Entstehung und Entwicklung von irdischen Leben
Entstehung und Entwicklung von irdischen Leben
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<strong>Entstehung</strong> <strong>und</strong> <strong>Entwicklung</strong><br />
<strong>von</strong> <strong>irdischen</strong> <strong>Leben</strong><br />
05.05.2009
Gliederung<br />
• Vergleich Erde mit Nachbarplaneten<br />
• <strong>Entstehung</strong> eines bewohnbaren Planeten<br />
• Erste Lebewesen<br />
• Erste Mehrzeller<br />
• Schritt auf das Festland<br />
• Sieg der SäugetiereS
Vergleich zw. Erde <strong>und</strong> Nachbarplanten<br />
Woher diese Unterschiede?
<strong>Entwicklung</strong> der Erde<br />
• <strong>Entstehung</strong> des Sonnensystems vor 4,6<br />
Milliarden Jahren<br />
• Rotationsperiode der Erde durch Mond<br />
<strong>von</strong> 6-76<br />
7 h auf 24 h abgebremst<br />
• 40 000 Jahre Dauerregen mit 3000 l/m 2 d<br />
• C0 2 durch Regen rausgespült<br />
• Soda + CaCl -> > CaC0 3 + NaCl
Die Erde 3,8 Milliarden Jahre v. Chr.<br />
• In Gewässern bereits Aminosäuren<br />
vorhanden<br />
• Aus Aminosäuren<br />
-> > Eiweiße e + Proteine<br />
• keine längerkettigen<br />
Moleküle, le, das diese<br />
durch starke UV-Strahlung zerstört rt werden<br />
• ABER: : In tieferen Gewässern<br />
längerkettige<br />
Moleküle möglichm
Chemie der Aminosäuren<br />
Aufbau <strong>von</strong><br />
Aminosäuren<br />
• Kohlenwasserstoff-<br />
Kette<br />
• Amin-Gruppe<br />
• Carboxyl-Gruppe
Peptidbindung
Herkunft der Aminosäuren I<br />
Zwei Theorien:<br />
• Durch Meteoriteneinschläge auf die Erde<br />
gebracht<br />
Clycin in Zentrum unserer Milchstraße<br />
entdeckt<br />
NH3 + CH4 + H20 + hv -> Clycin<br />
Problem: UV-Strahlung nur 1x wirksam!<br />
Erkenntnis: chem. Bindungen im ges.<br />
Universum gleich
Herkunft der Aminosäuren II<br />
• Auf Erde entstanden<br />
• Zwei Formen:<br />
linkshändige<br />
ndige<br />
rechtshändige<br />
Auf Erde nur linkshändige ndige Aminosäuren<br />
• Konzentration der Spurenelemente in<br />
Lebewesen = Konzentration in Meer<br />
• In Meteoritenreste beide<br />
=><strong>Leben</strong> auf Erde entstanden
Urey-Miller<br />
Miller-Experiment<br />
(1953)<br />
• Stanley Miller <strong>und</strong> Harold Urey
Urey-Miller<br />
Miller-Experiment<br />
II<br />
• stark reduzierte Atmosphäre<br />
• Kolben gelegentlich erwärmt<br />
rmt<br />
• Nach einigen Tagen:<br />
- Zucker,<br />
- Glycin, Alanin<br />
- Fettsäuren<br />
ABER: Sowohl links- als auch rechtsdrehende
Urey-Miller<br />
Miller-Experiment<br />
III<br />
• Keine Kohlenhydrate <strong>und</strong> Nukleinsäuren<br />
uren<br />
• ABER: Bestandteile<br />
- Formaldehyd<br />
- Cyanacetylene<br />
- Cyanwasserstoffe (z.B. Blausäure)<br />
ure)<br />
- Harnsäure<br />
Experiment nicht unumstritten
Urey-Miller<br />
Miller-Experiment<br />
IV<br />
• <strong>Entstehung</strong> <strong>von</strong> org. Molekülen len auch in<br />
schwach reduzierter Atmosphäre<br />
CO, CO 2 , N 2 , H + UV-Licht<br />
=> Blausäure ure + H 2 O<br />
Blausäure ure + Blausäure<br />
ure -> > Aminosäuren<br />
(in basischer Umgebung)<br />
• Bei beiden Reaktionen kein freier O
Prokaryonten <br />
• Zyanobakterien<br />
• erstmals Lebewesen<br />
mit DNS<br />
• schwimmt noch<br />
ungeschützt im Kern<br />
• Erfinder der<br />
Photosynthese<br />
300 Mio. Jahre später
1,5 Milliarden Jahre v. Chr.<br />
• durch Photosynthese Anreicherung <strong>von</strong> O 2<br />
• reagiert mit Fe-hatligen<br />
Boden<br />
2Fe + 1,5O 2 -> > Fe 2 O 3<br />
• nach Sättigung S<br />
Anreicherung <strong>von</strong> O 2 in der<br />
Atmosphäre<br />
• Bildung der Ozonschicht in 15km HöheH<br />
• O 2 + O + hv ->O<br />
3 (Ozon)<br />
• Abschirmung der UV-Strahlung
1,5 Milliarden Jahre v. Chr. II<br />
• <strong>Entstehung</strong> der<br />
Eukaryonten <br />
• Erstmals eigener<br />
Zellkern<br />
• DNS im Zellkern<br />
geschützt<br />
• Mitochondrien (zur<br />
Verarbeitung <strong>von</strong> O 2 )
Kambrium (ab 542 Mio. Jahre v.Chr.)<br />
.)<br />
• Superkontinent „Godwana“<br />
• vielzelliges <strong>Leben</strong> im Wasser<br />
• bereits mit bloßem Auge erkennbar<br />
• Krebse, Tausendfüß<br />
üßler etc.<br />
• Trilobiten haben erstmals Augen<br />
• erste Räuber R<br />
der Erdgeschichte<br />
• Konkurrenten + Gejagte entwickeln auch Augen<br />
<strong>und</strong> Abwehrmechanismen
Kambrium II<br />
• „Kambrische<br />
Explosion“<br />
Warum?<br />
• Überlebende der vergangenen Eiszeit sehr<br />
widerstandsfähig<br />
• Treibhauseffekt<br />
• O 2 <strong>und</strong> Calciumcarbonat im Meer<br />
=> Aufbau <strong>von</strong> Schalen <strong>und</strong> Panzern<br />
möglich
Mittleres Silur (444-416 416 Mio. v. Chr.)<br />
• Bei vorheriger Eiszeit starben 50% aller<br />
Lebewesen aus<br />
• Lebewesen eroberten Festland. Warum?<br />
• Konkurrenzdruck <strong>und</strong> Fressfeinde zwangen<br />
Lebewesen zur Flucht aufs Festland<br />
• zuerst Grünalgen <strong>und</strong> Zyanobakterien<br />
=> fruchtbarer Boden<br />
• Anschließend end Gliederfüß<br />
üßler
Weitere <strong>Entwicklung</strong><br />
• Dinosaurier<br />
• starben nach Einschlag aus<br />
• Klimaänderung<br />
• Dinos waren Kaltblüter,<br />
ter,<br />
• Säugetier dagegen Warmblüter, konnten<br />
Körpertemperatur konstant halten<br />
• Weiterer Vorteil: Nachwuchs im Körper K<br />
der Mutter
Quellen:<br />
• H. Lesch, , Jörn J<br />
Müller; M<br />
Big Bang, 2. Akt<br />
• H. Lesch, , H. Zaun; Die kürzeste k<br />
Geschichte allen <strong>Leben</strong>s
Danke für f r Ihre<br />
Aufmerksamkeit
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