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Was ist Leben und was nicht?

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Skeltek » 3. Jan 2021, 05:46

Mich interessiert eure Meinung im Bezug auf folgende Passage aus dem Wikipedia-Artikel, den ich bereits oben verlinkt hatte:
Wikipedia hat geschrieben: Niedrige Temperatur und ein Überschuss an Calcium-Ionen fördern die Depolymerisation der Mikrotubuli.
Kann man das so pauschal auffassen, daß eine Abkühlung den Abbau fördert und eine schlichte leichte Erwärmung den Aufbau der Struktur der Polymerkette bewirkt? Die Tubuli befinden sich ja meist ziemlich haarscharf an einer Grenze zwischen Abbau und Aufbau, die sich im Gleichgewicht halten. Wie würde man das nun via freier Energie erklären?
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 3. Jan 2021, 14:49

@ Skeltek
Kann man das so pauschal auffassen, daß eine Abkühlung den Abbau fördert und eine schlichte leichte Erwärmung den Aufbau der Struktur der Polymerkette bewirkt?
Spontan würde ich das so bestätigen, dass es sich also um eine Art von "Kristallisation" handelt, aber ich muss mich da erst noch mal kundig machen, da der Aufbau der geordneten Struktur ja unter Energieaufwand (Wärmezufuhr) erfolgt und nicht unter Energieabgabe, wie das bei einer "echten" Kristallisation der Fall ist (Kristallisationswärme wie beim Wärmekissen). Ich schaue mich mal etwas um und melde mich später noch mal.

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 3. Jan 2021, 16:19

Timm hat geschrieben:
seeker hat geschrieben:
28. Dez 2020, 05:59
Stellen wir uns eine wirklich riesige Fabrikhalle vor. Die Energieversorgung soll über Solarzellen auf dem Hallendach erfolgen. In der Halle gibt es sehr viele Sorten von sehr vielen kleinen Robotern, die arbeitsteilig alle Einzelteile für weitere kleinere Roboter jeder Sorte bauen. Andere kleine Roboter bauen das alles zusammen und weitere beschaffen aus der Umgebung alle nötigen Rohstoffe und noch weitere Roboter entsorgen unbrauchbare Abfälle nach draußen. Und noch weitere übernehmen Spezialaufgaben, wie die Beobachtung der Umgebung, usw.
Außerdem bauen die Roboter nicht nur sich selber nach, sondern vergrößern die Halle auch und bauen entweder auch noch weitere Fabrikhallen neben sich oder ziehen irgendwann eine Trennwand in der Halle ein, wenn sie zu groß geworden ist, sodass zwei Hallen entstehen.
Wir können uns auch vorstellen, dass die Hallen riesige Kettenfahrwerke angebaut haben, damit sie sich fortbewegen können.
Außerdem sollen die Roboter per Schwarmintelligenz funktionieren.
Senkt hier Freie Energie die Entropie? Wie würdest du das beschreiben? Ich sehe nur, dass mechanische Arbeit verrichtet wird.

Bei einer lebenden Zelle findet über eine Membran unter Aufrechterhaltung eines hohen Ordungszustands Stoffaustausch statt. Stirbt sie, zersetzt sie sich und die Entropie steigt. Ich sehe nicht, wie man etwas Analoges in Übereinstimmung mit der thermodynamischen Definition mechanisch nachbilden kann. Auch dürfen wir nicht vergessen, dass die thermodynamischen Zustandsgrößen aus Mikrozuständen emergieren, da sind wir bei der Größenordnung der Avogadro-Konstante 10^23 / mol.
Es wurde zwar schon diskutiert, aber von mir auch noch ne Stellungnahme:
Selbstverständlich haben wir hier eine Entropiesenke! Ganz genauso wie bei biologischem Leben. Das ist doch ganz leicht einzusehen, ohne die Dinge nun kompliziert betrachten zu müssen:

Anfangszustand, t=0:
Wir haben 1 Fabrik mit n Robotereinheiten drin. Die Fabrik mit den Robotern, hat die Masse m, welche eine geordnetere, also nierentropischere Form der Materie darstellt als die Umgebung.

