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Neues Leben

28 Beiträge, Schlüsselwörter: Evolution, Biologie, Lebensformen

Neues Leben

18.01.2010 um 21:06
@Hexagram
In der Gasphase wird das aber schwierig mit der Struktur, wie willst Du da die Informationsgebenden Elemente beieinanderhalten? Bzw. wenn Du Moleküle bekommst, die hinreichend Informationen speichern können, werden die wohl spontan auskondensieren.

@Zenit
Erstmal sprech ich die Möglichkeiten für spontane Formung an, künstliches Leben komm ich später drauf zurück.

Ich würde es nicht unbedingt Privilegien des Kohlenstoffs nennen, aber man kann es so ausdrücken. Es geht dabei vor allem um die chemischen Eigenschaften der Elemente.
Die Anzahl möglicher Bindungen ist dabei nicht zu unterschätzen. Wenn Du im Periodensystem weiter nach unten gehst, werden es zwar gerne mal mehr, aber sie werden dann auch instabiler. Wenn man in der ersten Periode bleibt dann ist das Maximum 4. Man kann zwar auch andere Elemente dazu bringen aber beim Kohlenstoff ist das Standard. Wenn Du jetzt 2 davon benutzt um eine Kette aus C zu formen so bleiben Dir noch 2 Bindungen pro C um da Variabilität rein zu bringen. Und die Ketten können grundsätzlich beliebig lang sein, oder man kann auch verschieden große Ringe daraus bilden. Dann kannst Du die Ketten noch verzweigen, und durch Doppelbindungen kannst Du da noch weiter variieren.
Jetzt haben wir quasi schon ein riesiges Repertoire an möglichen und vor allem sehr verschiedenen Strukturmolekülen ohne auch nur ein weiteres Element zugelassen zu haben.
Das klappt mit anderen Elementen so nicht.
Reiner Kohlenstoff würde sich zwar auch nicht so anordnen, aber als Grundlage Zur Erklärung lass ich das mal so stehen.
Wenn irgendwo Leben ensteht und es ist gerade nicht auf Kohlenstoffbasis, dann ist es eins der direkt benachbarten Elemente, am ehesten noch Silizium, oder eine Mischung.
Mit den anderen Elementen, und da lehn ich mich jetzt so weit aus dem Fenster, ist das chemisch unmöglich.

Bei künstlichem Leben sieht die Sache anders aus. Da man ja gerade künstlich bestimmten Organisationsprozessen entgegenwirken kann. Reines Silizium würde sich als ein geordneter Kristall anordnen, aber technisch ist es ja eben möglich es so anzuordnen, dass es als Speichermedium fungieren kann.
Künstliches Leben ist wohl eher eine Frage der praktischen Machbarkeit, als eine Frage der theoretischen Möglichkeit.


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Neues Leben

18.01.2010 um 21:11
@Zenit
Wenn wir eine Ursuppe kreieren aus der neues Leben entstünde, dann gäbe es sicher einige wenige fundamentale Gemeinsamkeiten, aber zu großen Teilen dürfte das Ergebnis völlig anders aussehen.
Die Entwicklung ist ja eher eine Sache von physikalischen Zwängen, daher fundamentale Gemeinsamkeiten. Aber da es eben auch Zufallselemente gibt, wird es garantiert nicht so aussehen wie das Leben das wir kennen.


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Obrien
ehemaliges Mitglied

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Neues Leben

18.01.2010 um 22:58
@buddel

Aber nicht ex nihil, d.h. man nimmt eine beliebige Menge an dNTPs und lässt sie miteinander reagieren und es entsteht ein genetischer Code.

Es ist zwar möglich, längerkettige vollsynthetische DNA-Moleküle zu erzeugen, aber in ihnen eine genetische Information einzuspeichern oder gar ein vollständiges Genom zu erzeugen, ist weitab aller Möglichkeiten. Künstliche DNAs werden zum Beispiel zur Markierung von Ölltankerladungen verwendet.

Aber es reicht ja nicht, die für die Codierung von Proteinen, Nukleotide aneinander zu reihen, du musst auch die ganzen regulatorischen Sequenzen(Promotoren, Silencer etc) einbauen und aufeinader abstimmen. Derzeit arbeiten 4 Petaflop (Folding@Home, größte bisher erreichte Rechenleistung)) daran, allein die posttranslationale Faltung von Proteinen zu berechnen, um ein vollständiges künstliches Genom zu erzeugen...muss meine Oma noch lange für stricken;)

@Zotteltier

Wenn irgendwo Leben ensteht und es ist gerade nicht auf Kohlenstoffbasis, dann ist es eins der direkt benachbarten Elemente, am ehesten noch Silizium, oder eine Mischung

Silizium kann zwar auch 4 Bindungen aufbauen, aber keine sonderlich stabilen Doppel und Dreifachbindungen, da sie empfindlich auf Sauerstoff reagieren. Silizium ist eines der häufigsten Elemente auf der Erde, genau wie Sauerstoff und wie es das Schicksal so will liegen sie auch beide fast ausschliesslich in Form von Si02 vor. Die meisten kennen das vielleicht eher als "Sand" oder in seiner amorphen Form als Glas. Die Bindungsenergie dieser Verbindung ist recht hoch, deswegen ist sie chemisch stabil.

