Evolution oder Schöpfung




Religion, Esoterik, Verschörungstheorien und andere Dinge.

Re: Evolution oder Schöpfung

Beitragvon almafan » Mo 1. Okt 2018, 11:17

Rezension - Die DNA: Bibliothek des Lebens - Teil 3: Experimentelle Evolutionsforschung - Richard Lenski und das E.Coli-Langzeitexperiment

Nur, falls es jemand vergessen haben sollte, zitiere ich nochmal den im Erwachet 2015/08 (im Artikel "Die DNA: Bibliothek des Lebens") angegeben Brockhaus:
1. Wissenschaftliche Theorien lassen sich auf Beobachtungen zurückführen.
2. Wissenschaftliche Theorien lassen sich durch Experimente reproduzieren.
3. Wissenschaftliche Theorien bewähren sich bei der Vorhersage neuer Phänomene.

Den 3. Punkt habe ich hinreichend erläutert. Bezieht sich die Vorhersage dieser "neuen Phänomene" eben nicht auf Dinge, die bis dato noch nie geschehen sind, sondern auf Ereignisse, die bisher unverstanden waren, aber seit Jahrtausenden stattfinden. Das bestätigt seltsamerweise ja sogar die Bibel in Prediger 1:9:
Das, was geschehen ist, das ist, was geschehen wird; und das, was getan worden ist, das ist, was getan werden wird, und so gibt es nichts Neues unter der Sonne.

Beschäftigen wir uns diesmal mit der Frage, ob sich evolutionäre Prozesse reproduzieren lassen.

Angeschnitten hatte ich das E.Coli-Langzeitexperiment ja schon mal. Hier will ich etwas genauer darauf eingehen.

Richard Eimer Lenski ist US-amerikanischer Evolutionsbiologe, der 1976 sein Diplom (Bachelor of Science) am Oberlin College machte und an der University of North Carolina promovierte. Mittlerweile ist er Professor an mehreren Universitäten und Mitglied zahlreicher Wissenschaftsakademien. Ich will hier aber nicht in den Fehler verfallen, eine "Autorität" zu zitieren, sondern seine wissenschaftliche Arbeit vorstellen.


Foto der zwölf Kulturen vom 25. Juni 2008. Das Bild entstand 24 Stunden nachdem die Kulturen nacheinander in frisches, nährstoffarmes Medium (DM25) transferiert wurden. Sie befanden sich in einem stationären Zustand. Der Grad der Trübung der Zellkultur ist ein Maß für die Anzahl an Zellen. In dem Erlenmeyerkolben mit der Beschriftung "A-3" ist die Trübung am stärksten und folglich die Zellkonzentration am höchsten. Die Ursache hierfür ist, dass diese Zellen Citrat verstoffwechseln können und sich deshalb deutlich stärker vermehren.

Das E.Coli-Langzeitexperiment soll dokumentieren, wie natürliche Selektion im Labor nachvollziehbar und beobachtbar ist.

Das Experiment begann 1988 und wurde peinlich genau geführt. Entscheidend ist dabei auch, dass keine äußeren Einflüsse, wie zum Beispiel harte Strahlung oder mutagene Chemikalien, auf den Modellorganismus Escherichia coli (kurz E.Coli) einwirken. Dieses Darmbakterium verwendet Glucose als natürliche Nahrungquelle. Mit Citrat als Kohlenstoffquelle kann der Wildtyp von E.Coli nicht wachsen.
Genau da setzt die Laboruntersuchung an: Lenski setzt E.Coli seit nunmehr 30 Jahren einem Wachstumsmedium aus, das ein Minimalabgebot an Glucose, aber ein Überangebot der nicht-metabolisierbaren (vereinfacht "nicht verwertbar") Nahrungsquelle Citrat enthält.

Alle Schritte sind standardisiert und werden protokolliert.
Im ersten Schritt wurde eine einzige E.Coli-Zelle ausgewählt, die sich anschließend mehrfach teilte. Lenski wählte aus den Tochterzellen zwölf aus, die als Starterzellen für die zwölf seit 1988 parallel laufenden Experimente dienten.

