Das Leben auf der Erde entstand aus physikalischen und chemischen Reaktionen und entwickelte sich durch natürliche Selektion.
Bevor wir beginnen, über die Evolution zu diskutieren, das vielleicht wichtigste Konzept in den Biowissenschaften, möchte ich Sie an einen Gedanken erinnern, der in der Einleitung zum Ausdruck kommt. Das Wort "Theorie" im wissenschaftlichen Sinne bedeutet nicht unbedingt mangelndes Vertrauen in die fraglichen Konzepte. Im Gegensatz zur Gewohnheit und der historischen Bedeutung des Wortes gehören viele Theorien (einschließlich der Relativitätstheorie) tatsächlich zu den am weitesten verbreiteten Komponenten der wissenschaftlichen Weltanschauung.
Derzeit wird die Realität der Evolution von keinem ernsthaften Wissenschaftler mehr in Frage gestellt, obwohl es mehrere konkurrierende Theorien gibt, von denen jede ihre eigene Version der Entwicklung von Ereignissen bietet. In dieser Hinsicht ist die Evolution der Schwerkraft ähnlich. Es gibt mehrere Theorien der Schwerkraft - das Gravitationsgesetz der Newtonschen Welt, die allgemeine Relativitätstheorie und vielleicht wird eines Tages eine universelle Theorie erscheinen. Es gibt jedoch eine Tatsache der Schwerkraft - wenn du einen Gegenstand fallen lässt, wird er fallen. Ebenso gibt es eine Tatsache der Evolution, trotz der Tatsache, dass die Streitigkeiten der Wissenschaftler über private Fragen der Theorie weitergehen.
Wenn wir die Geschichte des Lebens auf der Erde diskutieren wollen, sollten wir zwei Phasen in Betracht ziehen, von denen jede durch zwei verschiedene Prinzipien bedingt war. In der ersten Phase führten die Prozesse der chemischen Evolution auf der ältesten Erde zur Bildung der ersten lebenden Zelle aus anorganischen Materialien. Im zweiten Stadium entwickelten sich die Nachkommen dieser lebenden Zelle in verschiedene Richtungen und erzeugten eine Vielfalt an Leben auf dem Planeten, die wir heute beobachten. In dieser Phase bestimmte die Entwicklung das Prinzip der natürlichen Selektion.
Chemische Entwicklung
Das menschliche Denken wurde erst vor kurzem durch die Vorstellung bereichert, dass wir den Prozess der Organisation von nicht lebenden Materialien verstehen können, was zur Bildung einfacher lebender Systeme führt. Ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zu dieser Darstellung war das Miller-Uri-Experiment von 1953, das erstmals die Möglichkeit zeigte, dass durch die häufigsten chemischen Reaktionen basische biologische Moleküle entstehen konnten. Seitdem haben Wissenschaftler viele andere Möglichkeiten vorgeschlagen, wie die chemische Evolution stattfinden könnte. Einige dieser Ideen sind unten aufgeführt, aber es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass es immer noch keinen Konsens darüber gibt, welcher dieser Wege der richtige ist. Eine Sache, die wir sicher wissen, ist, dass einer dieser Prozesse, oder ein anderer Prozess, an den niemand sonst je gedacht hat, zur ersten lebenden Zelle auf dem Planeten geführt hat (es sei denn, das Leben ist anderswo entstanden - die Idee der Panspermie wird im Kapitel über Säure und Foundation diskutiert.
Primärbrühe. Die in Miller-Uris Experiment reproduzierten Prozesse führten zur Bildung von Molekülen in der Atmosphäre, die bei Regen in den Ozean fielen. Hier (oder vielleicht in einem durch die Gezeiten gebildeten Gewässer) hat ein unbekannter Prozess bisher zur Organisation dieser Moleküle geführt, aus denen die erste Zelle hervorging.
Primäre Ölschicht. Bei Miller-Uri-Prozessen können Lipide entstehen, deren Moleküle spontan kleine Kugeln bilden (solche tropfenförmigen Formationen sieht man oft auf der Suppenoberfläche). Jede Kugel hat eine beliebige Anzahl von Molekülen. Eine der Millionen von Blasen auf der Meeresoberfläche könnte den richtigen Satz von Molekülen in Bezug auf Energie und Materialien enthalten und in zwei Hälften geteilt werden. Das könnte die erste Zelle sein.
Die Welt der RNA. Eines der Probleme der Evolutionstheorie ist die Entwicklung eines Kodierungssystems, das auf der Verwendung von RNA-Molekülen basiert (siehe auch Zentrales Dogma der Molekularbiologie). Das Problem ist, dass Proteine für die DNA kodiert werden, aber um den aufgezeichneten DNA-Code zu lesen, ist die Aktivität der Proteine erforderlich. Wissenschaftler haben kürzlich entdeckt, dass RNA, die derzeit an der Umwandlung von DNA-Code in Proteine beteiligt ist, auch eine der Funktionen von Proteinen in lebenden Systemen übernehmen kann. Es scheint, dass die Bildung von RNA-Molekülen ein wichtiges Ereignis in der Entwicklung des Lebens auf der Erde war.
Der ozeanische Weg. Unter den Bedingungen eines enormen Drucks auf den Meeresboden sind chemische Verbindungen und chemische Prozesse möglicherweise nicht gleichzusetzen mit denen an der Oberfläche. Wissenschaftler untersuchen die Chemie dieser Umgebung, die zur Entwicklung des Lebens beigetragen haben könnte. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ist, dann könnte das Leben auf dem Meeresboden entstehen und später an Land wandern.
Autokatalytische Komplexe. Dieses Konzept stammt aus der Theorie komplexer selbstregulierender Systeme. Nach dieser Annahme entwickelte sich die Chemie des Lebens nicht in Etappen, sondern entstand in der Phase der Primärbrühe.
Die Tonwelt. Das erste Lebensmodell könnten keine chemischen Reaktionen sein, sondern statische elektrische Ladungen auf der Oberfläche des Tons, der den Meeresboden bedeckt. Nach diesem Schema war die Zusammenstellung komplexer Lebensmoleküle nicht das Ergebnis zufälliger Kombinationen, sondern der Elektronen auf der Tonoberfläche, die kleine Moleküle während ihrer Zusammenstellung zu größeren Molekülen zusammenhielten.
Fortsetzung folgt.