Zustand zum Zeitpunkt t:
Wir haben durch Replikation nun x Fabriken mit x*n Robotern mit der Masse xn. Also wurde inzwischen die Masse (x-1)n in einen niedrigeren Entropiezustand überführt. Angetrieben wird das Ganze durch die Sonne (entropisch und energetisch).

Und wenn eine Fabrik aufhört zu tun, was sie tut, dann ist sie 'tot' und die in ihr geordnete Materie zersetzt sich/verfällt und verteilt und vermischt sich mit der Zeit mit der Umgebung, völlig in Übereinstimmung mit der thermodynamischen Definition, völlig analog zur Zelle. Dass die thermodynamischen Zustandsgrößen aus Mikrozuständen emergieren spielt hier keine Rolle, das ist in beiden Fällen gleichermaßen gegeben.

Das ist in der Betrachtung völlig analog zu biol. Leben. Wir haben einen klaren Durchfluss: Niederentropische Strahlungsenergie wird von der Fabrik aufgenommen und hochentropisch über Wärme abgegeben. Soffdurchflüsse haben wir auch. Wenn die Fabrik statt Sonnenenergie Kohle oder andere energiereiche Stoffe verstromt bzw. als Energiequelle nutzt, ändert sich nichts am Grundsätzlichen der Sache.
Und falls du immer noch nicht ganz überzeugt wärst, dann bauen wir eben noch eine Hallenkühlung ein, damit es in der Halle im Mittel kälter als draußen ist.

Und bei biolog. Leben müsste man einmal nachrechnen, ob diese Definition tatsächlich ständig/immer efüllt ist (wie ist das z.B. wenn ich gerade 37°C habe, durch den Schnee laufe und meine Umgebung aber gerade -30°C ?):
Genauer gesagt gehört das Leben nach Ansicht von Physikern wie John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner und John Avery zu der Klasse von Phänomenen, die offene oder kontinuierliche Systeme sind, die in der Lage sind, ihre innere Entropie auf Kosten von Stoffen oder freier Energie zu verringern, die sie aus der Umgebung aufnehmen und anschließend in abgebauter Form wieder abgeben.
https://en.wikipedia.org/wiki/Life, ins Deutsche übersetzt, mit Hervorhebungen

Sie muss es nicht immer sein, es reicht, wenn das System dazu in der Lage ist (und das öfters auch tut).
Hier müssen wir eh auch einmal genau hinschauen, ich habs rot markiert:
Diese Definition sagt selber aus, dass sie nicht hinreichend ist! Leben gehört ZU dieser Klasse, aber es IST nicht die Klasse, es ist nur Teil davon.

Ich bleibe dabei:
Entropische Ansätze sind wohl notwendig, aber nicht hinreichend, um das zu erfassen, was wir erfassen wollen, wenn wir von "Leben" reden.

Ich glaube, wenn wir Leben begreifen wollen, kommen wir um einen systemtheoretischen Ansatz nicht herum.
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 3. Jan 2021, 18:32

Nur ist die Zelle ist nicht nur ein Reaktionsgemisch wie im Erlenmeyerkolben. Der Unterschied ist, dass wir es hier mit einem komplexen, unerhört rückgekoppelten System zu tun haben. Ich finde es genauso sinnlos Biologie auf reine Physik reduzieren zu wollen wie auf reine Chemie.
Biologie 'läuft' sozusagen auf Physik und Chemie, aber das Wesentliche daran IST nicht Physik oder Chemie. Das ist ähnlich wie das Verhältnis aus Hardware und Software: Es ist nicht wesentlich für das Verständnis der Software und das was sie ist, dass sie auf Si-Chips läuft.
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Skeltek » 3. Jan 2021, 19:01

