Leben ohne Sauerstoff

@neoschamane

Du übersiehst da Wesentliches.

1) Die meisten extremen ökologischen Nischen werden von Einzellern besetzt.

2) Vielzeller, die extreme Lebensräume besiedeln, spielen noch immer in einer anderen Liga als die höheren Wirbeltiere.

3) Extreme Lebensräume wie die Tiefsee sind tropholytisch, das heißt: hiesiges Leben ist auf Zufuhr von Biomasse aus anderen, lebensfreundlicheren Regionen angewiesen.

4) Daher können die meisten dieser extremen Lebensräume auch nur sekundär bzw. zeitweise von höherem Leben eingenommen werden, nachdem es sich anderswo weit genug entwickelt hat, um hier vorzudringen.

Es ist doch bezeichnend: nachdem vor knapp 400 Millionen Jahren einige Fische an Land gegangen sind, hat sich dort eine Wirbeltiervielfalt entwickelt. Im Meer hingegen kam keine Wirbeltierklasse aus den Fischen hervor. Dabei gibts hier viel mehr Raum und genauso viel Zeit. Offensichtlich ist schon das Meer, selbst im Flachwasserbereich, zu ungeeignet, um in der Evolution über die Fische hinauszuführen.

neoschamane schrieb:warum sollte das uns bekannte leben(zeittechnisch) der maszstab sein?

Das hatte mal Weizsäcker vorgerechnet. Die Mutationsrate hat sowas wie eine Ober- und Untergrenze ihres Tempos. Würden Vertreter einer Art zu schnell mutieren, hätten die einzelnen Individuen recht bald Probleme, einen geeigneten Sexualpartner zu finden, mit dem sie noch fruchtbaren Nachwuchs zeugen können. Eine zu hohe Mutationsrate läßt das Leben aussterben. Eine zu langsame Mutationshrate hingegen führt dazu, daß bei sich verändernden Umweltbedingungen nicht genügen Variationen vorhanden sind, unter denen eine bei sein könnte, die mit den neuen Bedingungen klar kommt. Eine zu geringe Mutationsrate fördert also ebenfalls das Aussterben.

Das, Gabriel-Knight-Fan, das ist der Maßstab, nicht das uns bekannte Leben.

Pertti

wenn man sich einmal anschaut wie vielfältig unsere natur ist...

und das es sogar Bakterien gibt die sich von Arsen ernähren
http://www.pharmazeutische-zeitung.de/?id=36141

warum soll es in den weiten und Millionen von Galaxien nicht Lebensformen geben
die unter vollkommen anderen bedingungen Leben...

ich finde wir menschen denken viel zu beschränkt und können uns nicht vorstellen das es etwas anderes gibt als das auf der grundlegenden basis unseres hier entstandenen lebens.

wieso nicht?

es muss nicht zwangsläufig intelligent sein, und falls doch werden mutmassungen ja immer belächelt und abgetan... früher oder später werden wir schon so eine entdeckung machen...

spätestens bei der ersten Marslandung... (in form von bakterien)
Dort herrschen ja auch völlig andere zustände auf der erde...

Druck... atmosphäre... etc

Ähm, mal so nebenbei:

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/arsen-bakterien-gfaj-1-durch-neue-studien-in-zweifel-gezogen-a-843305.html

http://www.focus.de/wissen/diverses/kein-phosphor-ersatz-durch-arsen-vermeintliche-alien-bakterien-folgen-auch-irdischen-gesetzen_aid_779293.html

Und für die, die dem Establishment nicht trauen:

http://info.kopp-verlag.de/hintergruende/enthuellungen/andreas-von-r-tyi/nasa-sensation-um-arsen-bakterien-geplatzte-seifenblase-im-salzsee-.html (Archiv-Version vom 08.11.2011)

Pertti

@sheylo

sheylo schrieb:wieso nicht?

es muss nicht zwangsläufig intelligent sein,

...also, wenn "sie" uns beim bau der pyramiden geholfen haben,
müssen sie a bissl grips gehabt haben.
allein schon der weg zu uns wollte überbrückt werden...

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb: Eine zu hohe Mutationsrate läßt das Leben aussterben. Eine zu langsame Mutationshrate hingegen führt dazu, daß bei sich verändernden Umweltbedingungen nicht genügen Variationen vorhanden sind, unter denen eine bei sein könnte, die mit den neuen Bedingungen klar kommt. Eine zu geringe Mutationsrate fördert also ebenfalls das Aussterben.

