Dienstag, 26. September 2017

Fantasie-Insekten

Letztes Wochenende bin ich meine gesammelten Malwerke durchgegangen, um sie zu digitalisieren. Darunter befinden sich auch noch viele Sachen aus meiner Schulzeit und ich bin über eine Zeichnung gestolpert, die wir in der Grundschule im Kunstunterricht angefertigt haben. Damals war ich neun oder zehn und die Aufgabe war es, Fantasie-Insekten mit einem Tuschefüller zu zeichnen.

Und da dachte ich mir, dass diese Zeichnung perfekt zum Insekten-Thema für Michaelas Muster-Mittwoch passt.





Sonntag, 24. September 2017

Der Ursprung des Lebens und was ist Leben überhaupt?

Schon seit meiner Kindheit bin ich von der Wissenschaft im Allgemeinen und dem Weltraum im Besonderen fasziniert, was mich auch letztendlich dazu bewogen hat, Biologie zu studieren. Besonders spannend finde ich dabei vor allem die Grenzbereiche unseres aktuellen Wissenstands. Da dies einen wesentlichen Teil meines Lebens ausmacht, möchte ich entsprechende Themen auch gerne in meinem Blog integrieren. Vielleicht kann ich die eine oder den anderen ja mit meiner Faszination anstecken ;)

Beginnen möchte ich heute mit einem (wie könnte es anders sein) biologischen Thema - der Frage nach dem Ursprung des Lebens auf der Erde.

Die Frage nach dem Ursprung des Lebens auf der Erde ist ein vieldiskutiertes Thema in naturwissenschaftlichen Kreisen. Es gibt viele Vermutungen wie und warum der Prozess der Lebensentstehung auf der Erde stattgefunden haben könnte, aber eine rundum zufriedenstellende Erklärung gibt es bis heute nicht dafür. Berücksichtigt man die Tatsache, dass das Leben in einer für kosmische und geologische Maßstäbe extrem kurzen Zeitspanne nach der Geburt unseres Planeten entstanden ist, ist es sehr unwahrscheinlich, dass die Entstehung des Lebens ein rein zufälliges, einmaliges Ereignis im Universum gewesen ist. Vielmehr scheint das Universum danach ausgerichtete zu sein, Leben wo immer es möglich ist, hervorzubringen. Die enorme Artenvielfalt auf der Erde auch in den extremsten Lebensräumen und die Tatsache, dass selbst in interstellaren Gaswolken Bausteine des Lebens wie Aminosäuren nachgewiesen wurden, erhärten diese Annahme.

Um die Unwahrscheinlichkeit einer zufälligen Entstehung des Lebens zu verdeutlichen, hat der englische Astronom Fred Hoyle einen anschaulichen Vergleich aufgestellt: die zufällige Entstehung komplexer Lebensformen ist ebenso unwahrscheinlich wie die zufällige Entstehung eines Jumbojets, wenn ein Wirbelsturm durch einen Schrotthaufen fegt. Wobei höhere Lebensformen noch weitaus komplexer aufgebaut sind als ein Jumbojet.

Auf das Universum übertragen bedeutet dies, dass das Leben nicht zufällig aus einem ungerichteten Chaos entstanden ist, sondern dass die Naturkonstanten sowie chemische und physikalische Abläufe so gestaltet sind, dass sie in ihrem Zusammenspiel zwangsläufig Leben hervorbringen werden, wenn die Bedingungen dafür auch nur ansatzweise geeignet sind.

Bereits 1953 zeigten Stanley Miller und Harold Urey in ihrem Experiment, dass die Bausteine des Lebens wie Aminosäuren sehr rasch entstehen, wenn einer Uratmosphäre aus Wasser, Ammoniak, Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid wie sie die frühe Erde besessenen hat, Energie in Form von Blitzen bzw. elektrischen Entladungen zugeführt wird. Bezogen auf den Schrottplatz-Vergleich von Hoyle entstehen die Schrottteile also vergleichsweise leicht und sind massenhaft vorhanden - auch im interstellaren Raum.