Es sind die Ribosomen, welche mittels mRNA die Proteine durch Katalyse synthetisieren. Dort findet auch das conformational proofreading statt. Wenn man vom 'Spiegeln' und 'Kopieren' der Einzelstränge mittels Polymerasen usw absieht, ist die Erbinformation ohne die Ribosomen völlig nutzlos.
Es geht um die Strukturen in der Zelle. Die DNA dient 'möglicherweise nur' als Hilfsmittel für das Erhalten der Informationen und der Reproduktion/Vervielfältigung dieser. Der Haken ist aber das Sampling unserer Beispiele. Leben ohne Erhaltungs- und Vervielfältigungs-Mechanismus würde weder Nachkommen erzeugen, noch Wachsen noch Strukturschäden kompensieren können und somit nach bereits seiner ersten Instanzierung sofort wieder aussterben. -> Deshalb kennen wir in der Praxis auch kein Leben ohne Erbinformationsträger. Trotzdem ist die DNA nicht der Mechanismus, welcher für die Reduktion der Entropie sorgt oder für die Genese von neuen Rohstoffen oder gar Nukleotiden sorgt. Die DNA ist lediglich notwendige Nebenbedingung aus Gründen der Existenzsicherung.

Kurz gesagt: DNA ist ohne Ribosomen nutzlos. Operand ohne Operator ergibt keine Funktion.

Diagnostiker dürfte sich glaube ich bei sowas besser auskennen?
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 3. Jan 2021, 19:46

...es braucht passende RNA, Aminosäuren, Proteine, außerdem einen Mechanismus, der per "blinder Schwarmintelligenz" bzw. "Systemintelligenz" steuert, wann welche DNA-Abschnitte abgelesen werden und wie häufig sie verfielfältigt werden und welche Funktion die gewonnenen Proteine dann haben. Diese "Systemintelligenz" berücksichtigt dabei auch den Zustand der Zelle, Reize von außen, u.v.m. Sie ist das, was da eigentlich lebt.
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 3. Jan 2021, 20:40

Die ganze Sache ist sogar noch komplizierter ...

Nehmen wir mal die DNA als Ausgangspunkt. Normalerweise liegt sie als Doppelhelixstrang vor, der zudem noch zu Superhelices sowie Supersuperhelices verknäuelt ist, um sich vor den zersetzenden Kräften einer hydrolytischen Spaltung zu schützen (das ist zwar eine personalisierte Darstellung, aber ich lasse das jetzt mal so stehen, obwohl sich die DNA nicht in Wirklichkeit schützen will). So könnte es ewig weitergehen und es würde nichts passieren - weder in der Zelle, noch in der DNA bzw. mit der DNA.

Damit etwas passieren kann, muss die DNA entwunden, aufgetrennt und - entsprechend der komplementären Reihenfolge der Basen - an einem Einzelstrang mit RNA-Nucleotiden besetzt werden, die zu einem RNA-Einzelstrang verbunden werden, der sich dann von der DNA-Vorlage ablöst. Das erledigt ein Enzym mit der Bezeichnung RNA-Polymerase II. Der Vorgang selber nennt sich Transkription. Die erzeugten RNA-Stränge haben je nach Nutzung für weitere Aktivitäten verschiedene Bezeichnungen. Die wichtigsten sind mRNA, tRNA und rRNA, aber es gibt noch weitere RNA-Typen, die in der Zelle Verwendung finden.

Alle drei RNA-Haupttypen wirken bei der eigentlichen Proteinsynthese zusammen, die man als Translation bezeichnet. Während die mRNA zunächst noch aus der Prä-mRNA zurechtgeschnitten werden muss, bevor sie als Vorlage für die Translation geeignet ist, verbinden sich die rRNA-Bestandteile mit Proteinen zu Ribosomen-Untereinheiten und die tRNA-Bestandteile werden mit Hilfe geeigneter Proteine mit einer passenden Aminosäure beladen. Erst dann erfolgt das Zusammenwirken aller drei RNA-Haupttypen zur Proteinsynthese.

Die Proteinsynthese selbst ist ein rein mechanischer Prozess und hat bis auf wenige Ausnahmen (u.a. Knüpfung von Peptidbindungen) nichts mehr mit chemischen Reaktionen zu tun:

Ribosom in Aktion

Die Regulation der Proteinsynthese, also welche Proteine werden in welcher Menge hergestellt, so dass das Fließgleichgewicht des Systems aufrecht erhalten wird, ohne dass es an manchen Stellen zu Mangel oder Übersättigung kommt usw. erfolgt über vielfältige Rückkopplungsmechanismen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Genregulation

https://de.wikipedia.org/wiki/Epigenetik

https://de.wikipedia.org/wiki/Gen-Silencing

https://de.wikipedia.org/wiki/Biologische_Regelung

usw. usw.

