Entstehung der ersten Zelle

Wieso ist es nicht möglich, eine einzige lebende Zelle zu "synthetisieren"?

@hochstädter

Zu komplexe Vorgänge auf in zu kleinen Abmessungen würde ich sagen.

mfg
kuno

@hochstädter

Ist es denn nicht möglich? Wenn nein, woraus schließt Du das? Und weiter: Was wäre denn nötig, um die Synthese gelingen zu lassen?

@Hoffmann

Ich hätte da nochmal eine Frage an Dich:

Bekanntermaßen geht es in den Diskussionen um die Entstehung der ersten Zelle oder auch den vielen so kompliziert aufgebauten Molekülen/Proteinen, oft um die Frage der Wahrscheinlichkeit ihrer Entstehung.
Soweit ich das bisher mitverfolgen konnte, sind sich beide Seiten (ich sag mal Biologen und Gegner, welche nicht unbedingt Kreationisten sein müssen, bzw. denke ich da z.B. an Programmierer die glauben die Unwahrscheinlichkeit einer Entstehung innerhalb der auf der Erde gegebenen Zeit nachweisen zu können) einig, das eine spontane Entstehung aus Gründen der Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann.

Weiter habe ich verstanden das Evolution-Befürworter sagen, das hinter der Entstehung von komplizierten Molekülen und Zellen kein Plan steht, sondern das Selektion bzw. biochemische und physico-chemische Gesetzmäßigkeiten enorm in den Zufall eingreifen.

Die Zweifler daran behaupten jedenfalls, das durch Zufall keine komplizierten Dinge mit Funktionalität entstehen, während die Biologen sagen das man selektiv und schrittweise eine "unendlich unwahrscheinliche" Struktur in die Anordnung hereinbekommen kann.

Dir soll bei Deiner Antwort klar sein, das es mir um Wahrheit geht, und ich weder der einen noch anderen Seite angehöre. Ich lese beide Seiten, und bisher hat mich die Aussage das durch Zufall keine komplizierten Dinge mit Funktionalität entstehen, mehr überzeugt. Allerdings würde ggf. eine klar logisch nachvollziehbare Antwort - bezüglich dessen wie Selektion bzw. biochemische und physico-chemische Gesetzmäßigkeiten enorm in die Entstehung dieser vielen unterschiedlichen Proteine (im Körper soll es wahrscheinlich bis zu 1 Million unterschiedlich komplizierter Proteine geben) und der ersten Zelle eingegriffen haben - . bei mir den Zeiger zur anderen Seiten ausschlagen lassen.
Bitte komme mir aber nicht wieder mit Deiner eigenen Rechnung, die ich erstens für falsch halte, und die zweitens wissenschaftlich nicht belegt/anerkannt ist, sondern bringe bitte einfache, gute und logisch nachvollziehbare Beispiele - und Du wirst sehen das ich völlig Ergebnis-Offen bin.

@Hoffmann

Zusatz:

Ich habe schon gelesen, dass Fliessgleichgewichte fernab des thermodynamischen Gleichgewichts in Selektion-Prozesse hineintreiben können, denen ein natürlicher Entwicklungsprozess und damit Evolution als Ereignis folgt.

Und ja, ich kenne auch das Miller-Urey Experiment, doch dazu nochmal ein Zitat von Bill Bryson:

Im Jahr 1953 nahm Stanley Miller, Doktorand an der Universität Chicago, zwei Flaschen in die Hand . Die eine enthielt ein wenig Wasser, das einen Ur-Ozean darstellen sollte, die andere Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff, ein Gasgemisch, mit dem er die Atmosphäre der Erdfrühzeit nachahmen wollte. Er verband beide Flaschen mit Gummischläuchen und ließ darin elektrische Funken als Ersatz für Blitze überspringen. Nach wenigen Tagen hatte sich das Wasser in den Flaschen grün und gelb verfärbt – es war zu einer kräftigen Brühe aus Aminosäuren, Fettsäuren, Zuckern und anderen organischen Verbindungen geworden.
Millers Chef, der Nobelpreisträger Harold Urey, erklärte begeistert: »Wenn Gott es nicht so gemacht hat, hat er eine gute Gelegenheit ausgelassen.« In den Presseberichten aus jener Zeit klang es so, als müsse man jetzt nur noch einmal gut schütteln, und dann werde etwas Lebendiges herauskrabbeln.
Nach und nach stellte sich jedoch heraus, dass es so einfach nicht ist.
Obwohl fast ein halbes Jahrhundert lang weiter geforscht wurde, sind wir dem synthetischen Leben heute nicht näher als 1953, und der Gedanke, wir könnten es erschaffen, ist sogar in viel weitere Ferne gerückt.
Heute sind die Fachleute sich ziemlich sicher, dass die Ur-Atmosphäre sich für eine solche Entwicklung bei weitem nicht so gut eignete wie Millers und Ureys Gasgemisch, sondern dass es sich um eine viel weniger reaktionsfreudige Mischung aus Stickstoff und Kohlendioxid handelte.
Als man Millers Experiment mit diesen wesentlich schwierigeren Ausgangsmaterialien wiederholte, kam nie mehr als eine einzige, recht einfach gebaute Aminosäure heraus . Und ohnehin ist die Entstehung der Aminosäuren nicht das eigentliche Problem.

Und ich glaube auch nicht das es Zufalls-Evolution gibt (in Bezug auf die chemische Evolution), sondern mehr daran das eine Selbstorganisation der Materie zu den ersten Zellen geführt hat.

Nur ist das nirgendwo einleuchtend erklärt, bzw. sollte es doch nachvollziehbar und reproduzierbar sein. Doch ist niemals die Entstehung von Leben beobachtet oder im Labor nachgestellt worden.

Ich suche nach greifbaren Denkansätzen, logischen Beispielen und belegten Experimenten, welche mir auf zeigen können, wie diese komplizierten Gebilde durch Selektion entstanden sind. Nicht nur "es könnte so oder so gewesen sein" - sondern Hard Evidence, nachvollziehbare Fakten.

Wenn es so sein sollte, das Selektion, bzw. biochemische und physico-chemische Gesetzmäßigkeiten zu solchen komplizierten hoch-funktionalen Gebilden zwangsläufig führen, dann würde das aus meiner Sicht für die zwangsläufige Entwicklung von Leben unter gegebenen Umständen sprechen.

@TangMi

TangMi schrieb:Weiter habe ich verstanden das Evolution-Befürworter sagen, das hinter der Entstehung von komplizierten Molekülen und Zellen kein Plan steht,

Nöö - sagen sie nicht, denn die Evolutionstheorie kümmert sich nämlich gar nicht um Moleküle und/oder Zellen, das machen Biochemiker.
Die Evolutionstheorie kümmert sich um bereits fertige Lebensformen.

TangMi schrieb:Dir soll bei Deiner Antwort klar sein, das es mir um Wahrheit geht,

Das es "die Wahrheit" nicht gibt, sollte Dir klar sein, mann kann höchstens im Rahmen der bisherigen gewonnenen Erkenntnisse antworten.

TangMi schrieb:und ich weder der einen noch anderen Seite angehöre.

Auch wenn Du lobenswerterweise beide Seiten liest, was nicht Jeder von sich sagen kann, zeigst Du im folgenden Satz, das Du Dich eben doch für eine Seite entschieden hast. "... bisher hat mich die Aussage das durch Zufall keine komplizierten Dinge mit Funktionalität entstehen, mehr überzeugt. ..." Und anstatt Du an dieser Stelle eine Alternative anbietest, oder schreibst, was Dich mehr überzeugt, herscht schweigen im Walde. Schade eigentlich.

TangMi schrieb:Allerdings würde ggf. eine klar logisch nachvollziehbare Antwort - bezüglich dessen wie Selektion bzw. biochemische und physico-chemische Gesetzmäßigkeiten enorm in die Entstehung dieser vielen unterschiedlichen Proteine (im Körper soll es wahrscheinlich bis zu 1 Million unterschiedlich komplizierter Proteine geben) und der ersten Zelle eingegriffen haben - . bei mir den Zeiger zur anderen Seiten ausschlagen lassen.

