Interessantes zu Theoretischer Physik


Wie entstand biologisches Leben?

Triebfeder der Chemoevolution scheint

eine gewisse Lernfähigkeit chemischer Verbindungen zu sein


Der Biologe Christian Kummer schreibt (auf S. 93-94 in Lesch & Kummer: Wie das Staunen ins Universum kam, 2016):

    Wirkliche Kenner der Materie, Wissenschaftler, die selbst an vorderster Front der Biogenese-Forschung tätig sind, geben — zumindest im persönlichen, ideologisch entspannten Gespräch — freimütig zu, dass wir bis heute nicht wissen, wie das Leben auf unserem Planeten denn nun genau entstanden ist.

    Zunächst einmal ist festzustellen, dass die Fähigkeit zur Reproduktion, zur identischen Selbstver­doppelung, nicht erst eine Eigenschaft von Lebewesen, sondern bereits von chemischen Molekülen ist.

    Insbesondere die molekularen Träger der Erbinformation — DNA und RNA — haben diese Eigen­schaft und zeigen sie auch außerhalb der lebenden Zelle im Reagenzglas.

    Es ist daher nur naheliegend, in diesen Molekülen, vor allem der RNA, präzelluläre Vorstufen des Lebendigen und den eigentlichen Motor der Chemoevolution zu sehen.

    Vielfach wird dies auch getan, und es ist dagegen nichts einzuwenden, solange eines klar ist: Es müssen chemische Eigenschaften dieser Moleklüle sein, die ihre Entstehung ebenso erklären wie den daraus sich ergebenden Weg zur Zellbildung.


In diesem Zusammenhang ist interessant, dass Rupert Sheldrake Beispiele gesammelt hat, die zu be­weisen scheinen, dass selbst als unbelebt geltende Stoffe über gewisse, für uns nicht erklärbare Lern­fähig­keit verfügen. Wohlbekannte Phänomene der Kristallbildung sind deutlicher Hinweis darauf:

  • Bei neu synthetisierten Stoffen haben Chemiker oft große Schwierigkeiten, sie kristallisieren zu lassen. Die Zuckerart Turanose etwa galt jahrelang als flüssiger Stoff, bis er dann in den zwanziger Jahren des vorigen Jahrhunderts erstmals kristallisierte. Von da an aber bildete dieser Zucker überall auf der Welt Kristalle. Aber: Ist dieser Fall aber wirklich so eindeutig? Man lese [?].
  • Es wurde auch beobachtet, dass in vielen Fällen neue Verbindungen mit der Zeit immer leichter kristallisierten (so als hätten sie das Kristallisieren erst mal lernen und einüben müssen).
  • Noch erstaunlicher sind Fälle, in denen zunächst eine Kristallform erschien, die dann durch andere ersetzt wurde — und das keineswegs nur an einer bestimmten Portion des Stoffes, sondern ganz grundsätzlich und auch weltweit: Xylitol etwa (ein Zuckeralkohol, der als Süßungsmittel in Kaugum­mi Verwendung findet) wurde erstmals 1891 hergestellt und galt als flüssiger Stoff, bis 1942 erste Kristalle erschienen. Ihr Schmelzpunkt lag bei 61° Celsius. Einige Jahre später erschien eine andere Kristallform, deren Schmelzpunkt bei 94° Celsius lag. Von da an aber trat die erste nicht mehr auf.
  • Dass eine Modifikation eines Stoffes eine andere verdrängt, ist in der pharmazeutischen Industrie ein wohlbekanntes Phänomen:

    • So wurde z.B. das Antibiotikum Ampicillin zuerst als Monohydrat kristallisiert, bei dem auf ein Molekül Ampicillin ein Molekül Wasser kommt. Von den 60-er Jahren des 20. Jahrhunderts an kristallisierte Ampicillin dann aber zunehmend als Trihydrat, das auch eine andere Kristallform aufwies — und ab da konnten trotz aller Bemühungen Monohydratkristalle nicht mehr gezüchtet werden.
    • Ritonavir, ein von der Firma Abbott Laboratories entwickelter Arzneistoff gegen Aids, hatte 1996 Markteinführung. Nach 18 Monaten aber, stellten die Chemietechniker eine bis dahin nicht beobachtete Kristallmodifikation fest, die zu unterbinden nicht mehr gelang: Schon wenige Tage nach ihrem ersten Auftreten beherrschte die neue Form die gesamte Produktion. Niemand wusste, was die Veränderung bewirkt haben mochte. Beide Formen waren chemisch genau gleich, nur war die neue Form um die Hälfte schwerer löslich, was bedeutete, dass Patienten bei normaler Dosierung nicht genügend Wirkstoff aufnahmen. Abbott musste Ritonavir vom Markt nehmen und setzte alles daran, die ursprüngliche Kristallform wieder herzustellen. Obgleich das schließlich gelang, war nicht zu erreichen, dass sich zuverlässig nur sie bildete; es entstanden von da an immer nur Mischungen beider Formen. Das ganze langwierige Verfahren hatte schon hunderte Millionen Dollar gekostet, bis man sich schließ­lich entschied aufzugeben und das Mittel künftig in Form einer Kapsel zu verabreichen, in der es in Lösung gehalten werden konnte.

Sheldrake schreibt weiter: » Dass die Kristallisation so schwer in den Griff zu bekommen ist, stellt die Chemiker vor ein ernstes Problem. Das Auftreten neuer Kristallmodifikationen macht deutlich, dass die Chemie nicht außerhalb der Zeit steht, sondern historisch und evolutionär ist wie die Biologie. «

Insbesondere das Beispiel von in sinnvoller Weise wachsender, sich selbst organisierender DNA-Moleküle zeigt auch, dass selbst Chemoevolution nicht einfach nur zufallsgetrieben sein kann. Es muss da auf jeden Fall Informationsvernetzung geben, eine Art » Bewusstsein des Ganzen «. Kann es sich da wirklich nur um physikalische Gesetze handeln, welche Regeln darstellen, wie sich Energie verteilen oder nicht verteilen kann?

Sheldrakes morphische (= formgebende) Felder dürften in Summe exakt das gesamte uns darstellende und uns umgebende Quantenfeld sein: die Summe sämtlicher Elementarteilchenfelder. So gesehen ist seine Theorie überhaupt nichts Revolutionäres. Und in der Tat: Er sucht in seinen Büchern ja auch gar nicht nach diesem Feld, sondern stellt lediglich fest, dass es Energieverteilung regelt und ihr Ordnung aufzwingt.

Dass vom einem Individuum einer Energieverteilung aufgezwungene Form deutlich länger erhalten bleiben kann als das Individuum selbst, ist nichts Ungewöhnliches: Die viele hundert Jahre alten Bilder, Plastiken und Kathedralen, welche wir in großer Zahl heute noch bewundernd betrachten, — aber auch altes, uns überliefertes, von uns noch immer diskutiertes Gedankengut — beweisen es.

Letztlich predigt Sheldrake nur, auf was auch Hans-Peter Dürr immer wieder hinwies: Kein Individuum — wie belebt oder unbelebt es auch immer sein möge — endet dort, wo es aus unserer groben Alltagssicht heraus, endet: Da Quantenphysik es als Summe von Feldanregungen erkannt hat, ist klar, dass es — wie schwach auch immer — im gesamten Universum präsent sein muss und sein Sterben in aller Regel ein über sehr lange Zeit andauerndes "Verklingen" sein wird.
Wissenswertes zu "Lernfähigkeit chemischer Verbindungen, Ursprung des Lebens, Chemoevolution" zusammengestellt durch Gebhard Greiter.
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