Hallo.
Das liest sich gut...

Frage:
Die Eiszeiten kamen ja für den Frühmenschen übertrieben gesagt über Nacht.
Da war eine mutierende Anpassung unmöglich, oder?
Also damit meine ich die Rückentwicklung des Fells.
War deswegen das tragen von Tierfellen (Kleidung) die einzig logische "Mutation"?

Eines Tages werden auch Menschen auf sauerstoffarmen - oder gar leeren Planeten leben und atmen. Doch was sie da Atmen stinkt nach Schwefel und lässt natürlich nur wie das streichholz die Nährstoffe in den Mitochondrien zünden, denn jede Verbrennung, und damit der Energiestoffwechsel benötigt energiearmes Sauerstoff. Auch wenn in uns kleinen Menschen das Feuer zu Verbrennung aller Früchte und Tiere der Erde durch die Luft der Erde selbst entflammt und durch das Wasser des blauen Planeten wie die Vorfahren der Menschen zu dem Punkt ihrer Bestimmung gebracht werden, so trägt das Wasser nicht schon das Potenzial überproportional mit Bläschen von Sauerstoff in den Lungen zu lösen, sondern die Abhängigkeit von dem seltenen Geschenk unserer Pflanzen auf der Erde löst sich durch die Spaltung extrem energiereicher Oxidverbindungen auch ohne Luftzufuhr in die Lunge. Doch bis es soweit ist müssen wir uns entscheiden, ob wir die unbeweglich beseelten Pflanzen nicht einmal genug ehren in jedem als Wunder erscheinden Leben, in denen der pantheistische Geist durch deren Artenreichtum seine Macht zeigt, indem jede Blume einer Art so schön wie die andere erscheint, ohne sie mit der Individualität der äußeren, sondern nur mit der Einzigartigkeit jeder ihrer inneren Bewegung zu den milden Gaben, deren Leid am stärksten von Verdrängung vom Boden des auch grünen und nicht nur blauen Planetens bereits den Weg in die uns so kalt erscheinen werdenden künstlichen Lebensräumen mir vor allem im Herz weh tut, weil die Pflanzen das beste Symbol von Lebenszeit auf der Erde im Jahresverlauf, aber auch im Vergehen und Kommen der Monate oder Öffnen von Blüten im Sonnenlicht oder dem archaischen Zuneigen der Wachstumsrichtung gegen die den uns allem gehörenden zentralstern alle je erblickbaren Farben der Natur durch alte, bereits vergangene Blumen für uns nun vernehmbar als Bewusstseinerweiterung demonstrierte und neue kommende Arten als Wunder Natur zeigen wird, damit wir noch mehr Farben kennenlernen und deren Leid nicht auch Glück kennt und weniger wiegt, wenn Pflanzen etwa in unserem Konsum von uns genommen werden, wie die Verbrennung von Kräutern und Räucherdüften zur Offenbarung ihres inneren Geists, das in Pflanzen wie Tabak das Leid gegen Käfer zur Freude am Menschen wandelt, damit es von ihm ausgewählt wurde, kultiviert zu werden, um zu einem Genussstoff zu werden.