Hier wirfst Du vieles durcheinander. So vergleichst Du z.B. eine einzelne Zelle mit einem kompletten Lebewesen und wunderst Dich obendrein noch, wie die Millionen unterschiedlicher komplizierter Proteine aus nur einer Zelle entstehen konnten.
Hast Du schon mal an den Entwicklungszeitraum gedacht, der zwischen erste Molekülbildung und Mensch liegt? Es sind rund 3.000.000.000 Jahre. Kannst Du Dir diesen Zeitraum vorstellen?
Nein, das kann Niemand. Denn der Mensch kann sich ja noch nicht mal den Zeitraum von "nur" 80 Jahren vorstellen. Und da uns die Vorstellung von 3 Mrd. Jahren fehlt, können sich viele Menschen dann auch nicht vorstellen, wie aus einfachen Molekülen eine Zelle entsteht und daraus wiederum unsere heutigen Lebewesen.

Weiterhin handelt es sich in diesem einen Satz um viele einzelne Prozesse, die auch alle einzeln von einander erklärt werden müßten, was einem Bio-Studium gleichkommen würde und von daher den Rahmen dieses Forums sprengen würde.

TangMi schrieb:Bitte komme mir aber nicht wieder mit Deiner eigenen Rechnung, die ich erstens für falsch halte, und die zweitens wissenschaftlich nicht belegt/anerkannt ist,

Erachtest nur Du diese Rechnung für falsch, oder hast Du tatsächlich einen Link, das sie nicht wissenschaftlich anerkannt ist?
Falls ersteres zutrifft so ist das Deine ganz eigene Meinung dazu. Falls letzteres zutrifft, nur her damit. Ansonsten ist das lediglich eine gegenstandslose Aussage.

TangMi schrieb:Und ich glaube auch nicht das es Zufalls-Evolution gibt

Und da haben wir wieder das Problem, das Glauben und Wissen auf eine Stufe gestellt werden will. Denn wenn es keinen Zufall gäbe, müßtest Du dann nicht zweimal wöchentlich "6 Richtige" mit Zusatzzahl haben?

TangMi schrieb:sollte es doch nachvollziehbar und reproduzierbar sein.

Hat es Deine Mutter an Dir nicht nachvollziehbar reproduziert?

TangMi schrieb:Ich suche nach greifbaren Denkansätzen, logischen Beispielen und belegten Experimenten, welche mir auf zeigen können, wie diese komplizierten Gebilde durch Selektion entstanden sind.

Leider fehlt uns Menschen die Zeit dazu, da das Experiment über mehrere Millionen Jahre (unter Beobachtung) laufen müßte. Vor diesem Hintergrund wirst auch Du nun einsehen müssen, das es nicht beobachtbar ist, wie sich aus Molekülen eine Zelle bildet.

Micha007 schrieb:Hier wirfst Du vieles durcheinander. So vergleichst Du z.B. eine einzelne Zelle mit einem kompletten Lebewesen und wunderst Dich obendrein noch, wie die Millionen unterschiedlicher komplizierter Proteine aus nur einer Zelle entstehen konnten.
Hast Du schon mal an den Entwicklungszeitraum gedacht, der zwischen erste Molekülbildung und Mensch liegt? Es sind rund 3.000.000.000 Jahre. Kannst Du Dir diesen Zeitraum vorstellen?
Nein, das kann Niemand. Denn der Mensch kann sich ja noch nicht mal den Zeitraum von "nur" 80 Jahren vorstellen. Und da uns die Vorstellung von 3 Mrd. Jahren fehlt, können sich viele Menschen dann auch nicht vorstellen, wie aus einfachen Molekülen eine Zelle entsteht und daraus wiederum unsere heutigen Lebewesen.

Weiterhin handelt es sich in diesem einen Satz um viele einzelne Prozesse, die auch alle einzeln von einander erklärt werden müßten, was einem Bio-Studium gleichkommen würde und von daher den Rahmen dieses Forums sprengen würde.

