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Entstehung des Lebens auf der Erde

Entstehung und Entwicklung von Leben, Wahrscheinlichkeit für extraterrestrisches Leben
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Frank
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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von Frank » 10. Apr 2018, 11:29

seeker hat geschrieben:
10. Apr 2018, 10:54

Gegenfrage: Ist Musik wichtig?
Sollten wir unsere eng begrenzten Ressourcen nicht eher dafür einsetzen, dass wir Rohstoffe, oder was auch immer finden, um den Fortbestand einer explodierenden Menschheit in ein paar Jahrhunderten auch noch zu sichern, anstatt enorme Ressourcen und Gelder mit unnützen Tätigkeiten wie Musik, Tanz, Kunst, Filmen, Theater, usw. zu verschwenden? :devil:
Tja, deine Anwort zeigt doch mal wieder deutlich, dass wenn Zwei das gleiche tun, es doch am Ende nicht das Selbe ist. :wink:
Die von dir oben beschriebenen "Tätigkeiten"sind bei weitem nicht unnütz. Dienen doch viele davon der Fortpflanzung und dem sozialen Kontakt. Gerade bei der Erhaltung der eigenen Art gibt es keine Ressourcenschonung.
Oder hast du schonmal einen Kirschbaum im Frühjahr gesehen, der die Hälfte seiner Blüten sich dieses Jahr spart, um Ressourcen zu schonen?
Dein Vergleich hinkt da sehr, weil es hier um verschiedene Dinge geht..... :devil:

seeker hat geschrieben:
10. Apr 2018, 10:54
Bei der Frage um Leben im All, geht es um ganz zentrale Grundfragen des Menschen: Wer sind wir? Wo kommen wir her? Wo gehen wir hin?
Wenn wir aufhören die großen Fragen zu stellen, hören wir auf Menschen zu sein, ..........
Wenn hier etwas unnütz ist, dann die Frage , ob wir allein sind, oder nicht. Das ist völlig obsolet.
Auch die Hoffnung, dass bei der Entdeckung extraterrestrischen Lebens sich hier auf der Erde grundlegendes etwas ändern würde, ist Star Trek Utopie.
Wenn wir aufhören unsere ureigensten Triebe zu leben, dann hören wir auf Menschen zu sein.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 10. Apr 2018, 13:43

Frank hat geschrieben:
10. Apr 2018, 11:29
Die von dir oben beschriebenen "Tätigkeiten"sind bei weitem nicht unnütz. Dienen doch viele davon der Fortpflanzung und dem sozialen Kontakt. Gerade bei der Erhaltung der eigenen Art gibt es keine Ressourcenschonung.
Na, ich glaube, das mit der Vermehrung würde auch ohne klappen. Und gibt es nicht irgendwelche strenggläubige Muslime, wo Musik und Tanz verboten sind? Die sind auch noch nicht ausgestorben.
Frank hat geschrieben:
10. Apr 2018, 11:29
Wenn hier etwas unnütz ist, dann die Frage , ob wir allein sind, oder nicht. Das ist völlig obsolet.
Auch die Hoffnung, dass bei der Entdeckung extraterrestrischen Lebens sich hier auf der Erde grundlegendes etwas ändern würde, ist Star Trek Utopie.
Also ich glaube, du darfst hier nicht von dir auf die Allgemeinheit schließen.
Und wenn wir tatsächlich außerirdisches Leben finden würden, dann könnte man wenigstens hoffen, dass das gewissen fundamentalistischen religiösen Gruppen und auserwählten Völkern einen ordentlichen Dämpfer verpassen würde (wenngleich diese Hoffnung zumindest kurzfristig auch bei mir nicht allzu hoch ausfallen würde, gegen Ignoranz kann man kurzfristig wenig tun).
Es würde aber mindestens ändern wie der Durchschnitssmensch sich und die Welt und seinen Platz darin sieht, das auf jeden Fall. Und das hätte schon Auswirkungen.

Aber ernsthaft:
Das alles ist berechtigt, ob nun Kunst und Musik oder Weltraumforschung und auch die Suche nach Leben im Weltall, es kann hier nur um das rechte Maß gehen:
Wie viel der vorhandenen Ressourcen sollten wofür eingesetzt werden? Das ist eine reine Verteilungsfrage.
Hätte es z.B. in Hamburg ne Philharmonie für 800 Millionen Euro gebraucht? Hätte man damit nichts Sinnvolleres anfangen können? Hätten 100 Millionen dafür nicht gereicht?
Muss man große Autos fahren? Müssen in Hollywood jedes Jahr Milliarden aufgewendet werden um zu einem guten Teil damit schlechte Filme zu produzieren?
Muss Feuerwerk an Neujahr sein?
Braucht man andere Luxusgüter, wo doch woanders die Leute darben?
Darf man Schnitzel essen, solange noch woanders Leute verhungern?
usw.