Die Vorstellung, es würde sich bei einer Zelle lediglich um ein Reaktionsgemisch handeln, welches sich der DNA bedient, um bestimmte Strukturen herzustellen, ist weit gefehlt. Da fehlt dann doch noch einiges an Substanz, um hier Substanz reinzubringen ... ;)
Zuletzt geändert von Diagnostiker am 3. Jan 2021, 20:53, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Skeltek » 3. Jan 2021, 21:38

Vielen großen Dank Diagnostiker. So gut hätte ich das nicht erklären können. Ich dachte die Prä-mRNA ist nicht bei allen Zelltypen als Zwischenstufe geschaltet. Und die tRNA-Bausteine würden erst im Ribosom an die mRNA angeheftet. Erst nach dem Prozess kann damit ein Protein entstehen.
Na, da lag ich wohl ein wenig falsch... aber erstaunlich was so alles an Halbwissen in so einem Kopf hängen bleiben kann nach so vielen Jahren :D

Ja, selbst wenn man die DNA im übertragenen Sinn als 'Programm' auffassen würde, ist das völlig nutzlos. Ich stelle mal eine Mutmaßung, bei der mich Diagnostiker möglicherweise bestätigen oder widerlegen wird:
Selbst mit dem fertiger reifer mRNA, kann sich unter Umständen ein geringfügig anderes Protein falten, falls das Ribosom ein anderes ist (z.B. durch Mutation leicht verändertes Ribosom). Hier spielen (vermute ich) möglicherweise Elektronegativitäts-Oberflächenprofile (kann man das so nennen?) an der Oberfläche der Ribosomstruktur unter Umständen eine Rolle.

Was ich sagen wollte ist, daß eine Codierung nicht ausreicht, sondern diese auch mindestens von einem anderen Makromolekül oder Mechanismus 'interpretiert' und verwertet/umgesetzt werden muss.

Vielleicht hier ein einfacherer Vergleich für dieter:
Wenn man denselben Bauplan an verschiedene Leute gibt, kommen unterschiedliche Häuser dabei heraus.
Wenn du denselben Quelltext eines Computerprogrammes mit unterschiedlichen Compilern umsetzt, kommen unterschiedliche Programme dabei heraus.
Wenn du dasselbe Programm auf verschiedenen Computertypen/Betriebssystemen laufen lässt, machen die unter Umständen unterschiedliche Sachen.
Eine Sequenzkodierung ist nichts anderes als eine Reihenfolge. Was da genau aneinander gereiht werden soll, was es bedeutet und wie das dann umgesetzt wird, findet völlig woanders statt und liegt nicht in der Hand des Codes. Zahlen und Variablen sind völlig nutzlos, wenn du nicht weißt, was du damit machen sollst.
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 3. Jan 2021, 21:42

@ Skeltek
Selbst mit dem fertiger reifer mRNA, kann sich unter Umständen ein geringfügig anderes Protein falten, falls das Ribosom ein anderes ist (z.B. durch Mutation leicht verändertes Ribosom).
Am Ribosom eher nicht, aber es gibt Faltungshelfer, die das naszive Polypeptid "in Empfang" nehmen und in eine bestimmte Struktur bringen.

