Biogenese

Der Ausdruck Biogenese hat zwei Bedeutungen. Einerseits bezeichnet er in der Biologie die Entstehung biologischer Strukturen oder neuer Organismen aus existierenden Lebensformen; ein Beispiel hierfür sind Vögel, die Eier legen, aus denen wiederum Vögel schlüpfen. Eine zweite Bedeutung stammt von dem französischen Jesuiten-Priester, Wissenschaftler und Philosophen Pierre Teilhard de Chardin, der damit die Entstehung des Lebens bezeichnete.

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Der Begriff wird auch für die Ansicht benutzt, wonach Leben nur von Lebewesen weitergegeben werden kann, im Gegensatz zur Abiogenese, die besagt, dass Leben unter bestimmten (größtenteils noch unbekannten) Umständen auch aus Nicht-Lebendigem entstehen könne. Bis zum 19. Jahrhundert glaubte man allgemein auf Grund der Beobachtung, dass Maden oder Schimmelpilze scheinbar spontan auftraten, wenn organische Stoffe sich selbst überlassen werden, dass die spontane Entstehung von Leben aus toter Materie ein alltäglicher Prozess sei. Dies wurde im 19. Jahrhundert insbesondere durch Louis Pasteur widerlegt, indem er zeigte, dass die Organismen, von denen bis dahin geglaubt wurde, sie entstünden spontan aus toter Materie, in Wirklichkeit aus biologischen Vorläuferorganismen entstanden sind. Man hat auch bis heute nie beobachtet, dass Leben neu entstanden ist.

Gesetz der Biogenese

„La génération spontanée est une chimère.“ (Louis Pasteur)

(„Spontane Generation ist ein Traum.“)

Die empirischen Ergebnisse von Pasteur und anderen Forschern fasste man in dem Ausdruck „Omne vivum ex vivo“ (Latein: „Alles Leben [kommt] aus dem Leben.“) zusammen, der auch als „Gesetz der Biogenese“ bekannt ist. Sie zeigten, dass Leben in seinen gegenwärtigen Formen nicht aus Nicht-Lebendigem spontan entsteht. Die Ergebnisse ließen jedoch keinen Schluss zu auf die Umstände, unter denen Leben entstand.

Dieses „Gesetz der Biogenese“ darf man nicht mit Ernst Haeckels biogenetischer Grundregel verwechseln.

Menschliche Versuche, Leben zu erzeugen

Charles Darwin schrieb am 1. Februar 1871 in einem Brief an Joseph Dalton Hooker, dass das Leben in einem „warmen, kleinen Teich, in dem alle Arten von Ammoniak und Phosphor-Salzen, Licht, Hitze, Elektrizität usw. vorhanden waren,“ begonnen haben könnte und „dass ein Protein-Verbund chemisch geformt wurde und noch komplexeren Veränderungen unterworfen war. Heutzutage würde so etwas sofort verschlungen oder absorbiert, was nicht der Fall war, bevor die lebenden Kreaturen entstanden.“ Somit sei es die Präsenz des Lebens selbst, die verhindere, dass es heute auf der Erde zur Abiogenese komme.

Es gab viele Bemühungen, Leben aus Nicht-Lebendigem zu erschaffen, aber bisher war keine erfolgreich. J.B. Burke versuchte, kleine lebende Zellen aus anorganischem Material mit Hilfe von Radium zu erschaffen; es entstanden nur mikroskopisch kleine explodierende Gasblasen. Pflüger produzierte Cyansäure, die er mit halblebendigen Molekülen verglich, aber es war nur ein totes chemisches Gemisch. Der russische Wissenschaftler Alexander Iwanowitsch Oparin wies darauf hin, dass die Bedingungen auf der Erde zum Zeitpunkt der Entstehung des Lebens ganz anders waren als heute. Das Miller-Urey-Experiment bestätigte seine Hypothese, indem es einige der organischen Komponenten des Lebens aus einer Atmosphäre von Methan, Ammoniak und Wasserdampf produzierte.

2002 gelang es Wissenschaftlern, ein Poliovirus künstlich herzustellen, da der genaue genetische Bauplan bekannt war und im Labor reproduziert werden konnte. [1]. Seitdem wurden weitere Viren synthetisch produziert. [2] Diese Experimente gelten allerdings nicht als Beispiele für Abiogenese, da Viren nicht die Standard-Kriterien für Leben erfüllen. Sie reagieren nicht auf Reize, sie sind ataxisch, ihnen fehlt die Fähigkeit oder der Mechanismus zum Wachstum oder zur Reproduktion, und sie besitzen keine Zellen.

Anhänger der Abiogenese weisen diese Ergebnisse dennoch als Bestätigung ihrer Position aus, da nicht-lebendige Viren und lebende Bakterien nur „molekulare Maschinen“ von unterschiedlicher Komplexität seien. Viele von ihnen erwarten, dass Wissenschaftler Bakterien synthetisch herstellen können, wenn die notwendige Technologie ausreichend weiterentwickelt ist und somit die Möglichkeit zur Abiogenese bietet. Einige weisen zudem auf weniger bekannte und kontroverse Experimente wie die von Andrew Crosse als Beispiele für Abiogenese hin.

Andererseits halten es viele Wissenschaftlern für unwahrscheinlich, dass der vollständige Ablauf der Lebensentstehung jemals im Labor simuliert werden kann. Grund dafür ist, dass der Prozess der Lebensentstehung ihrer Meinung nach Ressourcen (Zeitspannen im Bereich von Millionen von Jahren, Größe des potentiellen Lebensraumes) benötigt, welche im Labormaßstab nicht zur Verfügung stehen.

Siehe auch

• Synthetische Biologie