ursprung des lebens

Cheating in der Evolution: Warum Zellen kooperieren (Vom Einzeller zum Vielzeller #2)

von

Das Paradoxon der Vielzelligkeit Ein Einzeller braucht keine Nachbarn. Er frisst, teilt sich, existiert — allein. Also: Warum sollte eine Zelle jemals freiwillig auf ihre Unabhängigkeit verzichten? Warum kooperieren, wenn Alleinsein funktioniert? Das ist das Rätsel der Vielzelligkeit. Und es ist eines der größten ungelösten Rätsel der Evolutionsbiologie — nicht weil es nur einmal passiert … Weiterlesen

Evolution des genetischen Codes: Ein uraltes Rätsel | Ursprung des Lebens #8

von

Intro Wie entstand der genetische Code und die Ribosomen? Tauchen Sie ein in deren evolutionären Ursprünge und die RNA-Welt. Was hat Rizin mit Ribosomen zu tun? Im Osten Afrikas wächst eine Pflanze — Ricinus communis, auch Wunderbaum genannt. Aus ihren Samen wird Rizinusöl gewonnen. Doch dieselben Samen enthalten auch eines der giftigsten natürlichen Substanzen, die … Weiterlesen

Deine Zelle ist eine MEGA-Fabrik – aber keine Maschine | Ursprung des Lebens #7

von

  Intro: Warum die Maschinen-Analogie falsch ist Deine Zelle ist eine MEGA-Fabrik. Das endoplasmatische Retikulum bildet ihr Produktions- und Verteilungsnetzwerk. Der Golgi-Apparat sortiert, modifiziert und verschickt Moleküle an ihren Bestimmungsort. Das Cytoskelett durchzieht die Zelle als dynamische Infrastruktur, auf der Motorproteine ihre Fracht transportieren. Millionen Maschinen, die Proteine verarbeiten, Straßen die sich in Sekunden neu … Weiterlesen

Warum es genau zwei Geschlechter gibt – Evolution erklärt | Ursprung des Lebens #06

von

Warum ausgerechnet 2? Die Frage hinter der Frage Manche Pilze haben über 23.000 Paarungstypen. Trotzdem haben sie keine Geschlechter. Was unterscheidet diese 23.000 Paarungstypen von genau zwei? Und warum hat die Evolution bei zwei aufgehört — nach zwei Milliarden Jahren Experiment? Und bevor jetzt irgendjemand hyperventiliert — ja, ich weiß, wie „genau zwei Geschlechter“ im … Weiterlesen

Ohne Sex wärst du ausgestorben – aber warum gibt es ihn überhaupt? | Ursprung des Lebens #5

von

Intro Stell dir vor, du kannst dich ohne Partner vermehren. Schneller, effizienter — hundert Prozent deiner Gene an die nächste Generation. Keine Kompromisse, kein Aufwand. Das klingt evolutionär überlegen. Und trotzdem machen es fast keine komplexen Lebewesen. Die einzige Ausnahme: sogenannte Rädertierchen, die seit 80 Mio. Jahren wie Mönche leben. Der Grund dafür ist einer … Weiterlesen

Sauerstoff war ein Gift? | Ursprung des Lebens #4

von

Intro Im Meer vor Japan versinkt ein Wissenschaftler in die Tiefe. Dr. Serizawa hat eine Waffe entwickelt — den Sauerstoff-Zerstörer. Eine chemische Verbindung, die im Wasser alle Sauerstoffmoleküle vernichtet. Ohne Sauerstoff löst sich Leben auf — selbst ein Monster wie Godzilla. Er zündet die Waffe. Godzilla stirbt. Serizawa stirbt mit ihm — weil er als … Weiterlesen

Genetische Komplexität entstand aus Chaos | Ursprung des Lebens #3

von

Teil 2 Das Amöben-Paradox: Mehr DNA ≠ mehr Komplexität[1] Eine Amöbe hat mehr DNA als du. Eine einfache einzellige Amöbe besitzt ein Genom das bis zu 200-mal größer ist als das menschliche. Und genau hier liegt das eigentliche Rätsel. Dein Genom besteht zu etwa 98 % aus Abschnitten, die kein Protein codieren. Die verbleibenden Gene … Weiterlesen