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Skeltek » 4. Jan 2021, 07:43

Diagnostiker hat geschrieben:
3. Jan 2021, 21:42
Selbst mit dem fertiger reifer mRNA, kann sich unter Umständen ein geringfügig anderes Protein falten, falls das Ribosom ein anderes ist (z.B. durch Mutation leicht verändertes Ribosom).
Am Ribosom eher nicht, aber es gibt Faltungshelfer, die das naszive Polypeptid "in Empfang" nehmen und in eine bestimmte Struktur bringen.
Interessant. So ähnlich hatte ich mir das vorgestellt. Man kann also sagen, daß die Sequenzen grundsätzlich mehrdeutig sein können und sich abhängig von Randbedingungen die selbe Sequenz anders faltet? Daß also Sekundärstrukturen unter Umständen in anderen Potentialtöpfen landen, je nachdem welches 'Gelenk' sich zuerst oder schneller biegt? (Entstehung anderes Phänotyps trotz gleichem Genotyp)
Dann haben möglicherweise auch Druck, Temperatur, Sättigungsgrade bestimmter Stoffe, Toxizität/PH-Wert und Hydrophilie der Flüssigkeit auch eine Auswirkung auf die 'Faltgeschwindigkeit' verschiedener Bindungen?
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 4. Jan 2021, 08:48

Vielleicht bekommt man hier ansatzweise ein Gefühl dafür, WIE komplex das ist:

Drew Berry: Animationen der unsichtbaren Biologie
https://www.youtube.com/watch?v=WFCvkkDSfIU&list=PLD0444BD542B4D7D9&index=16


DNA animations by wehi.tv for Science-Art exhibition
https://www.youtube.com/watch?v=7Hk9jct2ozY

Und das ist eben nicht mehr nur Chemie und Katalyse, da sind vielmehr 'molekulare Maschinen' beteiligt: Nano-Mechanik dort, nicht Chemie in dem Sinne.

Das hier ist vielleicht noch interessant:

Jack Szostak (Harvard/HHMI) Part 1: The Origin of Cellular Life on Earth
https://www.youtube.com/watch?v=PqPGOhXoprU

Hier geht es um die Suche, wie das vielleicht abgelaufen sein könnte und um die große Frage, ob die spontane Entstehung von Leben ein seltener oder häufiger Vorgang ist, wenn die groben Rahmenbedingungen auf einem Planeten passen.
Grüße
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 4. Jan 2021, 12:06

@ Skeltek
Man kann also sagen, daß die Sequenzen grundsätzlich mehrdeutig sein können und sich abhängig von Randbedingungen die selbe Sequenz anders faltet?
Die Sequenzen der Polypeptide sind nach der Translation schon eindeutig festgelegt, aber wenn Chaperone ins Spiel kommen, unterliegt die Faltung der Kette nicht mehr dem freien Spiel der Kräfte, wenn sich die Wasser-Ionen anlagern und sich dann je nach Polarität der Seitengruppe eine spontane Faltung ergibt, sondern dann bewirken die Polaritätsmuster auf der Proteinoberfläche alternative Faltungsmöglichkeiten, so dass ein und dieselbe Peptidsequenz je nach beteiligtem Chaperon eine unterschiedliche Tertiärstruktur einnehmen kann, was dann bezüglich der Eignung zu unterschiedlichen Proteinen führt. Kommen dann noch Effekte wie allosterische Konformationsänderungen oder prosthetische Gruppen hinzu, ergibt sich ein noch weiteres Spektrum an Möglichkeiten, die über eine einzelne Sequenz repräsentiert werden können.
Dann haben möglicherweise auch Druck, Temperatur, Sättigungsgrade bestimmter Stoffe, Toxizität/PH-Wert und Hydrophilie der Flüssigkeit auch eine Auswirkung auf die 'Faltgeschwindigkeit' verschiedener Bindungen?
Bei Druck und Temperatur gibt es innerhalb der Zelle nicht viel Spielraum (ggf. Fieber könnte hier etwas bewirken), aber alles andere kann sich durchaus merklich auf die "Nachbearbeitung" von frisch synthetisierten Proteinen auswirken. Aber bereits zuvor, also nach der Transkription und vor der Translation wird die Prä-mRNA "zugeschnitten", was durchaus auch "alternativ" geschehen kann, dass also aus einem Transkript verschiedene mRNAs werden können, die dann zur Translation gelangen, was dann wiederum alternative Peptidketten zur Folge hat, die ihrerseits wieder zu oben beschriebener Variantenvielfalt modifiziert werden können.

