Plattentektonik, Ursprung des Lebens und Evolution

Plattentektonik

Plattentektonik: Die Plattentektonik beschreibt die Bewegungen der Erdkruste aufgrund konvektiver Strömungen im Erdmantel. Dieser Prozess ist eng mit dem Begriff des Kontinentaldrifts verbunden. Die Theorie wurde wesentlich durch die Arbeiten von Alfred Wegener begründet. Ein weiterer Beweis für die Kontinentalverschiebung findet sich im Magnetfeld der Erde: Auf beiden Seiten der ozeanischen Rücken lassen sich magnetisierte Eisenminerale in Streifen beobachten, die ein symmetrisches Muster aufweisen.

Ursprung des Lebens und präbiotische Entwicklung

Origin of Life / Präbiotische chemische Entwicklung: In den 1920er Jahren postulierte Alexander Iwanowitsch Oparin, dass organische Moleküle aus anorganischen Verbindungen an der Oberfläche der frühen Erde entstanden und sich die primitivsten Formen des Lebens entwickelten. Man geht von einer primitiven Atmosphäre mit viel verfügbarer freier Energie aus, ohne schützende Ozonschicht und mit deutlich höherer UV-Strahlung als heute.

Cairns-Smiths Welt des Tons und Wächtershäusers Pyrit-Welt sind zwei Hypothesen zur Entstehung des Lebens. In beiden Fällen könnten anorganische Materialien als Vorlage für die Entwicklung grundlegender Funktionen gedient haben.

In der Ton-Welt wäre Leben als Ergebnis der Duplikation von anorganischen Molekülen entstanden, die im Ton eingeschlossen waren. In der Pyrit-Welt (Wächtershäuser) gelten Metall- und Sulfidoberflächen als Katalysatoren und als Wegbereiter für zelluläre Organisation. Diese Hypothesen wurden durch die Entdeckung der hydrothermalen Quellen gestützt.

Solche Moleküle konnten sich durch weitere Prozesse zu definierten Einheiten entwickeln, das heißt zu sogenannten Protozellen. Dazu war die Entwicklung einer physikalischen oder membranösen Abgrenzung notwendig.

Evolutionstheorie

Evolutionstheorie: Derzeit geht man davon aus, dass alle heutigen Lebewesen von einem gemeinsamen Vorfahren (LUCA) abstammen. Es gibt mehrere Theorien zur Evolution. Charles Darwin begründete eine Theorie, die auf dem Konzept des Wandels basiert und sich auf morphologische Veränderungen der Arten konzentriert. Diese Veränderungen erfolgen langsam und schrittweise, wobei die natürliche Selektion eine zentrale Rolle spielt.

Mit den Fortschritten der Genetik lassen sich morphologische Veränderungen auf Veränderungen in der DNA zurückführen. Diese moderne Synthese wird als Neo-Darwinismus bezeichnet. Sie besagt, dass die Variationen dem Zufall (Mutationen) zuzuschreiben sind und dass die Evolution auf Populationen wirkt, nicht auf einzelne Individuen.