Die Entstehung von Leben

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Wie das erste Leben auf der Erde entstanden ist, ist wohl eine der kompliziertesten Fragen, die sich die Menschheit je gestellt hat.

Damit Ihnen klar wird, wie kurz der Zeitraum des ersten Menschenfundes, des Homo sapiens im Vergleich zur Entstehung der Erde ist, möchte ich Ihnen gerne eine interessante Darstellung zeigen, die von Herrn Professor Cypionka von der Uni Oldenburg stammt, der mir freundlicherweise schon mehrmals einige Fragen beantwortet hat. Ich habe diese Darstellung modifiziert und besonders die Zeit seit Beginn der ersten Nachweise von Leben etwas detaillierter beschrieben.

In dieser Darstellung wird der Zeitraum von der Entstehung des Universums bis heute in einen 24-Stunden-Tag gelegt.
Wie das Leben angefangen haben könnte

Erdgeschichte und Lebensgeschichte Mio. Jahre Tageszeit
0 – 24h
Urknall
1 5 0 0 0
00:00
Unsere Milchstraße
1 0 0 0 0
08:00
Sonnensystem, Erde, Mond
4 6 0 0
16:40
Sedimentgesteine mit Isotopenfraktionierung (Grönland) 
3 8 0 0
18:00
Biogene Sedimentgesteine, Mikrofossilien (Australien)
3 5 0 0
18:35
Gebänderte Eisensteine, Photosynthese
2 9 0 0
19:30
O2 in der Atmosphäre, einfache Einzeller mit Zellkern (Eukaryonten)
2 4 5 0
20:12
20% O2 in der Atmosphäre, Skelettragende Tiere
6 0 0
23:00
Landpflanzen
4 7 5
23:12
Dinosaurier ausgestorben
6 5
23:54
Mensch (Homo sapiens)
1
23:59:54
Altägyptische Pyramiden
 0, 0 0 5
23:59:59,712
Hundert Jahre
 0, 0 0 0 1
23:59:59,994

Es beginnt um 0 Uhr mit dem Urknall der noch nichts mit der eigentlichen Entstehung der Erde zu tun hatte, aber das Material lieferte, aus dem sich in 5 Milliarden Jahren die Milchstraße herausbildete und in weiteren 5,4 Milliarden Jahren unser Sonnensystem mit Erde und Mond.

Eine Wolke aus Gas und Staub formte den Grundkörper der Erde. Dieser wuchs stetig mit weiteren Gesteinsbrocken und nahm ihre vorläufige Form an.

Die richtige Größe, die optimale Entfernung zur Sonne, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, diese Verkettung unglaublicher Zufälle , hat dazu geführt, dass sich auf diesem einst wüsten Himmelskörper nach weiteren 1,1 Milliarden Jahren, nachdem die Erde inzwischen etwas abgekühlt war, das erste Leben entwickeln konnte.
So sah sie derzeit sicherlich nicht aus, sondern eher wie ein vollkommen blauer Planet.

Wäre die Erde nur 5% näher an der Sonne, wäre alles Wasser verdampft und kein Leben wäre möglich geworden, wäre sie kleiner, wie der Mars, wäre sie völlig erkaltet. Wäre sie größer, hätte heftiger Vulkanismus höheres Leben unmöglich gemacht.

Das zeigt die Einzigartigkeit unseres Planeten, der bis heute der einzige ist, von dem wir wissen, dass es Leben auf ihm gibt.

Mancher mag in dieser Verkettung unglaublicher Zufälle einen göttlichen Funken erkennen.

Mit dem wahrscheinlichen Auftreten der ersten Lebewesen vor etwa 3,5 Milliarden Jahren sind wir auf unserer 24- Stunden- Uhr jetzt bereits bei 18:35 Uhr angelangt.

