Sonnensystem, Evolution und Kosmologie: Grundlagen der Astronomie und Biologie

Die Sonne und das Sonnensystem

Die Sonne

Die Sonne ist der Stern unseres Planetensystems. Sie hat eine durchschnittliche Größe unter den Sternen und ist millionenfach größer als die Erde. Sie ist eine Kugel aus leuchtendem Gas.

Planeten

Dies sind Himmelskörper, die die Sonne umkreisen. Ihre Massen sind groß genug, um eine nahezu kugelförmige Gestalt anzunehmen, und sie haben ihre Umlaufbahn von anderen Objekten bereinigt.

Zwergplaneten (Dwarf Planets)

Himmelskörper, die die Sonne umkreisen und eine Masse besitzen, die groß genug für eine fast kugelige Form ist, aber ihre Umlaufbahn nicht bereinigt haben (z.B. Ceres, Pluto, Eris).

Satelliten

Dies sind Himmelskörper, die um Planeten kreisen.

Asteroiden

Felsige Körper, meist unregelmäßiger Form.

Kometen (Kites)

Kleine Himmelskörper, die jenseits von Neptun im Kuipergürtel umkreisen. Sie bestehen hauptsächlich aus Eis und Staub.

Nebel

Dies sind Massen von interstellarem Staub und Gas. Sie werden als Dunkle Materie (His Dark Materials) bezeichnet, da die Materialien, aus denen Sterne und Nebel bestehen, weniger als 10% der Gesamtmasse der Galaxie ausmachen. Der Rest wird als dunkle Materie und dunkle Energie bezeichnet.

Kosmologische Theorien und Entstehung

Planetesimaltheorie

Die am meisten akzeptierte Theorie zur Entstehung des Universums.

Anfänglicher Nebel

Vor etwa 4,6 Milliarden Jahren begann ein rotierender Nebel aus Staub und Gas, dessen Dimensionen unser heutiges Sonnensystem übertrafen, sich zu konzentrieren.

Gravitationskollaps

Die Konzentration oder der Gravitationskollaps bildete eine zentrale Masse und eine rotierende Scheibe darum herum.

Protosonnenbildung

Die Kollision in der zentralen Masse setzte große Mengen an Wärme frei. Die Kernfusion von Wasserstoff begann, was die Geburt eines Sterns markierte – die Protosonne im Inneren des Nebels.

Bildung von Planetesimalen

Partikel aus Staub und Gas der rotierenden Scheibe um die Protosonne folgten einem Gruppierungsprozess. Durch Kollisionen und Fusionen entstanden aus diesen Granulaten von wenigen Millimetern größere Körper, die Planetesimale, mit Größen von mehreren hundert Metern bis Kilometern.

Bildung von Protoplaneten

Durch Kollisionen und die Vereinigung von Planetesimalen entstand durch Akkretion der Ursprung der primitiven Planeten oder Protoplaneten.

Bereinigung der Umlaufbahn

Während der Akkretion klärte jeder Protoplanet seine Umlaufbahn von Planetesimalen.

Ursprung des Lebens

Präbiotische Synthese: Bildung einfacher organischer Moleküle

Die Komponenten der primitiven Atmosphäre reagierten unter starker Sonneneinstrahlung und Blitzeinschlägen zu organischen Molekülen wie Aminosäuren.

Bildung komplexer organischer Moleküle

Einfache organische Moleküle kombinierten sich zu komplexeren Molekülen, die sich im Urozean ansammelten, was zur sogenannten Ursuppe führte.

Die Bildung von Koazervaten

Einige dieser Verbindungen der Ursuppe vereinigten sich und schufen Hohlkugeln oder Koazervate. Innerhalb dieser Koazervate lagerten sich Moleküle ein, einschließlich Nukleinsäuren, die in der Lage waren, Kopien von sich selbst zu erstellen.

Panspermie

Diese Theorie verlagert den Ursprung des Lebens an einen anderen Ort im Universum. Sie besagt, dass das Leben vor Millionen von Jahren auf die Erde kam, als die ökologischen Bedingungen anders waren als heute. Die ersten Lebewesen, die die Erde besiedelten, waren wahrscheinlich anaerobe Bakterien, die als Sporen (resistente Form in Meteoriten) ankamen.