Seither werden jeden Tag die E.Coli-Kulturen geteilt und mit frischem Medium versehen. Diesen Vorgang nennt man "propagieren".
Alle 75 Tage werden Proben der einzelnen Populationen genommen und zur Dokumentation eingefroren. Dabei entsprechen die 75 Tage etwa 500 Generationen. Zum Vergleich: Das entspräche einer menschlichen Ahnentafel von 10.000 Jahren, wenn jeder mit 20 seine Nachkommen gezeugt/geboren hätte.
In den entnommenen Populationen wird daraufhin die Wachstumsrate abgeschätzt. Dies geschieht in Relation zur Ursprungspopulation. Wenn sich E.Coli nicht verändert, verändert sich auch die Wachstumsrate nicht über natürliche Schwankungen hinaus. Sollte die Wachstumsrate aber doch zunehmen, so hätte sich E.Coli durch zufällige Mutation oder Mutationen der neuen Nahrungsquelle angepasst.

Im Juni 2008 publizierten Lenski und Mitarbeiter, dass sich nach 31.500 Generationen (nach oben gerechnetem Vergleich zum Menschen, nach mehr als 630000 Jahren) in einem der zwölf Parallelexperimente eine E. coli-Population entwickelt hatte, die in der Lage ist, Citrat als Kohlenstoffquelle zu verwenden (#1, #2, #3).
Wie diese Anpassung von statten ging und so zu dieser neuen Fähigkeit geführt hat, werden derzeit an dem neuen E. coli-Stamm, sowie dessen, über die letzten 20 Jahre eingefrorenen Vorläufergenerationen untersucht.

#1 - Pressemitteilung der Michigan State University (in Englisch)

#2 - Z. D. Blount, C. Z. Borland, R. E. Lenski: Historical contingency and the evolution of a key innovation in an experimental population of Escherichia coli. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Band 105, Nummer 23, Juni 2008, ISSN 1091-6490, S. 7899–7906, doi:10.1073/pnas.0803151105, PMID 18524956, PMC 2430337 (freier Volltext).

#3 - R. E. Lenski: Evolution in action: a 50,000-generation salute to Charles Darwin. In: Microbe. 6, 2011, S. 30–33. PDF
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Re: Evolution oder Schöpfung

Beitragvon almafan » Do 4. Okt 2018, 11:23

Rezension: Die DNA: Bibliothek des Lebens - Teil 4: Sichtbare Evolution

Es ist ja schon eine liebgewonnene Tradition und darum zitiere ich abermals den im Erwachet 2015/08 (im Artikel "Die DNA: Bibliothek des Lebens") vermerkten Brockhaus:
1. Wissenschaftliche Theorien lassen sich auf Beobachtungen zurückführen.
2. Wissenschaftliche Theorien lassen sich durch Experimente reproduzieren.
3. Wissenschaftliche Theorien bewähren sich bei der Vorhersage neuer Phänomene.

Punkt 2 habe ich mit dem E.Coli-Langzeitexperiment ja eindeutig widerlegt. Punkt 3 ist ebenfalls schon abgehandelt worden. Und im Grunde ist das E.Coli-Langzeitexperiment auch eine Beobachtung, doch ich will, wie immer eigentlich, weiter ausholen.

Mit dem Darwin-Wallace-Prinzip, wie die Evolutionstheorie noch bis in die 30er Jahre genannt wurde, wurde die nächste Stufe in der Erforschung einer dynamischen Welt unternommen.
Die wesentlichen Punkte von Darwins Theorie treffen heute immer noch zu: Alle Lebewesen stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. In eine veränderliche Welt werden mehr Nachkommen geboren, als überleben können. Um die knappen Ressourcen entsteht ein Konkurrenzkampf. Die Individuen innerhalb einer Population unterscheiden sich graduell voneinander. An den Unterschieden setzt die natürliche Selektion an.
Im Laufe der Zeit wurde diese Theorie weiterentwickelt und ausgebaut. Mit Entdeckung der Genetik und der Gene wurde es möglich, den sichtbaren (phänotypischen) Eigenschaften von Organismen und ihren Veränderungen molekulare (genotypische) Mechanismen zuzuordnen. Zusätzlich entwickelte die Populationsbiologie mathematische Modelle dafür, wie sich bestimmte veränderte Gene innerhalb von Populationen ausbreiten.
Eine Grundpfeiler ist die Selektion, die sich auf mehrere Phänomene bezieht:
  • Organismen interagieren mit ihrer unbelebten Umwelt.
  • Organismen verschiedener Arten interagieren miteinander. Dabei kann sowohl die Konkurrenz um gemeinsame Nahrungsquellen, als auch die Jäger-Beute-Beziehung gemeint sein. Aber auch die Parasit-Wirt-Beziehung und Symbiose gehören in solche Interaktionen.
  • Aber auch Organismen gleicher Art interagieren. Zum Beispiel bei Revierangelegenheiten, Partnerwahl oder das Ringen um soziale Rangordnungen.
Selektion siebt gnadenlos durch Jäger-Beute-Beziehung jene Gejagten aus, die leichter entdeckt werden, weswegen Individuen mit gedeckten Farben besser überleben. Schnellere Gazellen entkommen ihrem Jäger besser, womit mehr der langsameren gefressen werden. Auch gegensätzliche Entwicklungen sind geschehen. Eine spezielle Zikaddenart kommt nur alle 17 Jahre zum Vorschein, paart sich milliardenfach, legt die Eier für die nächste Generation in 17 Jahren und stirbt. (#1) Diesem langsamen Zyklus hat sich kein Jäger anpassen können. Die Biester, die dann beim massenhaften Auftreten der Zikadden, diese fressen, sind nicht primär auf diese Beute eingestellt und sie überfressen sich. So überlebt der größte Teil der Population.