Die Argumentation ist immer dieselbe. Und den einen interessierts und der eine braucht oder will es, der andere nicht.
Und am Ende gibt es immer irgendeinen Mittelweg, der nicht unbedingt demokratisch gewählt wird und der auch zu einem großen Teil nicht nach logisch-pragmatischen Effizienzkriterien gewählt wird. Vieles geschieht auch aus emotionalen Gründen und so lange sich genügend Menschen auch für die großen Fragen interessieren (was immer der Fall sein wird, so lange wir Menschen bleiben), wird es auch die Suche nach extraterrestrischen Lebensformen geben - und das ist gut so.
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Apr 2018, 14:34

seeker hat geschrieben:
10. Apr 2018, 13:43
Und wenn wir tatsächlich außerirdisches Leben finden würden, dann könnte man wenigstens hoffen, dass das gewissen fundamentalistischen religiösen Gruppen und auserwählten Völkern einen ordentlichen Dämpfer verpassen würde
Hallo seeker,

diesen Dämpfer sehe ich jetzt nicht, denn - ich beschränke mich jetzt auf die christlichen Religionen, die sich auf die Bibel berufen - schon jetzt (bzw. damals zur Zeit Jesu Christi) gibt es die Zweiteilung zwischen dem auserwählten Volk und den Heiden, die dann aber durch Jesu Christi Wirken - genau genommen erst etwas später zunächst vom Apostel Petrus und dann konsequent vom Apostel Paulus aufgehoben wurde.

Für Bewohner fremder Himmelskörper würde dann dasselbe gelten, das heisst, diese würden auch nicht zum auserwählten Volk gehören, sondern zu den Heiden, und wie gesagt ist diese Zweiteilung seit dem 1.Jahrhundert aufgehoben. Und wenn da fundamentalistische christliche Gruppen dagegenhalten wollen, so kann man diese problemlos mit der Bibel "auskontern", wobei dieses "Auskontern" im Rahmen eines interessanten Glaubensgespräches in christlicher Liebe geschehen wird.

Allerdings finde ich den naturwissenschaftlichen Aspekt bei weitem interessanter: haben diese ausserirdischen Lebensformen denselben genetischen Code, einen wenigstens ähnlichen (was auch immer "ähnlich" nun heissen soll) genetischen Code oder einen völlig anderen genetischen Code ?


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 15:14

Hallo seeker,
Vielleicht wäre es überraschend, falls es Leben dort gäbe, wenn die MO dann gerade nicht in der Lage wären N2 zu binden.
Sicher. :) Wenn dort etwas lebt, dann muss es irgendwie in der Lage sein, den zu nur 4 Prozent vorhandenen Stickstoff herauszufiltern und als Molekülbaustoff zu erschließen. Problematisch ist eben nur, dass man überhaupt erst einmal dahin kommen muss, das zu bewältigen. Die Verhältnisse in der Erdatmosphäre sind andere - und auch Sauerstoff gibt es dort in rauen Mengen! - so dass angewehte Bakterien von dort eher nicht in der Lage sind, mit dem völlig anderen Chemismus der Venusatmosphäre zurecht zu kommen.
Stickoxide entstehen immer in geringen Mengen, wenn Sauerstoff und UV-Licht anwesend sind
Na ja, mit freiem Sauerstoff sieht es in der Venusatmosphäre ja nun nicht gerade üppig gesegnet aus. Stickoxide erwarte ich dort eher nicht, da der Sauerstoff dort im CO2 und in der H2SO4 steckt - und damit so fest gebunden, dass er als Ressource für Nitratbildung nicht zur Verfügung steht. Auch UV-Strahlung kann da wenig bewirken, da das CO2 ebenfalls eine sehr stabile und reaktionsträge Verbindung ist, die sich nicht so einfach in die Elemente aufspalten lässt.
Prinzipiell kommt man auch hier vom Anhydrid (Phosphorpentoxid) zur Phosporsäure und ihren Salzen.
Wenn P4O10 in ein Schwefelsäuretröpfchen gerät, entzieht es dieser das Wasser, so dass daraus SO3 entsteht. Unter UV-Einfluss entsteht langfristig ein Gleichgewicht zwischen P4O10 und H2SO4, wobei die entstehende Phosphorsäure immer wieder aufgespalten wird, so dass sich die Schwefelsäure wieder rekombiniert. Phosphate können da nicht entstehen, weil es keine Metall-Ionen in den Wolken gibt. Aber selbst wenn - diese würden durch die Schwefelsäure wieder zersetzt werden in Sulfate und Phosphorsäure.
Arsen könnte den Phospor zu einem großen Teil substituieren
Dazu müssten zum einen nennenswerte Mengen an Arsen in den Wolken vorkommen und zum anderen - wie im Mono-Lake - in Konzentrationen, die die des Phosphors überschreiten. Und auch dann kann Phosphor nicht beliebig ersetzt werden, wie man aus Felisa Wolfe-Simons traurigem Schicksal weiß ... ;)
Aber man ist nie vor Überraschungen sicher
Ich habe auch nichts dagegen, dass man Proben sammelt und diese genauestens untersucht. Meine Erwartungen hinsichtlich eines Erfolgs bewegen sich allerdings gegen Null. Aber das ist nur meine Privatmeinung.
ich habe vor Jahren irgendwelche Berichte gelesen, wo behauptet wurde, es gäbe irdische MO, die solches mit überschaubaren künstlichen Veränderungen leisten könnten.
Ich kenne solche Berichte nicht, aber auch ich habe vor etlichen Jahren mal gelesen, dass man mit Cyanobakterien hier den CO2-Vorrat verstoffwechseln kann, um den Treibhauseffekt abzumildern. Danach könnte man ein paar Kometen abstürzen lassen, um Wasser wieder an die Oberfläche zu bringen, wo dann weiter Mikroben ansässig werden könnten. Ich glaube das war bei Carl Sagan - Blauer Punkt im All - in dem es um Terraforming von Mars und Venus ging. Na ja, das wäre eine Jahrtausend-Aufgabe ...
Das hätte die Eleganz, dass es dann wenigstens an der Stelle weniger mit Glück zu tun gehabt hätte.
Na, ich weiß nicht - die Mikroben müssten die Verfrachtung in den Orbit überstehen, dann das Überdauern in der Gesteinsmatrix und schließlich dann den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre mit nachfolgendem Aufprall in zufällig passende Habitate. Ist schon sehr glücklich, wenn man das mehrmals hintereinander erfolgreich hinbekommt ... ;)

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 15:17

Hallo Ralf,
haben diese ausserirdischen Lebensformen denselben genetischen Code, einen wenigstens ähnlichen (was auch immer "ähnlich" nun heissen soll) genetischen Code oder einen völlig anderen genetischen Code ?
Haben sie überhaupt DNA?