Wie es dazu kam, wissen wir nicht genau, aber nach derzeitiger Kenntnis nahm das Leben seinen Anfang mit einem Molekül aus der Tiefsee. Moleküle sind Gruppen von mindestens 2 Atomen.
Dort waren viele Moleküle, aber dieses eine hatte als Erstes eine besondere Eigenschaft: Es konnte Material aus seiner Umgebung einsammeln und dazu nutzen, eine Kopie seiner selbst herzustellen. Diese Kopie erzeugte wiederum neue Kopien. Wenig später gab es schon viele von ihnen und sie kopierten sich immer weiter.

Da die Kopien nie ganz exakt waren, tauchten manchmal neue Varianten auf. Wenn eine solche zufällige Veränderung dazu führte, dass das

Zwei Wassermoleküle, verbunden durch eine Wasserstoffbrücke


betreffende Molekül sich selbst schneller und effizienter kopieren konnte, vermehrten seine Kopien sich schneller als die anderen.

Wie die ursprünglichen Kopienhersteller aussahen, wissen wir nicht, aber mit ziemlicher Sicherheit ähnelten sie den Molekülen, die wir heute als RNA (Ribonukleinsäure) bezeichnen.
Diese Moleküle sind zusammen mit einer ganz ähnlichen Substanz, der DNA (Desoxyribonukleinsäure), für nahezu alles verantwortlich, was wir als „lebendig“ bezeichnen.

Das stärkste Indiz für die Theorie, dass das Leben in der Tiefsee in der Nähe von heißen Quellen entstanden ist, sind Archaebakterien .
In einer Archaeazelle bildet der allergrößte Teil der DNA ein ringförmiges Molekül. Bei Pilzen und den meisten vielzelligen Organismen finden wir in jeder Zelle mehrere Chromosomen.

Archaeen

Chromosomen sind Komplexe aus DNA, die in vielen Proteinen verpackt sind. Sie befinden sich in den Zellkernen der Lebewesen mit Zellkern (Eukaryonten), zu denen alle Tiere, Pflanzen und Pilze gehören. Eine menschliche Zelle enthält Geschlechtschromosomen ( XX oder XY) sowie 22 verschiedene Chromosomen, die jeweils in 2 Exemplaren vorhanden sind, denn Menschen pflanzen sich sexuell fort, und bei sexueller Fortpflanzung ist es das Entscheidende, dass jeder Nachkomme von jedem Elternteil ein Exemplar jedes Chromosoms mitbekommt.

 

Metaphasechromosomen

Archaebakterien vermehren sich wie andere Bakterien ungeschlechtlich: Die Zelle stellt eine Kopie ihrer DNA-Sequenz her, teilt sich dann so, dass jede Hälfte eine vollständige Kopie abbekommt, und die beiden Hälften wachsen wieder heran. Damit ist der Kreislauf geschlossen.

Es sind die ältesten Lebensformen, die wir heute kennen.

Alle Arten kommen nur in sehr unwirtlichen Biotopen wie im Sickerwasser von Kohlenhalden, in Geysiren oder eben in der Tiefsee vor.

Nach weiteren 1 Milliarde Jahren, es ist jetzt 20.12 Uhr, beginnt das spannendste Kapitel der Erdgeschichte.
Die Lebensbedingungen werden durch im Wasser heimische Cyanobakterien entscheidend verändert.

Diese winzigen Einzeller nutzen das Sonnenlicht zur Photosynthese und setzen dabei als Abfallprodukt Sauerstoff frei.

Den Cyanobakterien und ihrer massenhaften Sauerstoffproduktion ist es zu verdanken, dass sich das lebensspendende Gas in der Atmosphäre anreichern konnte.

Es gilt als ziemlich sicher, dass es ohne Sauerstoff heute kein höheres Leben auf der Erde geben würde.

Cyanobakterien

Durch die veränderte Atmosphäre konnten sich einfache Eukaryonten entwickeln, wahrscheinlich durch das Verschmelzen von 2 Zellen.

