeichnet. Auf der Erde sind dies DNS und RNS . Komplexer entwickeltes Leben umfasst Aufbau und einer künstlichen Umgebung zur verbesserten Selbstreproduktion (Zelle). Evolution beruht auf der Konkurrenz der selbstreproduzierenden um die Rohstoffe zur Selbstreproduktion.

Es gibt Dauerformen des Lebens beispielsweise die sehr widrige Umwelteinflüsse wie starke Trockenheit und Kälte überstehen können.

Leben in seiner vorhandenen komplizierten Form der Säugetiere ist wahrscheinlich nicht künstlich erzeugbar da Großtiere aus Millionen einzelner Zellen bestehen.

Erfolgreichste Tierart auf der Erde : Antarktischer Krill Euphausia superba mit einer Biomasse von wahrscheinlich über Millionen Tonnen.

Nicht-Biologische Systeme

Feuer

Das Feuer es entspricht fast allen des Lebens:

Es hat einen Stoffwechsel welcher grundsätzlich selbe ist wie bei jeder anderen Form Lebens die wir kennen nämlich die Oxidation Kohlenwasserstoff - Verbindungen zu Kohlendioxid wobei Energie in form von Wärme entsteht.

Es wächst und pflanzt sich fort es genährt wird.

Und es reagiert auf äußere Einflüsse.

Und doch ist Feuer kein Lebewesen es keinen Körper besitzt.

Künstliches Leben

Die Frage nach künstlichem Leben ist
  1. die Herstellung eines bekannten Lebewesens im Labor
  2. die Herstellung neuer Lebensformen.

1. Obwohl man nicht erwartet mehrzellige in naher Zukunft zu erzeugen ist es gelungen den Polio-Virus im Labor herzustellen. Damit es zwar gelungen ein biologisches System zu Es konnte aber dabei nicht einmal auf Mithilfe von Zellen verzichetet werden. Viren zeigen ale Kenzeichen der Lebewesen sind damit also defintionem kene Lebewesen.

2. Es gibt Vorstellungen dass komplexe künstliche Intelligenz und künstliches Leben zeigen können KI und KL ).

Simulationen von Lebensäußerungen

Conways Game of Life ist ein Beispiel für die Simulation Populationsentwicklung


Links und Literatur


Siehe auch:

Portal Lebewesen



Bücher zum Thema Leben (Biologie)

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