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Apr 2018, 15:48

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 15:17
haben diese ausserirdischen Lebensformen denselben genetischen Code, einen wenigstens ähnlichen (was auch immer "ähnlich" nun heissen soll) genetischen Code oder einen völlig anderen genetischen Code ?
Haben sie überhaupt DNA?
Hallo ATGC,

ich vermute ja. Natürlich ist das nur eine persönliche Einschätzung, die zunächst einmal nichts wert ist.

Schlussendlich läuft es auf die Frage hinaus, ob Leben immer "gleich" entsteht oder ob es da völlig unterschiedliche Mechanismen gibt.


Sterne beispielsweise sind meistens sehr ähnlich entstanden und haben einen entsprechenden ähnlichen Aufbau - und zwar unabhängig davon, ob sie sich in Sonnennähe, wenigstens in unserer Milchstrasse oder in fernen Galaxien befinden, und auch Planeten bestehen typischerweise aus Atomen und Molekülen und nicht aus exotischem Material. Natürlich ist das nun irgendwie trivial und folgt aus einfachen physikalischen Gesetzen.


Die Frage betreffend der Entstehung des Lebens ist nun die, ob dessen Entstehung ebenfalls "einfachen" physikalischen Gesetzen folgt oder ob es hier mehr Variantenreichtum gibt. Dies lässt sich aber erst klären, wenn sich weitere Lebensformen finden, die ausserhalb der Erde entstanden sind. Würde man bereits in unserem Sonnensystem ausserirdische Lebensformen finden, die "ähnlich" aufgebaut ist wie die irdische, so wäre das einerseits ein Indiz, dass die Entstehung des Lebens solchen einfachen physikalischen Gesetzen folgt und zudem auch ein Indiz, dass Leben viel häufiger entsteht als man bislang vermutet hat.


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 10. Apr 2018, 15:50

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 15:14
Ich kenne solche Berichte nicht, aber auch ich habe vor etlichen Jahren mal gelesen, dass man mit Cyanobakterien hier den CO2-Vorrat verstoffwechseln kann, um den Treibhauseffekt abzumildern.
Das interessiert mich gerade, wenn ich Zeit habe schau ich vielleicht einmal danach, wie sowas aus heutiger Sicht ausschaut.
Aber wie wir feststellten: Es fehlt wahrscheinlich Wasser in genügender Menge, wie soll das gehen?
ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 15:14
Na, ich weiß nicht - die Mikroben müssten die Verfrachtung in den Orbit überstehen, dann das Überdauern in der Gesteinsmatrix und schließlich dann den Wiedereintritt in die Erdatmosphäre mit nachfolgendem Aufprall in zufällig passende Habitate. Ist schon sehr glücklich, wenn man das mehrmals hintereinander erfolgreich hinbekommt ...
Hier ist aus meiner Sicht die einzige nicht ganz klare Variable die Zeit: Wie lange können genügend MO solche Bedingungen aushalten?
Alle anderen Variablen werden m. E. zwangsläufig mit einer Wahrscheinlichkeit nahe 100% erfüllt.

Ich mein, stell dir folgendes Szenario vor:

Megaeinschlag, Abermilliarden Tonnen Trümmer, Staub, Wasser, Gase werden in die Hochatmosphäre, Stratosphäre und in den Orbit befördert und rieseln dann langsam wieder herunter - und zwar schön verteilt auf die gesamte Erdoberfläche, über Tage, Jahre, Jahrzehnte, Jahrhunderte, Jahrtausende, Jahrzehntausende.
Ich glaube es ist nicht allzu optimistisch, dass sagen wir einmal 0,0001% der mitgerissenen MO sowohl die Belastungen des Hochschleuderns als auch des Runterkommens überleben.
Bei der Menge, über die wir da sprechen, ist das mehr als ausreichend: Eine einzige Mikrobe, die wieder auf gute Bedingungen trifft, ist prinzipiell der Lage den gesamten Planeten zu "reinfizieren".