Ernährung: Die Mittelmeer-Diät

Grundlagen der Mittelmeer-Diät

Die Grundlage der Ernährung bilden Kohlenhydrate, die durch Obst, Gemüse und Getreide wie Reis und dessen Derivate (Brot oder Nudeln) bereitgestellt werden. Hülsenfrüchte wie Linsen oder Bohnen gehören ebenfalls dazu.

Proteine und Fette

Proteine stammen hauptsächlich aus Fisch statt Fleisch. Das wichtigste verwendete Fett ist Olivenöl, sowohl zum Kochen als auch zum Aromatisieren von Speisen.

Gesundheitliche Vorteile

Die mediterrane Ernährung gilt als sehr gesund, da sie eine ausreichende Menge an Kohlenhydraten, Ballaststoffen, Vitaminen und Fetten liefert, die reichlich aus Olivenöl und Fisch stammen.

Wissenschaftsgeschichte und Irrtümer

Anthropozentrisches Weltbild (Festigkeit)

Kopernikus entfernte zwar die Erde aus dem Zentrum des Universums, aber es hielt sich lange die Vorstellung, dass dieser Planet und alles um ihn für die menschliche Spezies geschaffen wurde.

Die Idee eines nur 6000 Jahre alten Landes

Eine Berechnung, die auf einer wörtlichen Auslegung der Genesis basiert, lieferte eine klare zeitliche Information, die für die eingetretenen evolutionären Veränderungen unzureichend ist.

Falsche Beweise des gesunden Menschenverstandes

Beobachtungen, die offensichtlich erscheinen und als unwiderlegbare Beweise präsentiert werden, aber dennoch falsch sind. Ein Beispiel ist die Annahme, dass Arten auf menschlicher Zeitskala unveränderlich sind.

Evolutionstheorien

Lamarckismus

Organismen verändern sich zwangsläufig im Laufe der Zeit. Durch Umweltveränderungen ändern Arten ihre Gewohnheiten und Bedürfnisse. Diese erworbenen Veränderungen werden an die Nachkommen weitergegeben (Informationen in der DNA).

Phänotyp

Der Aufbau dieser Veränderungen würde zur Entstehung einer anderen Spezies führen.

Genotyp

Dies sind die beobachtbaren Eigenschaften eines Individuums (z.B. Haarfarbe, Größe oder Intelligenz).

Darwinismus

• Es werden mehr Individuen jeder Art geboren.
• Es gibt vererbbare Unterschiede zwischen den Individuen einer Spezies.
• Es tritt die natürliche Auslese ein, wodurch sich die Population allmählich anpasst.

Synthetische Theorie

Die evolutionäre Einheit ist die Population, nicht das Individuum

Population bedeutet, dass alle Individuen einer Art im selben Gebiet leben. Die natürliche Selektion wirkt auf den Genpool der Population, d.h. auf alle Genvarianten, die in einer Population vorhanden sind.

Die Quelle der Variabilität ist die Mutation

Mutation wird als plötzliche Veränderung der DNA definiert. Diese Veränderungen führen dazu, dass Organismen einige andere Eigenschaften zeigen als zuvor.

Entstehung neuer Arten (Artbildung)

Trennung und unabhängige Evolution

Zwei Populationen derselben Art werden durch eine geografische Barriere getrennt, wie das Meer oder ein hoher Gebirgszug. Jede dieser Populationen erfährt unabhängige Mutationen.

Anhäufung von Unterschieden

Die Anhäufung von Unterschieden zwischen den beiden Populationen und die natürliche Selektion führen schließlich zur Entstehung von zwei verschiedenen Arten.

Primaten und Hominiden

Hominoidea

Menschenähnliche Primaten. Sie sind Säugetiere, die sich von anderen Unterordnungen durch das Fehlen eines Schwanzes, eine stärkere Entwicklung des Gehirns und der Intelligenz sowie die Fähigkeit, zumindest vorübergehend, eine aufrechte Haltung einzunehmen, unterscheiden.

Hominiden

Alle Tiere, die einen gemeinsamen Vorfahren mit uns teilen, der nicht mit dem Schimpansen geteilt wird. Sie bilden allgemein eine Familie, die eine höhere Klassifizierungsebene als die Gattung darstellt. Einige werden jedoch als Untergattung klassifiziert, eine Kategorie, die gemeinsame Merkmale von Mitgliedern einer Gattung zusammenfasst, die andere Mitglieder nicht teilen.