Neue Arten entstehen auch, wenn sich Individuen derselben Art unterschiedlichen Lebensräumen anpassen müssen, ob durch Wanderungen oder - in geologischen Zeitskalen - durch Kontinentaldrift. Eigentlich nachvollziehbar: Die Welt um uns verändert sich. Also müssen sich die Lebewesen dieser veränderlichen Welt sich immer wieder anpassen. Der Mensch ist dabei ebenso diesen Umwelteinflüssen ausgesetzt. In sonnenreicheren Gegenden ist die Melaninpigmentierung stärker ausgeprägt, als in Gegenden mit wenig Sonne. Aber stärker noch ist der Einfluss des Menschen auf Ökosysteme und deren Arten.

Bis in die 60er Jahre flossen große Mengen Abwasser in den amerikanischen Lake Washington und überdüngten ihn. Die Trübung des Wassers nahm aufgrund von Algenwachstum zu. Die Sichtweite fiel auf unter 70 Zentimeter. Dreistachlige Stichlinge (#2), die sich üblicherweise von Fressfeinden, zum Beispiel Forellen, verfolgt sehen, konnten sich nun viel besser verstecken. In der Folge verloren sie die Knochenplatten, die sogenannten Schilde, die sie statt Schuppen als Schutz auf der Haut tragen. Ende der 60er-Jahre wiesen nur noch sechs Prozent der Fische die Knochenplatten auf. Der zusätzliche Schutz war nicht nur wirkungslos geworden, sondern unnötiger Balast, der Geschwindigkeit und Wendigkeit beeinträchtigt.
Als man damit begann, das Wasser des Sees zu reinigen, verbesserte sich die Sicht allmählich - zunächst auf etwa 3,5 Meter, später sogar bis auf 7,5 Meter. Bei einer Untersuchung der Stichlinge stellten Biologen fest, dass mittlerweile 49% der Fische wieder komplett und 35% zum Teil von Knochenplatten überzogen sind.
In der natürlichen Stichlingpopulation kommen sowohl komplett beschildete und teilweise beschildete als auch schildlose Formen vor. Stichlinge, die kaum Knochenplatten aufweisen, leben ausschließlich im Süßwasser. Diejenigen mit vielen Knochenplatten sind marine Wanderformen. Da die Population im Lake Washington sowohl Gene von Süß- als auch Salzwasser-Formen trägt, ist sie flexibel genug, um sich an die drastisch veränderten Umweltbedingungen anzupassen.

Auch die neu entstandene Genvariante die Hypolimnos-Edelfalter gegen das tötliche Bakterium Wolbachia immunisiert (#3), gilt als ein Beispiel zu beobachtender Evolution in menschlich überschaubaren Zeiträumen.
Sexuelle Fortpflanzung hat vor allem den Vorteil, dass sie immer neue und variablere Genkombinationen ermöglicht und dabei hilft, erfolgreiche Genvarianten im ganzen Genpool zu verbreiten. Natürlich steigt neben den nützlichen Eigenschaften, die bei diesen "Experimenten" entstehen, auch die möglichen schädlichen Eigenschaften, die dann durch die Selektion ausgemerzt werden.