Fraglich ist , wie lange unterwegs ein genügend großer Teil überleben kann: 1 Woche, 1 Jahr, 10 Jahre, 100 Jahre, 1000 Jahre, 10.000 Jahre, noch länger?
Wir wissen, dass es MO gibt, die man jahrelang an die Außenhaut einer Raumstation kleben kann, wir wissen auch, dass sie den Wiedereintritt überstehen, wenn's nicht zu heiß wird, was bei einem genügend großen prozentualen Anteil des Materials der Fall ist. Wir wissen auch, dass viele MO Weltraumbedingungen aushalten können, wir wissen aber noch nicht genau wie lange, wenn es sehr lange sein soll.
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 15:58

Hallo seeker,

ich habe gerade noch mal bei Wikipedia nachgeschaut und das hier zum Terraforming der Venus gefunden. Darin steht, dass die Idee mit den Cyanobakterien tatsächlich auf Carl Sagan zurückgeht, aber wegen des Wassermangels nur sehr dürftige Resultate zeitigen würde:
Carl Sagan schlug 1961 vor, Algen in die Atmosphäre einzustreuen, um damit aus dem vorhandenen Kohlendioxid Sauerstoff zu gewinnen. Allerdings weiß man heute, dass die Vorkommen von Wasser auf dem Planeten so gering sind, dass Photosynthese nur vernachlässigbare Mengen von Sauerstoff gewinnen würde.
Wir wissen, dass es MO gibt, die man jahrelang an die Außenhaut einer Raumstation kleben kann, wir wissen auch, dass sie den Wiedereintritt überstehen, wenn's nicht zu heiß wird, was bei einem genügend großen prozentualen Anteil des Materials der Fall ist. Wir wissen auch, dass viele MO Weltraumbedingungen aushalten können, wir wissen aber noch nicht genau wie lange, wenn es sehr lange sein soll.
Alles in allem erscheint mir dieses Szenario - bei aller formal gegebenen Plausibilität - doch etwas abenteuerlich ... :D

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 16:03

Hallo Ralf,
Schlussendlich läuft es auf die Frage hinaus, ob Leben immer "gleich" entsteht oder ob es da völlig unterschiedliche Mechanismen gibt.
Ja, das macht die einschlägige Forschung ja so spannend. Und wenn statt DNA ein anderes Molekül verwendet wird, um Enzymsequenzen zu repräsentieren, hätte man zum einen den Nachweis, dass es sich tatsächlich um außerirdisch entstandenes Leben handelt und zugleich einen Nachweis, dass es auch auf einem anderen Weg möglich ist, dass Leben entsteht.
Würde man bereits in unserem Sonnensystem ausserirdische Lebensformen finden, die "ähnlich" aufgebaut ist wie die irdische, so wäre das einerseits ein Indiz, dass die Entstehung des Lebens solchen einfachen physikalischen Gesetzen folgt und zudem auch ein Indiz, dass Leben viel häufiger entsteht als man bislang vermutet hat.
Nicht zwingend, denn wenn das gefundene außerirdische Leben zu ähnlich dem irdischen ist, hätte man ein Indiz, dass sich Leben von der Erde aus im Sonnensystem hatte ausbreiten können, aber nicht, dass es unabhängig von der Erde auf ähnliche Weise entstanden ist - und was die Abschätzung der Häufigkeit betrifft, wären wir dann auch nicht weitergekommen.

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Apr 2018, 16:10

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 16:03
dass sich Leben von der Erde aus im Sonnensystem hatte ausbreiten können
Hallo ATGC,

hierzu eine Frage: wie wahrscheinlich ist ein solches Szenario überhaupt ? Dass einfache Lebensformen über ein Raumschiff auf einen fremden Himmelskörper gelangen können, diesen also "kontaminieren", ok.

Aber per "Meteorit" - ist das wirklich ein realistisches Szenario ?


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 16:27

Hallo Ralf,

bezüglich der Wahrscheinlichkeit von Transspermie habe ich hier eine Publikation gefunden, wo im Anhang auf Seite 17 in Tabelle 4 die Wahrscheinlichkeiten von Meteoritentransfers aufgelistet sind. Ob die Berechnungen stimmen und plausibel sind, kann ich allerdings nicht beurteilen. Erkennbar ist jedenfalls, dass der Transfer von der Erde zur Venus um etwa den Faktor 80 wahrscheinlicher erfolgreich ist als zum Mars. Vom Mars zur Erde hingegen ist die Materialmenge um etwa das Doppelte größer als die, die von der Erde zur Venus gelangen würde.

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Apr 2018, 17:02

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 16:27
bezüglich der Wahrscheinlichkeit von Transspermie habe ich hier eine Publikation gefunden, wo im Anhang auf Seite 17 in Tabelle 4 die Wahrscheinlichkeiten von Meteoritentransfers aufgelistet sind.
It is known that rock can be exchanged between planets; therefore, if life can survive the transfer, it is probable that life from Earth has already been brought to other planets.
Hallo ATGC,

wenn ich das richtig verstanden habe geht es in der Arbeit um die Wahrscheinlichkeiten von Meteoritentransfers. Dass dem so ist hatte ich über diese langen Zeiträume nicht bezweifelt.

Meine Frage betrifft dieses genannte "if": können die Lebensformen das wirklich überleben ? Problematisch erscheinen mir vor allem diese sehr lange Flugzeit im All, dann der Eintritt in die Atmosphäre, bei dem ja fast alles verglüht, und schliesslich noch der Aufschlag selber.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 17:12

Hallo Ralf,

ob das wirklich überlebt werden kann, ist abhängig von der mineralischen Zusammensetzung des Auswurfs, der Abschirmung vor Strahlung und der Dauer des Transfers. Einige Jahrtausende könnten Sporen in geschützten Bereichen eines Meteoroiden locker überdauern - vielleicht auch einige Zehntausend Jahre - aber alles was über 100.000 oder gar Millionen Jahre hinausgeht, erscheint mir dann doch äußerst unwahrscheinlich, da die auflaufenden Mutationen im Genom nicht repariert werden können. Daher denke ich, dass auch hier eine Menge Glück zusammenkommen muss, damit ein Mikrobentransfer von Planet zu Planet funktioniert. Von den Hitzeeinwirkungen durch Atmosphäre und Aufschlag mal ganz abgesehen ...