sicher wir könnten auf anderen Planeten und Raumschiffen versuchen die Lebensrhtmen des Jahres und des Lichtes nachzubauen und es wird auch so werden, dass zumindest auf den schiffen und den dauerhaften Kolonien Pflanzen als dauerhafte CO2-Katalysator eine sauerstoffanreichernde Umgebung herstellen. Doch auf Planeten und nicht durch Kuppeln abgeschirmten Kolonien anderer Art, die kein natürliches COs besitzen, reicht dieses uns erstickende Gas nicht aus, damit wir den Pflanzen für einen Kreislauf unsere Atemluft zur Aufbereitung für in uns einatembares O2 übergeben, denn solche offenen Systeme, also ein Planet, Stern, Mond und Komet mit natürlicher Athmosphäre, bedürfen selbst für Menschen kein Sauerstoff in Gasform, sondern es genügen ungiftige Gase, von denen es genügende, auch nicht unerträglich riechende gibt, und chemische Verbindungen, die ihr in der Natur überall nicht nur auf der Erde finden könnt in den Salzen belebter Böden, insbesondere auf der Erde auch in den stark brennbaren Pflanzen, oder im Labor entwickeln könnt und der Nahrung zugereichert werden können, indem stark wassergelöste Verbindungen, insbesondere Oxide oder extra zu erläuternde Stoffe wie Hämoglobin, welches das Sauerstoffteilchen transportiert, und die dann beide ohne Versorgungsengpass dem Magen zur Verfügung stehen sollten auf jedem Planeten mit nicht verwertbarer Athmosphäre, Metosphäre oder Biosphäre.Zusammen mit genetisch von Menschen nach durch Gentechnik manipulierte Drüsenfunktionsveränderung zur Ausschüttung bisher nicht körpereigener und Redoxreaktionen extrem beschleunigender Enzyme oder durch die getrennte Einnahme von bestimmten Nähroxiden und dieser Enzyme je nach Art des Nährstoffes als probiotisches Mittel , die Oxidverbindungen rhytmisch und gleichmäßig katalysierend in jeder Zelle zur "Sauerstoff-Reduktion" als präferierte chemische Reaktion in der Nutzung der Erstenergie von Mitochondrien nach der Verbrennung von Nährstoffen in Nährstoff und Sauerstoff für eine Verbrennung von Nährstoff und teilweise Rückbindung von 02 in ein energieärmeres aber weiter für Redoxreaktionen geringerer Energieausbeute zur Verügs stehenden Oxiden anregen.

Die Minimalbedingung des überlebens könnte auch durch die künstliche synthese von aus Hämoglobin abgeleiteten Molekülen, die kleiner als Hämoglobin selbst sind und so durch die Zellwände diffundieren und durch den Sog nach Sauerstoff in alle Richtungen von den Magenwänden den Organismus versorgen, obwohl eine Injektion ins Blut natürlich geiegnet wäre, würde das körpereigene Hämoglobin den kleineren Molekülen das Sauerstoff präferiert entreißen, weswegen die Hämoglobinvariante der Sauerstoffunabhängigkeit des Menschen durch die zwischenzellularen Gewebsflüssigkeiten und nur peripher durch das Blut diffundieren sollte, um einen möglichst gutes Sauerstofftransportermolekül nicht nur für längere Zeit im Blut zu speichern, sondern auch für größeren energiebedarf direkt durch den ganzen strömend als Plasma durch das Gewebe von vor allem Muskel und Gehirn aber auch Darm und Magen zu haben. Die Variante des hämoglobinabgeleiteten Sauerstoffminiroboter, kann man nicht nur nanotechnisch einfach in den Körper schleusen durch jede Körperöffnung, sondern sie lässt uns unter einen zweiten Bedingung sogar bei Aussetzen von Herz-Blutkreislauf und Puls leben: die zweite Bedingung ist die Zugabe von in diffundierem Plasma gelösten Zucker durch Nanoraboter, die ebenfalls in jede Zelle wandern.

Kurz und Bündig steht der Mensch vor zwei Wahlmöglichkeiten, um überall unter Wasser und über dem Boden sauerstofffreier Lebensräumen, die nicht durch Pflanzenkreisläufe das menschliche, körpereigene CO2 umwandeln können, weil man nicht dauerhaft zum Aufbau eines künstlichen Biotops in Form zum Beispiel einer Kolonie. Entweder er reichert sein Gewebe mit Nanorobotern zur Nährstoff und Sauerstoffversorgung an, oder er lässt seinen Blut- und Herzkreislauf intakt und bedient sich hochgefährlicher enzyme, die den Körper bis zur Selbstverbrennung natürlich überhitzen könnt durch Gentechnik und Nahrungsmittelzugaben.

Ich persönlich würde eine Variante favorisieren für meinen Körper, aber trotzdem beide Möglichkeiten je nach Lebensumgebung und Ressourcenvorkommen auf dem jeweiligen neu zu erschließenden Missions- und Lebensraums offen lassen, wobei dies natürlich eine Entscheidung der Ziel- und Richtungsbestimmung des Eingriffs des Menschen in seine eigene Natur ist, weswegen ich hier keine klare Entscheidung ohne Diskussion mit anderen treffen kann, da mir hierfür der Dialog einfach nich vorgekommen ist und die innere Dialektik nicht die Einsicht in Wunsch und Willen der Menschheit hinsichtlich dieser leider in solchen Fällen unmögliche Unbelassenbarkeit des menschlichen Körpers gibt.