Die Weibchen mexikanischer Zahnkärpflinge (#4) bevorzugen große Männchen, die sie vor der Paarung gründlich in Augenschein nehmen. Biologen von der Universität Potsdam fanden jedoch kürzlich zwei Populationen, die in finsteren Höhlen leben, in denen die Weibchen zumindest optisch keinen Unterschied zwischen den Männchen mehr feststellen konnten. Eine Population wies ausschließlich kleine Männchen, eine mit großen und kleinen Männchen. Der Grund: In der Population mit großen und kleinen Exemplaren haben die Weibchen einen Weg gefunden, die Größe ihrer Freier auch ohne Licht zu ermitteln. Wahrscheinlich weil größere Männchen einfach mehr Wellen schlagen. Da sie in dieser Population - wie auch in der anderen - zunächst die kleineren Männchen nicht verschmähten, konnten sich diese sehr gut fortpflanzen und hätten sich wahrscheinlich durchgesetzt. Kleinere Männchen müssen wesentlich weniger Energie in den Aufbau von Körpermasse stecken, kommen also mit weniger Nahrung zurecht. Aufgrund des Erfindungsreichtums der Weibchen, haben sie nun aber wieder schlechtere Chancen, sodass sich der Trend zu größeren Männchen durchsetzen wird.

Dass aber auch Männer wählerisch sind, zeigen ebenfalls Biologen von der Universität Potsdam. In Texas bilden asexuelle Amazonenkärpflinge (#4) mit sexuellen Breitflossenkärpflingen (#4) gemischte Populationen. Die Besonderheit in diesem System liegt darin, dass die asexuellen Amazonenkärpflinge Spermien der sexuellen Art benötigen, um die Embryonalentwicklung ihrer Eier auszulösen. Männchen gelten als weniger wählerisch im Vergleich zu den Weibchen, da die Spermienproduktion als wenig energieaufwendig angesehen wird. Stimmt das, sollten sich Männchen gleich oft mit sexuellen und asexuellen Weibchen paaren.
In einer Feldstudie wurden gemischte Populationen im Verlauf eines Jahres beobachtet und die Weibchen beider Arten untersucht. Es stellte sich heraus, dass ein wesentlich höherer Anteil sexueller Weibchen Spermien in ihrem Genitaltrakt hatte. Es scheint also, dass die männliche Partnerwahl in der Tat der Schlüssel zum Verständnis der stabilen Koexistenz sexueller und asexueller Arten darstellt.
Wären die Männchen weniger wählerisch, hätte die asexuelle Art alleine schon dadurch einen Fortpflanzungsvorteil, dass sie sich die Produktion überflüssiger Männchen spart. Die asexuelle Fortpflanzung hat allerdings auch Nachteile, da sie eine vergleichsweise ausgeprägte Starrheit der Art zur Folge hat. Größere Veränderungen in der ökologischen Nische der Amazonenkärpflinge könnten sich deshalb eher verheerend auswirken als bei sexuellen Arten, die eine wesentlich höhere Variabilität innerhalb ihrer Population aufweisen.

Eine Untersuchung des Räuber-Beute-Verhältnisses zwischen Wanderfalken und Tauben in Kalifornien zeigte, dass kleine Unterschiede große Wirkung haben können. In der beobachteten Taubenpopulation trugen etwa 20 Prozent der Tiere einen weißen Fleck zwischen Schwanzansatz und Rücken. Diese Tauben machten aber nur zwei Prozent der Wanderfalkenbeute aus.
Der weiße Fleck sorgt tatsächlich für den unterschiedlichen Jagderfolg des Greifvogels: Stößt der Falke mit mehr als 300 Kilometern pro Stunde auf seine Beute herab, verteidigen sich die Tauben, indem sie kurz bevor der Jäger sie erreicht eine Luftrolle vollziehen, indem sie einen Flügel nach unten klappen. Bei der Drehung wird der Fleck besonders gut sichtbar und irritiert die Falken wohl - sei es auch nur für den Bruchteil einer Sekunde - und verschafft den Tauben einen kleinen, aber entscheidenden Vorsprung. Die Fluchttaktik funktioniert auch bei Tauben, denen der weiße Fleck nur aufgeklebt wurde. Verdeckt man die Färbung bei Tauben, die sie angeboren tragen, fallen sie genauso häufig Falken zum Opfer wie Tauben die ohne Fleck aus dem Ei schlüpften.
In der Population steigt die Zahl der Individuen mit einem weißen Fleck ständig. Es bleibt spannend, wie die Falken auf den evolutionären Haken der Tauben reagieren.