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 5. Jan 2021, 09:56

Ich würde nun gerne meinen Beitrag vom 4. Jan 2021, 08:48 weiter erörtern: "Die Bedeutung von molekularen Maschinen als Bausteine des biologischen Lebens."
Was dort im zweiten verlinkten Video angesprochen wir: "Mögliche Wege zur spontanen Entstehung des Lebens aus unbelebter Materie"... "unter besonderer Berücksichtigung [nein, nicht der höheren Lehranstalten :), sondern:] der diesbezüglichen Möglichkeiten auf Exoplaneten"... :)
Ich glaube, das wäre einen Extrathread wert, Mas meint ihr?
Grüße
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 5. Jan 2021, 10:12

@ seeker
Die Bedeutung von molekularen Maschinen als Bausteine des biologischen Lebens.
Sehr gerne! Dazu gleich mal ein Link zur Wikipedia. Und gleich noch einer zur englischen Wikipedia, wo eine schöne Animation der Translation am Ribosom zu sehen ist. Dieser Blogartikel ist auch sehr informativ. Und hier noch eine Leseprobe aus einem Fachbuch
das wäre einen Extrathread wert
Ja durchaus, wobei man dann nur darüber orakeln kann, ob auf Exoplaneten die Bedingungen günstig sind, dass Makromoleküle entstehen können. Ob die sich dann zu einem lebenden System organisieren, liegt jenseits dieser Bedingungen. Aus dem Vorhandensein von Makromolekülen folgt jedenfalls nicht automatisch die Organisation derselben zu einem Lebewesen. Das kann auch einfach eine Art glücklicher Zufall sein, den man theoretisch nicht näher eingrenzen kann, auch wenn man sonst alles über Makromoleküle und deren Entstehung wüsste.
Zuletzt geändert von Diagnostiker am 5. Jan 2021, 10:30, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 5. Jan 2021, 11:38

Danke, Diagnostiker! Aber da brauch ich Zeit für... :)
Grüße
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Skeltek » 9. Jan 2021, 04:41

Nur um es nebenher kurz einzuschieben, aber nicht zwangsläufig zu diskutieren:
Man kann das Ganze auch anders anpacken und auch zunächst beschreiben, was ein toter Zustand ist. Auch führt der Tod eines Teiles des Orgnaismus nicht automatisch zum Tod der Gesamtorganismus.
Aber nur mal so: https://www.youtube.com/watch?v=ibpdNqrtar0
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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von Diagnostiker » 9. Jan 2021, 07:52

@ Skeltek
Man kann das Ganze auch anders anpacken und auch zunächst beschreiben, was ein toter Zustand ist.
Na ja, "tot" bedeutet, dass keine Prozesse ablaufen, die jenseits des thermodynamischen Gleichgewichtszustands ein Fließgleichgewicht stabilisieren, so dass das System, welches ich betrachte, mit der Umgebung, in dem es sich befindet, im energetischen Gleichgewicht ist, so dass hier keinerlei Arbeit aufgewandt wird, um an diesem Gleichgewichtszustand etwas zu ändern.
Auch führt der Tod eines Teiles des Organismus nicht automatisch zum Tod der Gesamtorganismus.
Ja, so lange nicht lebensnotwendige Strukturen betroffen sind, bleibt der Teil des Organismus, in dem sich diese lebensnotwendigen Strukturen befinden, am Leben, während der andere Teil des Organismus, der diese Strukturen nicht enthält, dem Zerfall anheimfällt. Man kann einem Menschen also alle vier Gliedmaßen vom Rumpf amputieren, aber eben nicht den einen Kopf vom Rumpf abtrennen, ohne ihn zugleich zu töten (irgendwelche medizinischen Kunststücke der Zukunft, wo man einen Kopf am Leben erhalten kann, lasse ich jetzt mal außen vor!).

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Re: Was ist Leben und was nicht?