Viele Grüße!

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 10. Apr 2018, 17:56

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 16:27
bezüglich der Wahrscheinlichkeit von Transspermie habe ich hier eine Publikation gefunden,
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1311/1311.2558.pdf

Danke, sehr interessante Publikation!
Was ich mich dabei frage, die behandeln nur Körper ab einem Durchmesser von 3m:
The authors calculate the number of rock fragments ejected that satisfy two survivability criteria: remaining below 100°C through the ejection,
and being large enough to shield microbes from the harms of a space environment for the duration of travel.
They estimate that a rock of 3 m across shields D. radiodurans for 10 Myr, and 3.3 Myr for B. subtilis.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1311/1311.2558.pdf

Klar, wenn der Körper kleiner ist, kann er nicht Millionen Jahre vor Strahlung schützen.
Aber auf der anderen Seite: Wie sieht es mit sehr kleinen Körpern aus, bis in den Mikrobereich hinein?
Die würden zwar kaum Schutz bieten, könnten aber dafür allein durch ihre schiere Anzahl* auch Transfers von Planet A zu Planet B in wenigen Jahren ermöglichen.
(*: Ich kenne die Zahl nicht, aber auf jeden herausgeschleuderten 3m-Brocken dürften Trilliarden Staubkörner kommen und die müssen bei weitem auch nicht alle direkt beim Einschlag entstanden sein, sie können auch noch später entstehen, wenn ein größerer Körper im Flug auseinanderbricht oder mit einem anderen kollidiert, das kann auch sehr zeitnah nach dem Impakt geschehen.)

Was ich dabei leider überhaupt nicht weiß:
Wie groß ist die Chance, dass ein Mikroorganismus auf/in einem Mikrometeoriten den Wiedereintritt überlebt?
Kann man das sagen?
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 10. Apr 2018, 18:35

Hallo seeker,
Wie groß ist die Chance, dass ein Mikroorganismus auf/in einem Mikrometeoriten den Wiedereintritt überlebt?
Kann man das sagen?
Ich denke, je kleiner der Meteorit ist, um so stärker wird die innere Gesteinsmatrix erhitzt, so dass es bei Mikrometeoriten für darin befindliche Mikroben eher schlecht aussieht. Sie würden dann als Sternschnuppen verglühen. Kalkulationen habe ich da auch nicht zur Hand, aber die Autoren des Artikels haben wohl nicht ganz unbegründet metergroße Objekte als Ausgangspunkt genommen. Vielleicht finde ich ja noch etwas anderes, wo man solche Kalkulationen angestellt hat.

Viele Grüße!

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 10. Apr 2018, 23:21

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 18:35
so dass es bei Mikrometeoriten für darin befindliche Mikroben eher schlecht aussieht.
Hallo ATGC,

wie wäre es denn, wenn nicht schon "fortgeschrittene" Mikroben, sondern erst noch unbelebte "Bausteine" von denen transportiert würden, die dann erst am Zielort sich zu Lebewesen weiterentwickeln ? Ist das völlig absurd oder wäre das eine Möglichkeit ?


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 11. Apr 2018, 08:43

ATGC hat geschrieben:
10. Apr 2018, 18:35
Ich denke, je kleiner der Meteorit ist, um so stärker wird die innere Gesteinsmatrix erhitzt, so dass es bei Mikrometeoriten für darin befindliche Mikroben eher schlecht aussieht.
Ja, so wird es wohl sein, besonders der Wiedereintritt durch eine dichte Atomsphäre scheint mir sehr problematisch.

Wobei ich immer noch darüber nachdenke, ob es da nicht Schupflöcher geben könnte. Kleine Körper und Kleinstkörper verhalten sich anders, das Verhältnis von Oberfläche zu Masse/Volumen ist völlig anders (damit auch das Abbremsverhalten), es können plötzlich ganz andere physikalische Effekte relevant werden: elektromagnetische Kräfte (Elektrostatik, Magnetismus: können die als sanfte Bremse beim Wiedereintritt wirken?), Sonnenlicht-Abbremsung (hab vergessen wie der Effekt heißt, jedenfalls gibt es für kleine Körper keine stabile Umlaufbahnen um die Sonne, die fallen immer weiter nach innen -> schnelles Erreichen weiter innen gelegener Planeten), usw.

Ich habe etwas weitergelesen, hier:

Natural Transfer of Viable Microbes in Space from Planets in the Extra Solar Systems to a Planet in our Solar System and Vice Versa
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf

Das ist interessant, die gehen von folgendem Szenario aus:
Herausgeworfenes Material von Einschlägen wird beim Auswurf (erst ab einer gewissen Mindestgröße, damit fallen die Mikropartikel weg) außen aufgeschmolzen, ohne dass es im Kern zu heiß wird. Dadurch bildet sich eine dichte Versiegelung, die nachfolgend die schnelle Zerstörung von mitgeführten MO per Vakuum und Hydrolyse verhindert; diese würden ansonsten viel schneller zu Sterilisation führen als alle anderen Effekte (Strahlung, ...):
If DNA decay by hydrolysis or vacuum were effective, the viable transfer from planets in extrasolar systems to the Earth would be impossible. The survival time of bacteria due to DNA damage by hydrolysis is of the order of hundred thousand years, not long enough for long space flights considered here, based on available experimental evidence (Nakamura et al. 1998, Lawley and Brookes 1968, Karran et al. 1980). In vacuated ejecta volumes the DNA decay by vacuum-caused damage occurs much faster than damage by hydrolysis or radiation, in tens of years (Dose et al. 1991, Horneck 1993, Horneck et al. 1994).
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf, S.8