Lebensbild von Tiktaalik roseae


Viele Übergänge im Laufe der Evolution sind bereits gut durch Fossilfunde oder gar durch noch lebende Arten dokumentiert, wenn auch nicht lückenlos. Erst kürzlich wurde Tiktaalik vorgestellt, die vermutlich erste Fischart, der an Land ging. Bei ihm sind anatomische Anlagen für wesentliche Merkmale von Landwirbeltieren vorhanden.
Das Schnabeltier gilt als Beleg für den Übergang der Reptilien zu den Säugetieren. Die Weibchen legen noch Eier, produzieren aber auch schon Milch, die die Jungen direkt von der Bauchdecke lecken. Zitzen haben Schnabeltiere noch nicht. Die Männchen hingegen produzieren ein Gift, das sie bei der Verteidigung mit ihrem Stachel an der Schwanzwurzel einsetzen und das dem von Reptilien ähnelt. Auch im DNA-Code zeigt sich die Verwandtschaft des kuriosen Tieres sowohl mit Reptilien als auch mit Säugetieren.

Die Säugetiere, die sich zunächst an Land entwickelten, eroberten sich anschließend auch das Meer als Lebensraum zurück. Dieser Übergang ist mittlerweile durch Fossilfunde und Genanalysen ebenso gut belegt wie die Entwicklung der Vögel aus Sauriern.

#1 - Magicicada
https://de.wikipedia.org/wiki/Magicicada

#2 - Gasterosteus aculeatus
https://de.wikipedia.org/wiki/Dreistachliger_Stichling

#3 - Hypolimnos-Edelfalter
Forschung: Sylvain Charlat, Emily A. Hornett und Gregory D.D. Hurst, Department of Biology, University College London und Gump South Pacific Research Station, University of California at Berkeley, Moorea, Französisch-Polynesien; und andere

Veröffentlichung Science, Vol. 317, 13. Juli 2007, p 214, DOI 10.1126/science.1143369

#4 - Kärpflinge
https://de.wikipedia.org/wiki/Zahnkärpflinge
https://de.wikipedia.org/wiki/Amazonenkärpfling
https://de.wikipedia.org/wiki/Breitflossenkärpfling
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Re: Evolution oder Schöpfung

Beitragvon almafan » Fr 12. Okt 2018, 23:05

Rezension: Die DNA: Bibliothek des Lebens - Teil 5: Mögliche Entwicklung und Vorläufer der DNA

In den letzten drei Artikeln konnte klar aufgezeichnet werden, dass die Evolutionstheorie eine wissenschaftliche Theorie ist, wie sie im zitierten Brockhaus definiert wurde. Ihre Wirkmechanismen lassen sich in kurzen Zeiträumen beobachten. Sie lassen sich reproduzieren. Und die Evolutionstheorie trifft auch wissenschaftliche Vorhersagen.
Anschließend soll eine kurze Abhandlung darüber erfolgen, wie sich DNA gebildet und entwickelt haben könnte.

Die RNA-Welt-Hypothese

Ein Erklärungsmodell ist die RNA-Welt-Hypothese, die besagt, dass RNA-Moleküle die Vorläufer der Organismen und der DNA sind. Die Hypothese lässt sich ableiten aus der Fähigkeit der RNA zur Speicherung, Übertragung und Vervielfältigung genetischer Informationen, sowie aus ihrer Fähigkeit, als Ribozyme Reaktionen zu katalysieren.
Da die RNA ein bereits sehr komplexes Molekül ist, wurden alternative und ergänzende Hypothesen zur Entwicklung des Lebens auf der Erde entwickelt. Diese schließen insbesondere eine mögliche Rolle von Proteinoiden, Peptid-Nukleinsäuren (kurz PNA), Threose-Nukleinsäuren und Glycerol-Nukleinsäuren ein. Sie werden als mögliche Vorgänger der RNA angesehen, da sie chemisch einfacher gebaut sind. Für Peptid-Nukleinsäuren konnte nachgewiesen werden, dass sie sich selbst replizieren und als Vorlage der RNA dienen können. Eine Entstehung von Peptid-Nukleinsäuren in der Ursuppe gilt als möglich. Auch die in der Ursuppe vermuteten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe werden als mögliche Vorgänger der RNA angesehen.