Wie aber ist die Entstehung des Lebens auf der Erde dann weitergegangen? Und wie sind aus den organischen Verbindungen die ersten Proteine und Zellen entstanden? Man ist sich einig, dass Wasser bei der Entstehung des Lebens eine zentrale Rolle gespielt haben muss. Doch ein Herumwirbeln in den Gezeitenzonen des Urmeeres war dafür wohl ebensowenig ausreichend wie ein Wirbelsturm auf dem Schrottplatz für die Entstehung eines Jumbojets. Der amerikanische Mineraloge und Astrobiologe Robert Hazen hat nun postuliert, dass für die weitere Entwicklung des Lebens neben dem Wasser und den Grundbausteinen des Lebens auch eine katalysierende Oberfläche notwendig gewesen sein muss, an welcher die organischen Moleküle zusammengeführt wurden und miteinander reagieren konnten. Und diese Oberflächen waren auf der jungen Erde in Form von Gestein und Mineralien im Überfluss vorhanden.

Besonders gut als Katalysator war laut Hazen Lehm geeignet. Lehm besteht aus übereinanderliegenden Schichten ähnliche wie ein Stapel Pfannkuchen. Zwischen den Schichten befindet sich Wasser und andere darin gelöste Moleküle. Zusammen mit der sehr großen Oberfläche des Lehms werden so ideale Bedingungen für die Entstehung komplexer Moleküle bis hin zu Ribonukleinsäure - ein essentieller Baustein des Erbmaterials - geschaffen.

Hazen hat in diesem Zusammenhang einmal ausgerechnet, wie viele Versuche zur Lebensentstehung die Erde innerhalb der 600 Millionen Jahre bis die erste Zelle entstand rein theoretisch tatsächlich hatte. Dabei ging Hazen davon aus, dass die durchschnittliche Dauer einer chemischen Reaktion ca. 10 Sekunden beträgt und eine solche Reaktion im Schnitt auf einer Fläche von 10^-12 cm² stattfindet. Für die gesamte Oberfläche an Lehm auf der Erde legte Hazen einen Wert von einer Billion Kubikkilometer zugrunde. In einem würfelzuckergroßen Stücl Lehm ist dabei eine Gesamtoberfläche verborgen, die so groß ist wie ein Tennisplatz. Unter Berücksichtigung all dieser Faktoren ergibt sich eine Anzahl von 2 x 10^54 chemischen Reaktionen innerhalb von 600 Millionen Jahren. Das wären also 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Reaktionen. Ein Gedankenspiel, bei dem einem leicht schwindlig werden kann.

Es ist ein Ding der Unmöglichkeit, all diese Reaktionen in einem Labor durchzuspielen, um genau diejenige zu entdecken, die für die Weiterentwicklung des Lebens ausschlaggebend war. Und so ist es bisher auch noch nicht gelungen, die Folgeschritte zur Entstehung des Lebens nach dem Miller-Urey-Experiment im Labor zu simulieren. Im Gegensatz zum Labor sind im planetaren Maßstab jedoch zwei Dinge im Überfluss vorhanden: Zeit und Raum. Aus diesem Grund könnte das Leben auf der jungen Erde auch tausende Male unabhängig voneinander entstanden sein.

Doch was genau ist Leben überhaupt und wo zieht man die Grenze zwischen einer Ansammlung organischer Moleküle, die miteinander reagieren, und einem tatsächlich lebendigem Organismus? In der Wissenschaft wird Leben als ein sich selbst erhaltendes, chemisches System definiert, das einen Stoffwechsel besitzt und zur Fortpflanzung fähig ist. Dies gilt zumindest für Lebewesen, wie wir sie heute auf der Erde kennen. Doch ist dies ein allgemeingültiges Prinzip oder kann Leben auch ganz anders aussehen? Würden wir Leben auf einem anderen Planeten überhaupt als solches erkennen?

Und wie sahen die Zwischenstufen aus, die letztendlich von unbelebten Systemen zu den uns heute bekannten Organismen geführt haben? Hazen geht davon aus, dass es sich bei der ersten irdischen "Lebensform" um einen Molekülfilm auf einer Gesteinsoberfläche gehandelt hat. Nachweisen kann man diese angenommenen Zwischenstufen heute jedoch nicht mehr, denn bei den ältesten, bekannten Lebensformen auf der Erde handelte es sich bereits um komplexe Zellen, deren Entstehungsgeschichte in der Frühzeit unseres Planeten verborgen liegt und die scheinbar von den nachfolgenden, höheren Lebensformen komplett ausgelöscht wurde.