Der Zeiger unserer 24 Stunden Uhr geht sehr langsam voran und es entstehen dennoch in kurzer Folge, bezogen auf unsere 24-Stunden-Uhr, die ersten skeletttragenden Tiere, dann massenhaft Landpflanzen und entsprechend riesige Pflanzen- und Fleischfresser, die Dinosaurier.
Diese sind jedoch nach nur wenigen Mio. Jahren, 65 Millionen Jahre vor unserer Zeit, um 23:45 bereits wieder ausgestorben.

Etwa 4 Minuten später, vor 1,8 Mio. Jahren, begann die Verbreitung des Homo erectus von Afrika ausgehend. Vor rund 1 Mio. Jahren war die Ausbreitung des Menschen aus Afrika bereits in vollem Gang. Der Homo erectus hatte weite Teile Europas und Asien besiedelt. Anhand genetischer Marker ( Alu-Sequenzen der DNA ) wird geschätzt, daß die Population vor 1,2 Mio. Jahren bei nur 55.000 Individuen lag.
Wir haben es jetzt 23:59 und 54 Sekunden, also 6 Sekunden vor unserer heutigen Zeit auf unserer 24-Stunden Uhr. Seit dieser Zeit ist die Bevölkerungszahl bis heute auf etwa 7,35 Milliarden angewachsen, und diese Bevölkerung hat allein in den letzten hundert Jahren, das sind 0,006 Sekunden auf unserer Uhr, dafür gesorgt, dass 50 Prozent der Lebewesen auf unserem Planeten verschwunden sind, aus riesigen fruchtbaren Landflächen Wüsten entstanden und die Umweltbelastungen  durch Chemikalien, Schwermetalle, Öl, Dünger, Pestizide, Kohlendioxid, Stickoxid, Ammoniak,  Schwefeldioxid, Arzneimittel, Antibiotika, Kohlenwasserstoffe, radioaktive Stoffe, u.a.

inzwischen zu globalen Umweltzerstörungen geführt hat.

Es gibt eine Art von Lebewesen, die uns in der Vermehrungsrate deutlich überlegen ist, und deren sinnvolle Nutzung es möglich machen könnte, Hunger, Armut und Umweltzerstörung weltweit zu besiegen.

Das sind Mikroorganismen.
Allein die Zahl der Arten von ihnen auf unserem Planeten liegt schätzungsweise bei mehreren Milliarden. Nur ein sehr kleiner Anteil von ihnen wurde bisher entdeckt und klassifiziert.

In einem Liter Meerwasser können 20.000 unterschiedliche Arten von Mikroorganismen leben.

Dieses riesige Meer von Mikroorganismen treibt wichtige geochemische Stoffumsetzungen an und trägt dazu bei, die Erde für uns und für alle anderen Lebewesen bewohnbar zu halten.

Obwohl der Nutzen und die Möglichkeiten des Einsatzes von Mikroorganismen und auch anderer umweltfreundlicher Techniken vielen Wissenschaftlern bekannt sind und sie in einigen Bereichen bereits erfolgreich eingesetzt werden, überwiegen nach wie vor umweltzerstörerische Praktiken der Bodenbearbeitung, Energiegewinnung und Nahrungsmittelproduktion

Längst vorhandene technische Möglichkeiten, zu denen wesentlich der stärkere Einsatz von Mikroorganismen gehören sollte, bleiben ungenutzt, weil sie nicht dem individuellenGewinnstreben von Industrieunternehmen und Banken dienen. Grenzenloses Wirtschaftswachstum (bis die Umwelt stirbt) ist bei den Politikern der Industrienationen, egal welcher politischen Ausrichtung, der einzige Plan, auf den gesetzt wird. Wenn es die Menschheit nicht schafft, andere Wege zu gehen, werden wir mit Sicherheit nicht einmal mehr Bruchteile von Sekunden auf unserer 24-Stunden Uhr zur Verfügung haben, um den Fortbestand menschlichen Lebens in einer lebenswerten Umwelt zu sichern.

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