Proteinoide

Proteinoide sind proteinähnliche Polymere aus Aminosäuren, die im Gegensatz zu heutigen Proteinverbindungen auch außerhalb von Lebewesen entstanden sein können. Im Miller-Urey-Experiment wurden Aminosäuren in einer hypothetischen Ursuppe erzeugt. Darauf aufbauend entstehen Proteinoide bei Temperaturen um 140 °C, in Anwesenheit von Katalysatoren (mögliche Katalysatoren Phosphat oder Amidincarbodiimid) bereits ab 70 °C. Daraus können sich aufgrund hydrophober Effekte sphärische Proteinkomplexe (Mikrosphären) bilden, die zwei Eigenschaften von Lebewesen aufweisen, wie eine proteinbasierte Biomembran und eine Aufspaltung in Tochtersphären als Entsprechung einer Zellteilung.

Peptid-Nukleinsäure

Dies sind Nukleinsäure, in dem das Zucker-Phosphat-Rückgrat durch ein Pseudopeptid ersetzt ist. Das Rückgrat besteht dabei oft aus Aminoethylglycin-Einheiten, die über neutrale Amid-Bindungen (anstelle der geladenen Phosphodiester-Bindungen der DNA) miteinander verbunden sind.

Threose-Nukleinsäuren

Threose ist ein Monosaccharid aus der Gruppe der Tetrosen. Es gibt zwei Stereoisomere, die D-Threose und die L-Threose.
Threose ist namensgebend für den Deskriptor (ein Präfix vor dem systematischen Substanznamen, der die Konfiguration oder die Stereochemie des Moleküls beschreibt) threo-, der als halbsystematischer Namenszusatz genutzt wird, um ähnlich konfigurierte Moleküle zu kennzeichnen.
Bei der Oxidation von Threose, beispielsweise mit Salpetersäure, entsteht Weinsäure (Die Alkalisalze der Weinsäure vermögen in alkalischer Lösung Kupfer(II)-Ionen zu binden und dadurch in Lösung zu halten (Fehlingsche Lösung, zum Nachweis von Reduktionsstoffen)). Bei der Reduktion, zum Beispiel mit Natriumborhydrid, entsteht Threit (einem einfach gebauten Zuckeralkohol).

Glycerol-Nukleinsäuren

Glycerol (von griechisch glykeros für süß, auch Glyzerin genannt ist ein Zuckeralkohol und der einfachste dreiwertige Alkohol, ein Triol. Glycerol ist in allen natürlichen Fetten und fetten Ölen (z.B. Pflanzenölen) chemisch gebunden als Fettsäureester vorhanden und spielt eine zentrale Rolle als Zwischenprodukt in verschiedenen Stoffwechselprozessen.

Schematisches Beispiel für die säurekatalysierte Umesterung eines natürlichen Triglycerids (drei Glycerole) (oben) in Fetten und Ölen. Der blau markierte Fettsäurerest ist gesättigt, der grün markierte ist einfach, der rot markierte dreifach ungesättigt. Bei der Gleichgewichtsreaktion wird Clycerol abgespalten und es entsteht FAME (unten), ein Gemisch von Fettsäuremethylestern, im Beispiel drei verschiedene

Wegen seiner wasserbindenden Eigenschaften ist Glycerol in Kosmetikartikeln als Feuchtigkeitsspender enthalten und dient als Lebensmittelzusatzstoff E 422 zur Feuchthaltung, etwa für Datteln, Kaugummi oder Zahnpasta, aber auch als Süßungsmittel. Es hält Blumen und Weihnachtsbäume länger frisch und Leder in Schuhcremes und Lederpflegemitteln glatt und geschmeidig.
Clycerol verwendet die Industrie als Frostschutzmittel, Schmierstoff und Weichmacher, als Reakant bei der Herstellung von Kunststoffen, Microchips und Farbstoffen, sowie nach der Reaktion mit konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure zu Glyceroltrinitrat (besser bekannt als "Nitroglycerin") als Explosivstoff. Weitere Anwendungsgebiete: als Nährmedium für Biogasanlagen und Fermentationssubstrat in der industriellen Biotechnologie, als Kraftstoffzusatz, als Futtermittel für Wiederkäuer, Schweine und Hühner, zur Behandlung von Hirnödemen, als Abführmittel, zur Aufrechterhaltung der menschlichen Hirn- und Organfunktionen während einer künstlichen Absenkung der Körpertemperatur für langwierige, schwierige Eingriffe (biologisches Vorbild der graue Laubfrosch Hyla versicolor) und zur Diagnose eines Morbus Meniere.