Was dort noch interessant ist (dort geht es ja auch um Panspermie), ist das dortige folgende Ergebnis:
First consider the transfer of life in the galactic star field. Even if there are planetary systems with both a terrestrial-like planet in its habitable zone and a giant planet well positioned to expel into interstellar space ejecta from the terrestrial-like planet, the number n of meteoroid ejecta of critical size or larger from all the planetary systems of the Galactic field stars which impacted Earth during Earth’s first 700 million years was only n ~ 10^-8, i.e. no such meteoroid capable of carrying viable DNA / RNA based microbes impacted Earth.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf, S.18, mit Hervorhebungen

Dann wir es interessant, für Sonnen, die gemeinsam aus einer Urwolke entstanden sind, schaut es nämlich anders aus:
A different situation prevails in a cluster of young stars newly born from the same
core of a collapsing molecular cloud. The short distance between the stars and their slow
relative motion is favourable for an exchange of bodies and gives n ≈ 10^(2+2).
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf, S.19, mit Hervorhebungen
... also ca. 100-10000 Transfers in dem Zeitraum und damit:
Even though this number is uncertain by several orders of magnitude, there is a definite
possibility that bacteria carrying meteoroids of extrasolar origin have landed on the Earth.
In reverse, it is possible that at least one other planetary system in our birth star cluster
received a life-carrying asteroid from the Earth; and it is not excluded that the whole birth
star cluster was “fertilized” in this way by live bacteria from the Earth.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf, S.19

!!! Faszinierende Vorstellung!
From our discussion above, it is clear that exchanges of bacteria between planets in
different solar systems are only possible during the birth cluster stage of the systems in
question. As the number of life-carrying bodies received by the Earth may have been in
thousands, so also other planets in other stellar systems may have received their life from
other members of our original star cluster, or even from a single source, the Earth. Thus the
limited form of lithopanspermia inside a star cluster is possible, while the stronger version
of life spreading through the whole Galaxy from a single source could not happen via
mechanisms described in this work. But life-carrying bodies originating from our solar system may have found their way to our original neighbours, and that all conditions being optimal, life seeded by our system could have spread to many other solar systems. Here in our solar system our common ancestor cell most probably originated either on the Earth or on Mars. We cannot say for sure which one since there has been millions of potentially life-carrying transfers between these two planets (Gladman et al.1996). The GAIA (Douglas et al. 2007) mission will perhaps be able to locate the members of the birth cluster of the Sun while the SIM (Unwin et al. 2008) and DARWIN (Cockell et al. 2008) missions will be able to detect planets around them and search for signs of life in the planets. Even before these missions, the currently ongoing search for life in Mars may already give an indication how likely it is that life is transported between planets by natural means.
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf, S.19
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 11. Apr 2018, 15:39

Hallo Ralf,
Ist das völlig absurd oder wäre das eine Möglichkeit ?
Absurd ist es nicht, aber eben nicht abschätzbar im Hinblick auf eine erfolgreiche Kombination. Was den einzelnen Lebensbausteinen (üblicherweise werden damit Aminosäuren und RNA-Basen bezeichnet, die man in Meteoriten und auf Kometen gefunden hat) fehlt, ist der organisatorische Zusammenhang in Gestalt eines sich selbst erhaltenden Stoffwechselsystems mit reproduzierbaren Strukturen und Teilkomponenten.

Nehmen wir an, im Verlauf eines Auswurfs werden Bakterien in ihre Bestandteile zerlegt - also Zellhüllen, Genome und Zellorganellen, wie z.B. Ribosomen - dann würden sie sich nach dem Wiedereintritt nicht spontan wieder als Stoffwechselsystem zu einem Organismus zusammenfinden, weil der einstige Zusammenhang verloren gegangen ist. Man müsste dann darauf hoffen, dass sich die einzelnen Bestandteile zufällig wieder in der Zellhülle zusammenfinden, aufkonzentrieren und die einsetzenden Stoffwechselprozesse sich so wieder aufeinander abstimmen, dass das Bakterium als Ganzes reproduziert und schließlich vermehrt wird. Unter den Bedingungen eines Aufpralls auf eine Planetenoberfläche, wo die einzelnen Bestandteile eines Meteoriten ohnehin verstreut werden, dann doch ein eher unwahrscheinliches Szenario.

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 11. Apr 2018, 15:51

Hallo seeker,
it is not excluded that the whole birth star cluster was “fertilized” in this way by live bacteria from the Earth.
Das würde aber nur dann funktionieren, wenn die Sterne des Ur-Haufens, die zugleich mit der Sonne entstanden sind, mehrere Hundert Millionen Jahre hindurch in Sonnennähe geblieben sind. In Anbetracht der galaktischen Rotation und den sich daraus ergebenden stetigen Abstandsvergrößerungen zwischen einst nahe beieinander positionierten Sternen scheint mir das zu unwahrscheinlich, um gangbar zu sein. Zu bedenken ist auch, dass zu nahe befindliche Sterne von vergleichbarer Masse wie die Sonne zu Beeinflussungen der Umlaufbahnen der Planeten geführt hätten - zumindest wenn sie so nahe sind, dass erfolgreiche Panspermie-Ereignisse von nennenswerter Zahl möglich gewesen wären - also innerhalb von ca. 100.000 Jahren.