Sorry, aber das lass ich unkommentiert. Wenn Du Dir so was aus meinen Aussagen heraus liest, dann gut, akzeptiere ich. Aber bitte erwarte von mir nicht das ich darauf antworte, zumal ich Dich gar nicht angesprochen habe.

@TangMi

TangMi schrieb:zumal ich Dich gar nicht angesprochen habe.

Man muß in einem Diskusionsforum nicht explizit angesprochen werden, um mitzudiskutieren.

Andererseits wird Dir @Hoffmann ähnlich antworten (bzw. mit meinen Aussagen konform gehen), da meine Aussagen (wie gefordert) logisch aufbauen.

Und daß Du meine Aussagen nicht kommentierst, zeigt mir einmal mehr, das Du Dich eben doch für eine Seite entschieden hast. Denn Du bietest weder Alternativen noch Gegenargumente meinen Aussagen gegenüber. recht schwach, findest Du nicht?






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Laß Dir mit der Antwort ruhig Zeit, denn ich bin erst gegen 18:00h wieder online.

@Micha007 ...und Tschüss!

@Hoffmann

Klammer die Zwischenbeiträge bitte aus, ich habe mich nicht entschieden, sondern folge nur meiner Logik bis ich bessere Antworten bekomme. Zur Not entscheide ich mich auch 20x am Tag um - (leicht übertrieben, aber trifft den Kern - und der Kern meiner Frage ist ja - neben vielleicht vielen missverständlichen Aussagen meinerseits: Wie funktioniert ggf. die chemische Selektion, so das daraus so ein hoch-funktionales System wie eine Zelle entstehen kann? P.S.: Ich meine nicht unendlich komplizierte "nicht - funktionale Gebilde/Systeme", sondern funktionale Zellen)

Bitte mit möglichst einfachen Worten für einen Nicht-Fachmann erklären.

TangMi schrieb:bringe bitte einfache, gute und logisch nachvollziehbare Beispiele

Das habe ich bereits mehrfach getan.

Hier zum Beispiel:

Teilchen die Leben im All verbreiten könnten entdeckt... (Seite 14) (Beitrag von Hoffmann)

Oder hier:

Teilchen die Leben im All verbreiten könnten entdeckt... (Seite 8) (Beitrag von Hoffmann)

Aber auch hier:

Beitrag von Hoffmann (Seite 18)

Und hier:

Beitrag von Hoffmann (Seite 18)

Gemeinsamer Tenor ist, dass es eine Ko-Evolution gegeben haben muss zwischen Polymerwachstum einerseits und Funktionalität andererseits. Und das klappt eben nur in geschützten Reaktionsräumen, wo ein Stoff- und Energieaustausch erfolgen kann - eben die schon mehrmals genannten Matrizes (Singular: Matrix), die sich wahrscheinlich in Sedimentschichten in der Nähe vulkanisch aktiver Zonen auf Meeresspiegelhöhe befunden haben und im Gezeitenwechsel periodisch trocken fielen.

Experimentell sind wir noch nicht so weit, um Reaktionszyklen spontan hochwachsen zu lassen, so dass es hierzu noch keine Resultate gibt, die z.B. die Gangbarkeit einer RNA-Welt demonstrieren. Der Umstand, dass es sehr kurze RNA-Oligomere gibt, die als Ribozym wirken sowie sehr kurze Oligopeptide, die als Kofaktoren von Ribozymen wirken, legt nahe, dass bereits mit sehr kurzkettigen Molekülen erste einfache Stoffwechselwege in der Matrix begonnen haben können.

TangMi schrieb:Wie funktioniert ggf. die chemische Selektion ...

Ganz einfach: Was funktioniert, bleibt übrig und kann als Fundament für weitere Optimierungen dienen. Da die Optimierungen im Schutz der Matrix ablaufen, können sich Zell-Vorläufer sukzessive entwickeln, bevor sie sich von der Matrix etablieren, indem sie abgespalten werden und das nötige Funktionsbesteck in sich haben, um weitere Teilungen in Eigenregie hinzubekommen.