Die meisten tierischen und pflanzlichen Fette und Öle sind Triacylclyceride aus dreiwertigen Alkoholglycerin der mit -OH dreifach mit Fettsäuren verestert. Diese Verbindung dient als Energiespeicher. Ähnlich aufgebaut sind Phosphoglyceride, die statt der dritten Fettsäure eine Phosphatgruppe verestern und an diese ein Rest gekoppelt ist, wie Cholin im Lecithin. Dieses Molekül hat einen polaren und einen apolaren Bereich, was die Bildung einer Membran (z.B. Zellmembran) ermöglicht.

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe oder polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (kurz PAK) bilden eine Stoffgruppe von organischen Verbindungen, die aus mindestens zwei verbundenen aromatischen Ringsystemen bestehen, die stets in einer Ebene liegen. Der einfachste PAK ist Naphthalin. Fluoren ist ebenfalls ein PAK, da beide Ringe durch die zusätzliche Methyleneinheit starr miteinander verbunden sind. Kein PAK ist Biphenyl, hier sind die beiden Benzolringe nicht anelliert (Anfügung eines weiteren Ringes an einen oder mehrere schon vorhandene Ringe).

Diese ringförmigen Kohlenwasserstoffe können zusätzlich Substituenten (häufig Methylgruppen) tragen. In einer erweiterten Bezeichnung werden auch Derivate mit Heteroatomen (vorrangig Sauerstoff und Stickstoff) in Form von Aldehyd-, Keto-, Carboxy- und Nitrogruppen, aber auch Heteroaromaten zu den PAK gezählt. Dadurch ergibt sich ein großer Variantenreichtum innerhalb der PAK; mehrere hundert Verbindungen sind bekannt.

Die alternative Hypothese der Panspermie stellt eine weitere mögliche Erklärung der Entstehung der komplexen Formen unseres Lebens dar. Diese weitgehend als reine Spekulation betrachtete Theorie besagt, dass sich einfache Lebensformen über große Distanzen durch das Universum bewegten oder gebracht wurden und so die Anfänge des Lebens auf die Erde markierten. Da allerdings die Frage nach der Entstehung des Lebens hierdurch einfach nur von der Erde an irgendeinen anderen Ort im Universum verschoben wird, bietet diese Hypothese letztlich keinerlei grundlegende Erklärung an.
Solche Hypothesen sind auch mit einer gehörigen Portion Spekulation verbunden, aber im Gegensatz zu Gott zumindest einer wissenschaftlichen Prüfung zugänglich.

Feststellen lässt sich übrigens auch, dass Technik, die immer wieder als gelenkter Prozess die Analogie zur Natur von Kreationisten verstanden und dargestellt wird, ebenfalls einem Wandel unterworfen ist. Wobei der Mensch hier die Rolle der Mutation, Selektion, Adaption, Variation und des genetischen Drifts übernimmt, indem er entscheidet, wie sich etwas verändert, ob es sich durchsetzt oder zufällig verloren geht (z.B. Krieg). Er verwendet bei der Entwicklung neuer Techniken nicht neu erschaffene Materie, sondern bereits vorhandenes Material und Wissen und baut darauf auf (#1).

Fazit: Für die Entstehung und Entwicklung der DNA als Informationsspeicher des Lebens gibt es überprüfbare Erklärungen. Auf einige Modelle werde ich zu einem späteren Zeitpunkt eingehen.

#1 - Die Speichergrößen im Wandel der Zeit Hier im Forum unter "Kind der 80er Jahre"
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Re: Evolution oder Schöpfung

Beitragvon almafan » Mo 22. Okt 2018, 00:57

Grundlagen: Die 5 Säulen der Evolution - Teil 1: Eine Übersicht

Auch meine Vorstellung von Evolution ist vage, aber ich versuche dennoch die 5 Säulen der dazugehörigen Theorie in kurzen Sätzen zu erläutern:

Mutation

(lat. mutare "ändern, verwandeln")

Die Mutation beschreibt eine dauerhafte Veränderung des Erbgutes. Sie betrifft zunächst nur das Erbgut einer Zelle, wird aber von dieser an alle eventuell entstehenden Tochterzellen weitergegeben. Eine Mutation kann Auswirkungen auf die Merkmale eines Organismus haben oder nicht (stille Mutation). Merkmalsänderungen können negative, positive oder auch gar keine Folgen hinsichtlich der Lebensfähigkeit und / oder des Fortpflanzungsvermögens haben. Mutationen können spontan auftreten oder durch äußere Einflüsse verursacht werden, wie beispielsweise Strahlung oder erbgutverändernde Chemikalien.
Genommutationen sind Veränderungen der Anzahl der Chromosomen, Chromosomenmutationen sind Veränderungen der Chromosomenstruktur selbst.
Zwar sind Mutationen mit positiven Folgen seltener als solche neutraler oder negativer Auswirkung. Doch wenn eine positive Mutation auftritt, trägt der Mechanismus der natürlichen Selektion dazu bei, dass diese sich in einer Population ausbreiten kann.