Ich bin da sehr skeptisch, ob das realistisch ist ... ;)

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ralfkannenberg » 11. Apr 2018, 16:22

ATGC hat geschrieben:
11. Apr 2018, 15:39
Was den einzelnen Lebensbausteinen (üblicherweise werden damit Aminosäuren und RNA-Basen bezeichnet, die man in Meteoriten und auf Kometen gefunden hat) fehlt, ist der organisatorische Zusammenhang in Gestalt eines sich selbst erhaltenden Stoffwechselsystems mit reproduzierbaren Strukturen und Teilkomponenten.
Hallo ATGC,

auch auf der Erde gab es einmal ein solches Stadium, in dem solche Komponenten vorlagen, die sich dann zu Leben fortentwickelt haben.

Die Bildung könnte sich auf einem Himmelskörper ereignet haben, der für die Bildung geeignet war, und die Fortentwicklung auf einem - möglicherweise anderen - Himmelskörper, der für die Fortentwicklung geeignet war. Dann bräuchten die Komponenten nicht einen Flug durch das All "überleben", weil sie ja noch gar nicht leben, d.h. es würde genügen, wenn genügend solcher Komponenten am Zielort ankommen, wo sie sich dann zu Leben weiterentwickeln können.


Freundliche Grüsse, Ralf

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 11. Apr 2018, 17:05

Hallo Ralf,
auf der Erde gab es einmal ein solches Stadium, in dem solche Komponenten vorlagen, die sich dann zu Leben fortentwickelt haben.
Das ist richtig, aber es ist nicht kalkulierbar, ob und wenn ja, wie oft das wiederholbar abläuft. Deshalb schrieb ich, dass es zwar nicht absurd ist, aber eben auch nicht abschätzbar hinsichtlich des Erfolgs.
... es würde genügen, wenn genügend solcher Komponenten am Zielort ankommen, wo sie sich dann zu Leben weiterentwickeln können.
Prinzipiell wäre das möglich, aber ob dem "können" auch ein "werden" folgt, ist leider höchst ungewiss. ;)

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 11. Apr 2018, 18:04

ralfkannenberg hat geschrieben:
11. Apr 2018, 16:22
Die Bildung könnte sich auf einem Himmelskörper ereignet haben, der für die Bildung geeignet war, und die Fortentwicklung auf einem - möglicherweise anderen - Himmelskörper, der für die Fortentwicklung geeignet war. Dann bräuchten die Komponenten nicht einen Flug durch das All "überleben", weil sie ja noch gar nicht leben, d.h. es würde genügen, wenn genügend solcher Komponenten am Zielort ankommen, wo sie sich dann zu Leben weiterentwickeln können.
Hallo Ralf, hierzu noch einmal den Link, den ich früher schon in diesem Thread gesetzt hatte:

"Wie das Leben auf die Erde kam

Forscher liefern Szenario, nach dem die Bausteine für die ersten RNA-Moleküle mit Meteoriten auf unseren Planeten gelangt sind"
https://www.mpg.de/11494138/leben-meteo ... che?c=2191

Antwort auf deine Frage:
Ja, es ist denkbar, zumindest in der Weise, dass Grundbausteine, auch schon etwas komplexere aus dem Weltall geliefert wurden. Es ist jedenfalls plausibel, dass man das Aufkommen des Lebens auf der Erde nicht unbedingt als isolierten Prozess rein auf der Erde betrachten sollte, die Erde ist nicht isoliert.
ATGC hat geschrieben:
11. Apr 2018, 15:51
Das würde aber nur dann funktionieren, wenn die Sterne des Ur-Haufens, die zugleich mit der Sonne entstanden sind, mehrere Hundert Millionen Jahre hindurch in Sonnennähe geblieben sind. In Anbetracht der galaktischen Rotation und den sich daraus ergebenden stetigen Abstandsvergrößerungen zwischen einst nahe beieinander positionierten Sternen scheint mir das zu unwahrscheinlich, um gangbar zu sein. Zu bedenken ist auch, dass zu nahe befindliche Sterne von vergleichbarer Masse wie die Sonne zu Beeinflussungen der Umlaufbahnen der Planeten geführt hätten - zumindest wenn sie so nahe sind, dass erfolgreiche Panspermie-Ereignisse von nennenswerter Zahl möglich gewesen wären - also innerhalb von ca. 100.000 Jahren.
Ja. Außerdem sind die Relativgeschwindigkeiten der Sonnen zueinander fast noch wichtiger. Soweit ich das sehe wird in dem Paper ein Zeitraum von 200 Millionen Jahre betrachtet, wo sie ausreichend nahe aneinander sind und die Realtivgeschwindigkeiten ausreichend ähnlich.
Diese Zahl ist nicht aus der Luft gegriffen, näheres findest du in dem Dokument unter "5. THE BIRTH CLUSTER OF THE SUN", ab S.13

Die Überlebensfähigkeit der MO über Transfer-Zeiträume von mehren Millionen Jahren wird durch dichten Einschluss von robusten MO in genügend dicke Gesteinsmantel begründet, insbesondere:
In B. subtilis spores the DNA is extremely well protected against environmental stressors, such as desiccation and radiation, mainly because of three factors: (i) a dehydrated cytoplasma enclosed in a thick protective envelope (Nicholson et al. 2000), (ii) the stabilisation of their DNA by specific small proteins, and (iii) efficient DNA repair pathways during germination (Moeller et al. 2007).
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0809/0809.0378.pdf

... selbst wenn (iii) nicht greifen würde, wenn es überhaupt keinen Stoffwechsel mehr gäbe, so würden immer noch (i) und (ii) greifen.
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 11. Apr 2018, 19:54

Hallo seeker,

ich werde mir das Paper in den nächsten Tagen noch einmal in Ruhe durcharbeiten. 200 Millionen Jahre entspricht fast einem kompletten Umlauf um das Zentrum der Galaxis. Und wenn ich mir überlege, dass frisch entstandene Mikroben schon so robust sein sollen, dass sie einen Millionen Jahre langen Transfer in einer Gesteinsmatrix überstehen können, kommen mir da erhebliche Zweifel, ob das eine realistische Annahme ist.