@Amsivarier

Amsivarier schrieb:Da war eine mutierende Anpassung unmöglich, oder?

Wenn eine Spezies mit dem Hervorbringen von mutagener Vielfalt erst anfängt, wenn die Umweltveränderung bereits da ist, dann ist es eh zu spät. Nein, die Mutationen, die einen reichhaltigen Genpool basteln, die erfolgen die ganze Zeit, hauptsächlich also zwischen zwei geradezu punktuellen Veränderungen.

Amsivarier schrieb:War deswegen das tragen von Tierfellen (Kleidung) die einzig logische "Mutation"?

In der Tat macht der Mensch als Kulturwesen sich immer mehr unabhängig von den Bedingungen der Umwelt.

Pertti

@perttivalkonen

vielen dank fuer die erhellenden erlaeuterungen.

@25h.nox

Und auch @alle, die das interessieren könnte: In der neuesten "Spektrum der Wissenschaft", Ausgabe Juli 2013, gibt es auf Seite 40 den Artikel "Der Schritt zum komplexen Leben". Im Untertitel dazu heißt es dann bezeichnenderweise:

"Alle Tiere, Pflanzen und Pilze bestehen aus Zellen, die einen Kern besitzen; so auch wir Menschen. Der grundlegende Bauplan einer solchen eukaryotischen Zelle entstand nur ein einziges Mal in vier Milliarden Jahren. Ohne diesen Schritt in der Evolution wäre komplexes Leben nicht möglich gewesen - aus Energiemangel." (Hervorhebung von mir)

Wieso das so ist, wird in dem Artikel ganz gut erklärt. Und wie das bei der Spektrum der Wissenschaft so gang und gebe ist, so ist auch dieser Artikel einer der vielen, die in der Zeitschrift nicht von einem Wissenschaftsjournalisten verfaßt wurde, sondern von einem Wissenschaftler vom selben Fach, in das der Inhalt des Artikels gehört. Diesmal gleich von drei Autoren.

Pertti

@perttivalkonen

Danke für den Literaturtipp! :)

Hier ist noch ein Link zum Artikel (allerdings nur der Anfang!):

http://www.spektrum.de/alias/zellbiologie/der-schritt-zum-komplexen-leben/1192448

Aus der Zusammenfassung geht hervor, dass die Atmungskette der Mitochondrien massiv ATP produziert und damit das Energiereservoir zur Erzeugung komplexerer Strukturen.

@Hoffmann
@perttivalkonen
Die anschliessende Lesermeinung eines Mikrobiologen unterstützt ja Perttis Ausführungen.

Dies setzte die "Erfindung" der oxygenen Fotosynthese durch die Zyanobakterien sowie die Akkumulation dieser eigentlich hochgiftigen Substanz in der jeweiligen Umwelt voraus, und war erst möglich nach der ersten großen Oxygenierung der Erde vor etwa 2,4 Milliarden Jahren.

@deusfictus
Geht das auch mit Satzzeichen?
nicht böse gemeint, der erste Absatz liest sich echt schwer!

@lizard-king

lizard-king schrieb:... unterstützt ja Perttis Ausführungen.

Ja, und auch der Schlussatz des Mikrobiologen bestätigt das Kernargument, dass Leben ohne Sauerstoff nicht komplex werden konnte:

Die steigende Sauerstoffkonzentration und die Nutzung dieses Giftes zur Energiekonservierung durch versklavte Bakterien könnte damit in der Tat die Triebfeder der Evolution von Komplexität auf unserem Planeten gewesen sein.

@Hoffmann
@perttivalkonen

Bin ne komplette Null in Chemie gewesen, hat mich nie wirklich interessiert. Höchstens so weit um biologische (Stoffwechsel)Prozesse zu verstehen.:)

Wäre interessant zu wissen, wie hoch der Unterschied der gewonnenen Energie im Vergleich von Oxidation zu Denitrifikation ist.

Vielleicht kann Perrti hier nochmal Licht ins Dunkel bringen?;)

@lizard-king

lizard-king schrieb:Wäre interessant zu wissen, wie hoch der Unterschied der gewonnenen Energie im Vergleich von Oxidation zu Denitrifikation ist.