Selektion

(lat. selectio "Auswahl/Auslese")

Falls die Individuen einer Population in einem oder mehreren Merkmalen variieren, bewirkt die Selektion einen unterschiedlichen Fortpflanzungserfolg, indem einige Individuen länger überleben, mehr Nachkommen produzieren können, Feinden besser entkommen oder widerstehen können, resistenter gegen Krankheiten sind, und so weiter. Man sagt dazu, die Individuen mit höherem Fortpflanzungserfolg besitzen eine höhere Fitness. Die selektierten Merkmale, die die höhere Fitness bewirken, können genetisch bedingt, also erblich sein, oder es kann sich um umweltbedingte Varianten oder Modifikationen handeln. Evolutionär wirksam ist nur die Selektion erblicher Merkmale.
Die unterschiedlichen Individuen besitzen nur in seltenen Ausnahmefällen vollkommen unterschiedliche Gene. In der Regel ist es so, dass die vererbten Unterschiede auf geringfügige Varianten desselben Gens (Allele) zurückzuführen sind. Die meisten dieser Unterschiede betreffen sogar nur ein einzelnes Basenpaar.

Variation

(lat. variare "verändern")

Die phänotypische (#1) Variation bezeichnet die Unterschiede von Merkmalen zwischen den Mitgliedern derselben Art oder verwandter Arten. In der Population einer Art sind keine zwei Individuen exakt identisch. Einige der Variationen sind erblich, sie werden an die Nachkommen weitergegeben. Variation führt zur biologischen Diversität einer Population. Sie bietet das Rohmaterial für evolutionäre Veränderung.


Adaption

(lat. adaptare "anpassen")

Eine evolutionäre Anpassung ist ein Merkmal eines Organismus, das für sein Überleben beziehungsweise seine Fortpflanzungsfähigkeit vorteilhaft ist, und das durch natürliche Selektion für seinen gegenwärtigen Zweck entstanden ist. Ein Merkmal kann in diesem Zusammenhang sowohl eine körperliche Besonderheit als auch eine Verhaltensweise sein. Damit ein Merkmal adaptiv ist, muss es erblich sein.
Merkmale, die für den Organismus vorteilhaft sind, aber deren Ursprung auf einen anderen Zweck zurückgeht, werden als Exadaptionen bezeichnet. Der alternativ dafür gebrauchte Ausdruck Präadaptation wird heute vielfach vermieden, weil er den falschen Eindruck einer zielgerichteten Entwicklung auf den neuen Zweck hin vermittelt.

Genetischer Drifts

Als Gendrift bezeichnet man in der Populationsgenetik eine zufällige Veränderung der Allelfrequenz innerhalb des Genpools (Gesamtheit der Gene aller Individuen) einer Population. Die natürliche Selektion hingegen ist direkt an den Überlebens- und Reproduktionserfolg von Individuen gekoppelt, also deren Angepasstheit an ihre Umwelt. Der genetische Drift dagegen hat keine derartigen Ursachen, sondern ist rein zufallsbestimmt. Die Universität von California in Berkeley hat auf ihrer netten Webseite versucht, das Ganze mit einem Cartoon zu verdeutlichen:

Bild

Der Fuß ist hier Symbol für den Zufall. Ohne Selektion auszuüben wird hier ein zufälliger Teil der Individuen aus der Population "entfernt".

Jede weitere Vereinfachung dieser 5 Säulen führt zu einem noch vageren oder unzureichenderen Verständnis. All diese Säulen sind messbar, sind experimentell bestätigt. Dies bestärkt Evolutionsvertreter eben - durchaus berechtigt - darin, dass an der Sache was dran sein muss. Wer möchte, kann darin gerne das Wirken eines Gottes sehen, aber für die Aussagen der Theorie ist es unerheblich.

In den folgenden Beiträgen werde ich auf die 5 Säulen in einzelnen eingehen.

#1 - Phänotyp

Es ist zwischen dem, durch Erbanlagen und Umwelteinflüssen geprägten Erscheinungsbild eines Organismus (Phänotyp) und der genetischen Grundlage (Genotyp) zu unterscheiden.
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