Äusserst ungünstig um damit einen biologischen Kreislauf in Gang zu halten.
Hmm, naja, vielleicht in Nähe des Zentralgestirns,wo die Energie kein Problem ist. Nur muss es dann auch eine flüssige Phase geben...


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Neues Leben

19.01.2010 um 15:15
@Obrien
Silane insgesamt dürften keiner Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt werden, das ist nicht nur auf Doppel- und Dreifachbindungen beschränkt. Letztere bekommt man eigentlich auch nur mit Tricks stabil hin.

Silikate weisen auch eine gewisse Variabilität auf, man denke an Gruppen- Ketten- Schicht- und Inselsilikate oder Zeolithe. Was dann eher eine Al-Si-O Lebensform wäre.

Aber hier hat man wieder das Problem, dass die eher zu den höher geordneten Strukturen neigen.

Und das SiO2 schmilzt irgendwo bei 1700° C das dürfte ziemlich dicht am Zentralgestirn sein. ;)


Man könnte sich nochmal Bor anschauen, das bildet so hübsch strange Verbindungen :D


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Neues Leben

19.01.2010 um 20:03
Jeh mehr wir hier diskutieren, komme ich zu dem gedanken das es eigentlich nur CoBa lebensformen geben kann und von denen dann auch nur in Combination mit Sauerstoff.


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Obrien
ehemaliges Mitglied

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Neues Leben

20.01.2010 um 10:11
@Zotteltier

Silikate weisen auch eine gewisse Variabilität auf, man denke an Gruppen- Ketten- Schicht- und Inselsilikate oder Zeolithe. Was dann eher eine Al-Si-O Lebensform wäre.

Wobei sich die Silikate in ihrem Aufbau ähneln, da sie idR. aus Si04 Tetraedern bestehen. Aber wie du schon sagtest, Silane als Analogie zu den Alkanen sin chemisch instabil. Also eine dem Kohlenstoff ähnliche Silizium-Chemie dürfte in der Natur eher selten vorkommen.

Und das SiO2 schmilzt irgendwo bei 1700° C das dürfte ziemlich dicht am Zentralgestirn sein

Die flüssige Phase soll ja nicht aus dem SiO2 bestehen, wir bestehen auch zu einem großen Teil aus Wasser und nicht aus Alkohol oder Karamell(wobei ich das ja gar nicht schlecht fände :D ). Allerdings wird die Wahl an geeigneten Verbindungen eng, mir fällt da keine ein.

Ist ja auch letztenendes relativ egal und höchst spekulativ über Leben zu diskutieren, das nicht auf Kohlenstoff basiert.


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Neues Leben

20.01.2010 um 10:58
@Obrien
Hm ja stimmt man kann ja auch anders ans SiO2, mittels Flußsäure zum Beispiel. Das wäre dann die grobe Kelle ;)

Was man für die Entstehung von Leben bräuchte, wäre ja irgendeine polymere Verbindung die Informationen speichern könnte, und die sich selbst aus den Monomeren reproduzieren kann, ohne dass dabei Original und Kopie dauerhaft aneinanderhaften.
Dann steht man ja schon fast am Anfang der Evolution, und alles was irgendwie von Vorteil ist kann dann eingebaut werden.

Wie das mit Kohlenstoff gehen könnte ist uns ja aus der Beobachtung bekannt. Und wenn man ähnliche Thermodynamische Bedingungen wie bei uns annimmt, ist das wohl auch die einzige Möglichkeit.

Natürlich ist das alles spekulativ, es geht aber ja auch erstmal darum was grundsätzlich möglich ist, und was man ausschließen kann. Und da müsste man mal durchdenken, wie z.B. Siliziumverbindungen unter anderen Bedingungen reagieren.

Deine Frage nach dem Lösungsmittel, könnte man ja mal angehen. Wasser steht im Bereich 0-100°C zur Verfügung unter Normalbedingungen. Grundsätzlich müsste es eine relativ einfache Verbindung sein, aus häufigen Elementen bestehen, damit es in großer Menge vorliegt, und wenigstens einigermaßen stabil unter gegebenen Bedingungen.
Ich hab jetzt aber nicht so wirklich Lust alle möglichen Siedepunkte rauszusuchen.


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