Bis dahin ist es aber ein weiter Weg, denn der Knackpunkt ist eben das Finden eines Translationsmechanismus' und der lässt sich nicht a priori über Wahrscheinlichkeitsabschätzungen ermitteln. Entweder es passiert oder es passiert nicht. Wenn nicht, haben abgetrennte Vesikel außerhalb der Matrix keine Chance.

Wenn doch, muss sich innerhalb der Matrix über horizontalen Gentransfer eine robuste Vielfalt von Funktionspolymeren etablieren, die dann vererbbar werden kann. Und erst wenn dann eine Konzentration dieser RNA-Protein-Interaktion auf engen Räumen vorhanden ist, kann so etwas wie eine einzelne Protozelle entstehen, die sich dann spontan über Generationenwechsel vermehrt, um schließlich aus dem Zellverband, zu dem sich die Matrix dann entwickelt hat, auszuscheren.

Nicht ohne Grund sind die ältesten Mikrofossilien nach Art eines Zellverbands organisiert. Und die fossilen Stromatolithen sind wahrscheinlich Überreste solcher kommunalen Matrizes, innerhalb derer die Evolution solcher Zellverbände evolvierte.

@Hoffmann

Danke für Deine Antwort, Du bist ein fair. Habe im Moment eine unerwartete private Diskussion, und werde mir Morgen Zeit nehmen Dir zu antworten.

@TangMi

Kein Problem. Lass Dir ruhig Zeit.

@Hoffmann

Hab mir alles mehrmals durch gelesen, und das Meiste verstanden. Tatsächlich ist das Thema viel komplexer als ich dachte, und weil ich noch nicht alles verstanden habe, sehe ich den Denkfehler erstmal auf meiner Seite. Da ich jedoch "hobbymäßig" am Thema interessiert bin, werde ich mich in der nächsten Zeit, mit dem was ich noch nicht verstanden habe beschäftigen. Der "Zeiger" ist also erstmal wieder zurück gedreht (Dein Verdienst).... ;)

TangMi schrieb:Hab mir alles mehrmals durch gelesen, und das Meiste verstanden.

@Hoffmann Hat es auch ziemlich gut erklärt.
Beim lesen hat mich direkt wieder dieses Gefühl von Ehrfurcht vor
dem Leben gepackt wie als ich mich zum ersten mal intensiver mit dem Thema auseinander gesetzt und es "verstanden" habe.

Wirklich @Hoffmann , es hat Spaß gemacht deine Erläuterungen zu lesen.

@Tommy57

Wenn man einigen Berichten in der letzten Zeit - und auch dem Eintrag bei -http://www.spektrum.de/lexikon/biologie-kompakt/evolution/3961 - trauen darf, dann sind die frühesten Spuren des Lebens auf ca. 3,9Millarden Jahre vor unserer Zeit zu datieren.

Zu dieser Zeit fand auch das große Bombardement mit Meteoriten statt (vor 3,8 bis 4,1 Milliarden Jahren).

Wäre jedenfalls ein Big Point für die Panspermia-Theorie - und die Biologen müssten wohl umdenken, da dann ggf. nicht genug Zeit für die chemische Evolution zur Verfügung stand.

TangMi schrieb:... da dann ggf. nicht genug Zeit für die chemische Evolution zur Verfügung stand.

Selbst wenn sich diese Datierung irgendwann als zutreffend herausstellen sollte (die ältesten gesicherten Lebensspuren sind lediglich 3,4 Milliarden Jahre alt - aber das hatten wir schon), lässt sich zum Zeitbedarf einer chemischen Evolution nichts daraus ableiten.

Denkbar ist, dass vor dem LHB ein Zeitraum von mehreren Hundert Millionen Jahren zur Verfügung stand, so dass nach dem LHB eine adaptive Radiation durch die überlebenden hyperthermophilen Organismen stattfand und wir nur noch Überreste dieser Radiation nachgewiesen haben.

Und dass die Neubesiedlung leer gewordener Nischen sehr schnell vonstatten geht, wissen wir anhand des Beispiels von vor 65 Millionen Jahren, nachdem die Saurier ausgestorben waren.