Bacillus subtilis hat ja inzwischen auch schon mehr als 3 Milliarden Jahre Evolution hinter sich gebracht, so dass die Robustheit der Sporen durchaus erst eine spätere Errungenschaft sein könnte, die sich über mehrere selektierende Krisensituationen ergeben hat, die von Intervallen längerer Stasis unterbrochen wurden. Und da ist es eben zweifelhaft, ob die Faktoren i) und ii) tatsächlich greifen würden, wenn der evolutionäre Vorlauf nur maximal 100 Millionen Jahre betrug - falls überhaupt ...

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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von seeker » 12. Apr 2018, 08:16

ATGC hat geschrieben:
11. Apr 2018, 19:54
Bacillus subtilis hat ja inzwischen auch schon mehr als 3 Milliarden Jahre Evolution hinter sich gebracht, so dass die Robustheit der Sporen durchaus erst eine spätere Errungenschaft sein könnte, die sich über mehrere selektierende Krisensituationen ergeben hat, die von Intervallen längerer Stasis unterbrochen wurden. Und da ist es eben zweifelhaft, ob die Faktoren i) und ii) tatsächlich greifen würden, wenn der evolutionäre Vorlauf nur maximal 100 Millionen Jahre betrug - falls überhaupt ...
Ja, ich denke das ist ein wichtiger Punkt. Die Autoren hatten bei den MO, die sie in der Betrachtung ausgesucht hatten, auch sehr robuste genommen, um die Obergrenze dessen was überhaupt in ihrem Szenario denkbar ist abzustecken, wie sie auch selbst explizit sagen.
Ich habe darüber nachgedacht: Ja, Urzeitmikroben können noch nicht so weit entwickelt gewesen sein wie heutige. Dennoch, wie mir scheint, müssen wir uns hier nicht unbedingt 'frisch entstandene MO' vorstellen, sondern können von welchen ausgehen, die schon eine Evolution von mehreren 100 Millionen Jahren hinter sich gebracht hatten - in einer rauen, unwirtlichen Umgebung mit vielen Einschlägen, viel Strahlung, Vulkanausbrüchen, etc. Und wenn das mit der mehrmaligen Selbst-Wiederinfizierung der Erde aus dem Orbit nach großen Einschlägen stimmen würde (wie schon dargestellt), dann dann hätte der Selektionsdruck auch in diese Richtung geführt, gerade dahingehend besonders robuste, 'weltraumtaugliche' Arten hervorzubringen.
ATGC hat geschrieben:
11. Apr 2018, 19:54
200 Millionen Jahre entspricht fast einem kompletten Umlauf um das Zentrum der Galaxis.
Dazu wäre es interessant weitere Informationen zu finden, wie sich so ein typischer Sterncluster in einer Stern-Geburtswolke in solchen Zeiträumen entwickelt, ob er wirklich so lange 'zusammenhält', wie die Autoren darstellen, um das Szenario weiter abzuklopfen.
Grüße
seeker


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Re: Entstehung des Lebens auf der Erde

Beitrag von ATGC » 12. Apr 2018, 14:58

Hallo seeker,
können von welchen ausgehen, die schon eine Evolution von mehreren 100 Millionen Jahren hinter sich gebracht hatten
Na ja, bei einem Zeitrahmen von 200 Millionen Jahren ab Entstehung des Sternhaufens - innerhalb dessen die Erde mit Mond entstanden ist! - wird es mit dem Evolutionsvorlauf etwas eng. Also wenn es 100 Millionen Jahre sind, sind es bereits sehr viel. Von daher durchaus "frisch entstandene Organismen" und nicht welche, die schon einiges an selektiven Drücken durchlebt haben, so dass die Befähigung zum Überdauern über mehrere Hunderttausend Jahre hinweg in einer Gesteinsmatrix vorhanden wäre.
Und wenn das mit der mehrmaligen Selbst-Wiederinfizierung der Erde aus dem Orbit nach großen Einschlägen stimmen würde
Bei diesem Szenario erfolgt die Neuinfizierung der Erdoberfläche aber nicht nach mehreren Hunderttausend Jahren, sondern allenfalls nach mehreren Hundert bis Tausend Jahren. Das ist schon ein deutlicher Unterschied.
wie sich so ein typischer Sterncluster in einer Stern-Geburtswolke in solchen Zeiträumen entwickelt
Ja, das wäre schon hilfreich. Mal sehen, ob ich dazu etwas finde.

Viele Grüße!

EDIT: Die Halbwertszeit für offene Sternhaufen beträgt je nach Anfangsdichte 150 bis 800 Millionen Jahre. In der Regel lösen sich kleinere und massearme Haufen binnen weniger Millionen Jahre in Einzelsterne auf. Nachzulesen hier.

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