Da sich Pertti nicht noch einmal meldet, kann ich vielleicht aushelfen.

Wikipedia gibt für aerobe Atmung an:

Die Änderung der Freien Enthalpie unter Standardbedingungen beträgt jedoch bei pH = 7 für diese Reaktion ΔG0' = −2880 kJ je Mol Glucose.

Quelle: Wikipedia: Aerobe Atmung

Und für Denitrifikation:

Bei der Oxidation von einem Mol Glucose mit Nitrat wird maximal 2670 kJ Energie frei (ΔG0' = −2670 kJ).

Quelle: Wikipedia: Denitrifikation

Der Unterschied beträgt also 210 kJ je Mol Glucose. Hierbei ist zu beachten, dass Nitrat bereits Sauerstoff enthält, so dass der minimale Unterschied durch den "Umweg" zustandekommt, den Sauerstoff aus dem Ion herauszulösen, um ihn in der Atmungskette verwerten zu können.

Der Punkt in Bezug auf die Entstehung komplexen Lebens ist jedoch, dass pro eukaryotischer Zelle mehrere Mitochondrien enthalten sind, die pro Glucosemolekül bis zu 35 Moleküle ATP dem Zellstoffwechsel beifügen, während es pro prokaryotischer Zelle immer nur diese eine für sich selbst ist, die aerobe Atmung betreibt. Bei anaeroben Prokaryoten läuft in der Regel nur die Glykolyse ab, die pro Glucosemolekül gerade mal 2 Moleküle ATP Nettobilanz abwirft.

Ach ja, hier war noch was.

Nein, die exakten Verhältnisse kann ich nicht benennen. Will sagen, ich finde derzeit nicht das Magazin, in dem ich das gelesen habe. Im Juliheft der SdW stehen keine Werte drin.

Die anaerobe Verbrennung von Glucose im Vergleich zru aeroben ist übrigens nicht hilfreich, da Glucose unter aeroben Bedingungen hergestellt wird. Will sagen, hauptsächlich von Pflanzen, die als Eukaryoten unter bereits eukaryotischen Bedingungen entstanden sind. In einer anaeroben Welt gibt es keine Glucose, nicht in der Menge, daß sie der Energiegewinnung dient. Hatte ich bereits geschrieben, daß anaerobe Energiegewinnung mithilfe von unter aeroben Bedingungen hergestellten Stoffen deutlich die beste anaerobe Energieversorgung ist, aber nicht zählt, wenn wir über rein anaerobes Leben unter rein anaeroben Bedingungen denken.

Pertti

@perttivalkonen

perttivalkonen schrieb:... hauptsächlich von Pflanzen, die als Eukaryoten unter bereits eukaryotischen Bedingungen entstanden sind.

Glucose wird aber auch von Prokaryoten hergestellt, die unter anaeroben Bedingungen entstanden sind, denn die Plastiden der Pflanzen sind endosymbiotische Cyanobakterien.

Is jetz nich Dein Ernst, oder? Klingt nach dem Level von "Fleischfresser sind Pflanzenfresser, denn sie fressen die, die Pflanzen fressen".

@perttivalkonen
Welche Gase kämen denn realistisch in Frage, wenn es um den Ersatz von Sauerstoff geht, Halogene?

@perttivalkonen

Mag sein, dass es so klingt, aber so ist es nicht gemeint. Die Photosynthese ist evolutionär älter als Eukaryonten und etablierte sich in einer sauerstofffreien Umwelt - anderenfalls hätte sich die Atmosphäre nicht mit Sauerstoff anreichern können. Folglich wurde Glucose bereits in einer Zeit produziert, als es noch keinen freien Sauerstoff gab. Und demzufolge ist die Glykolyse ebenfalls evolutionär älter als die aerobe Atmung. Und darum ist dieser Satz:

perttivalkonen schrieb:In einer anaeroben Welt gibt es keine Glucose, nicht in der Menge, daß sie der Energiegewinnung dient.

inhaltlich falsch. Glucose wirft über Glykolyse netto 2 Moleküle ATP als Energiegewinn ab. Also dient Glucose auch unter anaeroben Bedingungen der Energiegewinnung. Mehr nicht, aber auch nicht weniger.