Warum du ohne Bakterien nicht existieren würdest – Endosymbiontentheorie | Ursprung des Lebens #2

von

Intro: Du bist nicht nur Du Du bestehst nicht nur aus deinen eigenen Zellen. Ein Teil von dir… war einmal ein eigenständiges Lebewesen. Und nicht nur irgendeines – sondern ein Bakterium, das vor Milliarden Jahren von einer anderen Zelle verschluckt wurde. Normalerweise endet so etwas mit Verdauung. Aber in diesem Fall… ist etwas völlig anderes … Weiterlesen

Woher kommt alles Leben? LUCA und die drei Domänen | Ursprung des Lebens #01

von

Intro: Der seltsamste Verwandte der Welt[1] Es gibt ein Lebewesen, das in kochend heißen Vulkanspalten lebt, in konzentrierter Säure gedeiht und ohne Sauerstoff überlebt. Es ist kein Science-Fiction-Konstrukt — es lebt gerade jetzt, auf diesem Planeten. Und es ist mit dir verwandter als mit einem Bakterium. Alles Leben auf der Erde geht auf einen einzigen … Weiterlesen

Entstehung des Lebens Teil 14: Die RNA-Welt

von

Allgemeiner Aufbau der Nukleinsäuren Text als pdf Eine wichtige Frage, die sich mit dem Ursprung des Lebens beschäftigt, ist der Ursprung des genetischen Materials. In den letzten Episoden hatten wir uns mit den Ursprüngen des Stoffwechsels befasst in den hydrothermalen Schloten der Tiefsee. Doch erst mit der „Erfindung“ der Vererbung konnte sich das Leben aus … Weiterlesen

Entstehung des Lebens Teil 12: Wie entstand die erste Zelle?

von

Im letzten Beitrag lernten wir die ersten Stoffwechselprozesse der Protozellen kennen, die in den hydrothermalen Schloten einen natürlichen Protonengradienten ausnutzten, um den Energie- und Kohlenstoffwechsel anzutreiben.

Weiterlesen

Die Entstehung des Lebens Teil 5: Polymerisation von Biomolekülen

von

Einleitung: Grundlagen der Polymerisation

 

In den letzten beiden Episoden haben wir das Experiment von Miller und weitere Ursuppenexperimente gezeigt, die bestätigen, dass unter abiotischen Bedingungen die Grundbausteine des Lebens: Aminosäuren, Nukleinsäuren, Zucker und Lipide auf natürliche Weise entstehen können. Diese Grundbausteine bezeichnen wir als Monomere. Man konnte belegen, dass sich praktisch alle relevanten Biomoleküle abiotisch, auf der Grundlage physiko-chemischer Gesetze bilden können.

Der nächste Schritt ist es, dass sich die einzelnen Monomere zu komplexeren Makro-Molekülen vereinigen. Man spricht hier von Polymerisation.

Aminosäuren verbinden sich zu Proteinen, Nukleotide zu RNA und DNA. Monosacharide verbinden sich zu komplexeren Kohlenhydraten. Lipide vereinen sich zu komplexeren Lipidschichten, die wir z. B. in Zellmembranen haben (Abb. 1).

Weiterlesen

Die Entstehung des Lebens Teil 4: Präbiotische Synthese von Nukleinsäuren, Zuckern, Fetten

von

 

 

Der wohl historisch wichtigste Durchbruch in der Erforschung zur Entstehung des Lebens wurde 1953 durch Stanley Miller und Harold Urey erreicht (Miller 1953), indem sie aus einer Mischung aus Gasen wie Ammoniak, Methan, Stickstoff und CO2 Aminosäuren herstellen konnten. Damit war der Weg geebnet für die Erforschung zur Entstehung des Lebens. Natürlich haben Miller und Urey kein Leben erschaffen, konnten aber zeigen, dass die wichtigsten Baustoffe des Lebens – Aminosäuren – auf natürliche Wiese entstehen können. Doch wie sieht es mit den anderen Biomolekülen, also Nukleinsäuren, Kohlenhydraten und Lipiden aus? Können auch diese unter natürlichen Bedingungen entstanden sein? In diesem Beitrag gehen wir genau dieser Frage nach.

Weiterlesen