Die Entstehung und Entwicklung des Lebens

Grundlagen des Lebens

Die Hauptkomponenten des Lebens sind Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Sie machen etwa 98% unseres Körpers aus.

Wasser ist ein gutes Lösungsmittel.

Energie für das Leben

Energie für das Leben wird aus chemischen Reaktionen gewonnen. Organische Stoffe, die diese Energie liefern, werden hauptsächlich durch Photosynthese von Pflanzen, Algen und einigen Bakterien hergestellt.

Um die in der Photosynthese synthetisierte organische Substanz zur Energiegewinnung für das Leben zu nutzen, ist ein Prozess namens Zellatmung erforderlich.

Autotrophe und Heterotrophe Organismen

Je nachdem, woher ein Organismus seine organische Substanz bezieht, unterscheidet man autotrophe und heterotrophe Organismen.

Evolution und Anpassung

Die Evolution des Lebens erforderte die Entwicklung verschiedener Mechanismen, um sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

Lebenswichtige Funktionen wie Stoffwechsel, Wachstum und Reproduktion stehen in engem Zusammenhang mit der Ernährung.

Ursprung der Elemente und des Wassers

Der Ursprung des Kohlenstoffs liegt in Sternen; auf der Erde kommt er aus dem Inneren, z. B. durch Vulkane.

Die am meisten akzeptierte Hypothese besagt, dass Wasser durch Asteroiden auf die Erde gebracht wurde, deren Umlaufbahnen jenseits des Mars liegen.

Ursprung des Lebens

Leben entstand unter Wasser, wo es geschützt war.

Ein Szenario für die Entstehung des Lebens: Das Innere war sehr heiß, es gab eine dichte Atmosphäre ohne Sauerstoff auf einem ozeanischen Planeten. Das Szenario für die Entstehung des Lebens war also ein ozeanischer Planet mit Unterwasservulkanen.

Ein historisches Experiment zeigte, wie sich inerte Materie in lebende Materie verwandeln könnte.

Stanley Miller synthetisierte Aminosäuren aus Ammoniak, Wasserdampf und Methan, die eine primitive Atmosphäre simulierten.

Miller schlug vor, dass diese Synthese auf der frühen Erde stattgefunden haben könnte und dass sie ein erster Schritt für die Entstehung des Lebens war.

Die Panspermie-Hypothese wird von jenen verteidigt, die glauben, dass die ersten Lebensformen aus dem Weltraum auf die Erde gelangten.

Evolution

Es wird allgemein angenommen, dass das Leben auf der Erde vor etwa 4 Milliarden Jahren entstand. Die Evolution hat Spuren und Beweise hinterlassen.

Auf dem Planeten gibt es schätzungsweise 50 Millionen Arten.

Alle diese Arten haben gemeinsame Vorfahren, deren Überreste als Fossilien in den Felsen eingeschlossen wurden.

Evolution ist ein zentrales Konzept.

Beweise für die Evolution

• Biologische Beweise: Vergleichende Studien an heute lebenden Organismen. Dies zeigt sich in der vergleichenden Anatomie, z. B. in der Ähnlichkeit von Knochenstrukturen (Homologie).
• Paläontologische Beweise: Fossilien, die die Entwicklung des Lebens über geologische Zeiträume dokumentieren.

Eine Art wird definiert als eine Gruppe von Organismen, die sich untereinander fortpflanzen können und deren Nachkommen fruchtbar sind.

Natürliche Selektion führt zur Anpassung und Evolution.

Historische Evolutionstheorien

Der britische Naturforscher Charles Darwin begründete die Theorie der Evolution durch natürliche Selektion, oft zusammengefasst als "Survival of the Fittest".

Jean-Baptiste Lamarck schlug eine Evolutionstheorie vor, bei der Organismen durch den Gebrauch oder Nichtgebrauch von Organen neue Eigenschaften erwerben und diese vererben (Vererbung erworbener Eigenschaften).