Beitrag von seeker » 11. Jan 2021, 17:37

Skeltek hat geschrieben:
9. Jan 2021, 04:41
Nur um es nebenher kurz einzuschieben, aber nicht zwangsläufig zu diskutieren:
Man kann das Ganze auch anders anpacken und auch zunächst beschreiben, was ein toter Zustand ist. Auch führt der Tod eines Teiles des Orgnaismus nicht automatisch zum Tod der Gesamtorganismus.
Aber nur mal so: https://www.youtube.com/watch?v=ibpdNqrtar0
Das im Video läuft wieder auf die entropische Betrachtung heraus, die man sieht, wenn man die Sache mit der rosaroten Physikerbrille anschaut.
Ich werde da aber nicht müde zu wiederholen, was ich schon gesagt habe: Durchaus richtig, aber unzureichend und nicht den Kern betreffend!
Denn, noch einmal: Mein Kühlschrank erfüllt die Entropie-Definition auch: Stoffdurchflüsse (Elektronen, Luft), innen geringere Entropie als außen, selbtregulierend diesen Zustand haltend. Und doch wollen wir nicht, dass Kühlschränke als lebendig gelten - oder?

Ich würde "Leben" versuchen anders definieren:

1. "Leben" ist ein selbsterhaltender, relativ störungsunempfindlicher Prozess, der auf einem selbstbezüglichen und komplexen System läuft und somit eine emergente Eigenschaft des komplexen Gesamtprozesses auf oberer Systemebene ist, der somit eine "Lebenseinheit" bildet.

"System" beinhaltet dabei auch, dass es eine Abgrenzung zur Umwelt gibt und dass die Systemelemente und Prozesselemente ab einer gewissen Stufe selbst nicht leben. Dies bedeutet auch, dass "Leben" nicht vollständig auf seine Elemente/Teile reduzierbar ist (weder Teilchen-physikalisch, noch chemisch, noch nano-mechanisch, ...), auch deshalb, weil sich die Funktion und Bedeutung von Teilprozessen erst durch den Kontext des Gesamtsystems in selbstbezüglicher Weise (Teil<->Ganzes) ergibt und nicht etwa in irgendeiner "objektiven-nicht-selbstbezüglichen-kontextlosen" Weise.

2. Wesentlich für natürlich entstandene lebende Systeme ist außerdem, dass es sich um selbstreplizierende, Einheiten-bildende Systeme handelt, die zur Evolution fähig sind (zumindest im Kontext einer Gesamtpopulation). Leben ist immer in Ökosysteme bzw. Kontexte eingebettet. Leben ist in diesem Sinne immer ein Ökosystem.

3. Leben braucht als Prozess einen geeigneten Träger, auf dem der Prozess läuft. Als Träger von Leben kommen gewiss bestimmte abgegrenzte chemische Systeme in Betracht, auf denen molekulare Maschinen laufen; "Leben" muss aber nicht prinzipiell auf nur diesen einen Weg beschränkt sein. (Man kann z.B. nicht sagen, dass "Leben" in allen denkbaren Universen notwendig auf der uns bekannten Chemie oder überhaupt auf Chemie aufbauen müsste.)

4. In physikalischen Umgebungen, insbesondere bei Systemen, die auf Chemie basieren, können solche Prozesse nur dann "von alleine" entstehen, evolvieren und dauerhaft existieren, wenn sie die Entropiebedingung erfüllen. Dies ist damit aber etwas, das sich in unserer Welt als Folge aus dem Punkt 1. ergibt und nicht etwa dessen Ursache bzw. Grund bzw. innerer, wesentlicher Kern.
(Wenn Punkt 1. erfüllt ist, dann ist in physikalischen Umgebungen auch die Entropiebedingung erfüllt. Aber nicht: Wenn die Entropiebedingung erfüllt ist, dann ist auch Punkt 1. erfüllt.)


Und Nicht-Leben ergibt sich daraus zwanglos:

Nicht-lebendig sind alle Systeme, auf die 1. und 2. nicht zutrifft, insbesondere sind nicht-selbstbezügliche, nicht-komplexe und statisch zu verstehende Systeme/Einheiten, die zur Selbsterhaltung, Selbstreplikation und Evolution prinzipiell nicht fähig sind (auch nicht als Population) nicht lebendig.
Grüße
seeker


Wissenschaft ... ist die Methode, kühne Hypothesen aufstellen und sie der schärfsten Kritik auszusetzen, um herauszufinden, wo wir uns geirrt haben.
Karl Popper

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