Astrobiologen suchen deshalb außerhalb unseres Planeten nach Antworten auf die Frage nach dem Enststehungsprozess des Lebens. Einige Himmelskörper in unserem Sonnensystem wie z.B. der Mars oder die Eismonde der Planeten Saturn und Jupiter besitzen oder besaßen in ihrer Vergangenheit die Grundvoraussetzungen für Leben wie wir es kennen. Dort könnten auch immer noch Zwischenstufen auf dem Weg von unbelebter Materie zu komplexeren Lebensformen vorhanden sein, die Licht in den Entstehungsprozess des Lebens bringen könnten.

 

Samstag, 23. September 2017

KW 38/17 - Herbstfarben

Im Nebel ruhet noch die Welt,
Noch träumen Wald und Wiesen.
Bald siehst du, wenn der Schleier fällt,
Den blauem Himmel unverstellt,
Herbstkräftig die gedämpfte Welt
In warmem Golde fließen.
(Eduard Mörike)

Wunderschön sonnige Herbsttage hatten wir in der letzten Woche und der Garten war in goldenes Licht getaucht. Beeren und Blumen leuchten in kräftg-warmen Farben und die Vögel berauschen sich wieder an den Beeren des Feuerdorn und säuseln fröhlich in den Bäumen vor sich hin. 





Besonders freut es mich auch, dass der Rosmarin in den letzten beiden Jahren so schön angegangen und zu einer richtig schön kräftigen Pflanze herangewachsen ist. 


Während sich die Natur auf den Winter vorbereitet, habe ich aber schon das nächste Gartenjahr im Kopf und bei meinem Gärtner des Vertrauens einen Haufen neuer Pflanzen gekauft, die heute größtenteils eingepflanzt wurden, u.a. verschiedene Arten Rittersporn, Stockrosen, Steppenkerzen, Ehrenpreis, Zierlauch, Tulpen, Akeleien, eine besonders schöne Clematis und eine Tiger-Iris. Auch der Vampirschreck fürs nächste Jahr wurde heute gesetzt ;) 



Samstagsplausch bei Andrea

Mittwoch, 20. September 2017

Der Schmetterling

Es war einmal ein buntes Ding
ein so genannter Schmetterling. 

Der flog wie alle Falter
recht sorglos für sein Alter.

Er nippte hier - er nippte dort
und war er satt, so flog er fort. 

Flog zu den Hyazinthen
und schaute nicht nach hinten.

So kam´s, dass dieser Schmetterling
verwundert war, als man ihn fing. 
(Heinz Erhardt)



Den sorglosen Schmetterling habe ich vermustert und sende ihn diese Woche zu Michaela.

Montag, 18. September 2017

Belgische Waffeln

Nachdem ich euch nun schon in mehreren Posts von den Belgischen Waffeln vorgeschwärmt habe, möchte ich euch auch das Rezept zum Nachbacken da lassen.

Zutaten für 6 große Waffeln
 2 Eier
250 g Mehl
15 g brauner Zucker
1 TL gemahlene Vanille
250 ml Milch
1 Päckchen Trockenhefe
100 g Butter
1 Prise Salz

Butter bei niedriger Temperatur schmelzen. Die Butter dann etwas abkühlen lassen und mit den zwei Eiern gut verquirlen.

Unter ständigem Rühren Mehl, Zucker, gemahlene Vanille und eine Prise Salz zugeben. Solange Rühren bis eine schöne homogene Masse entsteht.

Milch erwärmen bis sie lauwarm ist und Hefe unterrühren. Milch-Hefegemisch dann unter den Teig rühren bis ein glatter Teig entstanden ist.

Teig 30 Minuten an einem warmen, zugluftgeschützten Ort ruhen lassen.

Dann Waffeleisen vorheizen und mit Öl bepinseln. Teig nach Anleitung des verwendeten Waffeleisens auftragen und Waffeln ca. 4 Minuten backen bis sie goldbraun sind.

Dazu schmeckt z.B. Schlagsahne mit Beeren oder Erdbeersoße, Vanilleeis, Schokoladensoße, Karamell etc.