Biowissenschaften Eine thermodynamische Definition des Lebens von Prof. Dietrich N. Nies, Halle/Saale

Hallo,

in der Zeitschrift "Spektrum der
Wissenschaft", Ausgabe 11/07,
erklärt der Prof. Dietrich N.
Nies mit Hilfe der Thermodynamik
in einem Leserbrief, "Was ist
Leben?"

"....Lebende Systeme sind von
der Umgebung abgegrenzt, nehmen
Energie aus der Umgebung auf,
erhöhen damit die Ordnung innen
(negative Entropie, Negentropie)
und "dürfen" dies trotz des
zweiten Hauptsatzes, da sie es
mit einer stärkeren Entropie-
Erhöhung in der Umgebung
kompensieren. Daraus folgt
unmittelbar, dass Leben an
Zellen gebunden ist, die eine
semipermeable Barriere besitzen
müssen.
Das funktioniert stabil nur im
flüssigen Aggregatzustand,
"gasförmiges" Leben wäre
instabil und "festes" Leben in
folge der niedrigen Diffusionsge-
schwindigkeit extrem langsam.
Für Ersteres ist ein polares
Lösungsmittel erforderlich. In
Mengen im Universum vorhanden
sind nur Wasser und, weniger
polar, Ammoniak. Methan ist zu
apolar. Wegen des niedrigen
Siedepunktes von Ammoniak wäre
"Ammoniak-Leben" sehr viel
langsamer als "Wasser-Leben", so
dass nur Letzteres in der
Existenzzeit des Universums eine
halbwegs sichtbare Evolution
hervorgebracht haben dürfte.
Schließlich bedeutet "Negentropie" die
Synthese von Makromolekülen,
und das geht chemisch eigentlich
nur auf Kohlenstoffbasis.
Also: Auf Grund der Hauptsätze
der Thermodynamik ist Leben an
Zellen gebunden, die im
wässrigen Milieu Energie
transformieren, im Inneren
Negentropie durch Synthese von
Makromolekülen auf Kohlenstoff-
basis akkumulieren, und dies
durch verstärkten Entropie-
Anstieg in ihrer Umgebung
kompensieren."

Ich halte dies für eine der besten Erklärungen, was Leben
ist.

Viele Grüße
--
arno

Hallo arno,


aber was ist daran neu? Prigogine bekam den Nobelpreis für Chemie 1977 für ähnliche Überlegungen, s. Linktipp.
--
karl

plattjefahren arno lach ...


erstens glaube ich nicht das du auch nur 10 prozent von dem was du da reinkopiert hast verstanden hast ...und zweitens hast sofort deinen meister jefunden !


haaaaaachz schöööööööön


liebe grüße

jutta
--
vitaraw

arno ist ja soooooooooo up to date :o))))

--
eleonore

So, Arno, und jetzt weiß ich Bescheid und soll zufrieden sein?
--
heide

hallöchen vitara,,na, Du scheinst ja noch nicht so recht an die Aussagen vom arno Dein Herz verloren zu haben.

Ich überlege gerade, ob Ich Dir, mit ein wenig frei übersetzten Text, auf die Sprünge helfen darf ?

Stell Dir Folgendes Vor. Jemand sagt am frühen Morgen auf nüchternen Magen zu Dir: "Diese Thermodynamische Definition steht mit einer der möglichen Formulierungen des 2. Hauptsatz der Thermodynamik* in Einklang, nach dem die Änderung der Entropie eines Gesamtsystems Null oder größer Null ist. Damit die Ordnung eines Systems aufrechterhalten bleiben oder zunehmen kann, muss die Unordnung der Umgebung mindestens in gleichem Maße zunehmen, so dass die Änderung des Gesamtsystems in Summe mindestens Null ist."

*ist doch ganz einfach: es ist ein Nullsummenspiel. Nimm ein Glas Kölsch und ein Kölschglas, reiche ersteres dem Ersten und zweites dem Zweiten Gast, überrede den Zweiten Gast, das er den Inhalt seines Glases mit dem des Ersten Gastes teilt.

Es wird also ein Nichts aus dem Glas des zweiten Gastes in das des Ersten Gastes umgefüllt danach das gleiche Spiel in umgekehrter Reihenfolge. Der erste Gast teilt den Inhalt seines Glases mit dem Zweiten Gast und schon haste ein Nullsummenspiel aber mit Substanz.
Aber,,,beachte die Reihenfolge. Niemals den Ersten Gast zuerst animieren den Inhalt seines Glases mit dem des Zweiten Gastes zu teilen, das geht einen Moment lang gut aber spätestens wenn der Zweite Gast nun seinerseits an der Reihe ist zu teilen, wirste sein langes Gesicht über Dich ergehen lassen müssen,,,,es kann nicht zum erwünschtem Nullsummenspiel kommen.

Das trifft ebenfalls zu, wenn beim Umfüllen die Gläser nicht untereinander sondern nebeneinander gehalten werden,,dann bekommste ein unbefriedigendes Nullsummenspiel aber die oben beschriebene Unordnung des Systems stellt sich dann auf dem Teppich dar. *g*

Falls Du nun noch aufnahmefähig bist, könnte ich Dir aus dem zweiten Teil des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik folgenden Text übersetzen: Je nach philosophischem Standpunkt bekommt er dort eine wahrscheinlichkeitstheoretische Begründung oder wenigstens eine stochastische Formulierung.,,aber erst mal eine Pause zum Verdauen,,*g*

-ps übrigens hab ich mir vorgenommen zum Thema nix zu sagen, da es aus meiner Sicht nach Ansicht vieler Mitleser eine Atheisttische Betrachtung ist und hugo nur eine Schublade hat, aus welcher er sich Inhaltsmäßig bei solchen Themen bedienen kann und das führt zum Steit,,,
ich überlege mir gerade, was hat sich Gott wohl dabei gedacht, diese komischen Hauptsätze zuzulassen *g*

ps2 Auszüge stammen aus wiki
hugo

Hallo, karl,

vielen Dank für den Linktip.
Für mich war die thermodynamische
Definition /Interpretation des Lebens
neu.
Die Thermodynamik habe ich immer nur
auf die Zusammenhänge zwischen den
Zustandsänderungen und den
energetischen Veränderungen in
technischen Systemen bezogen.
Das hing wohl mit dem Beruf zusammen.

Viele Grüße
--
arno

nun sach eener noch man könnt hier nix lernen ....

hujo det habsch jefressen .... erst muss de zweite sein nüx teilen damit er dann am schluss vom ersten de hälfte abbekommt .....

so haben se beide det selbe .... der mist is nur dat de erste een janzes kölsch bezahlen muss , aber nur ein halbes trinken kann ...de zweite trinkt een halbes uff lau ....

also eigentlich könnte man dieses prinzip doch auf die ganze weltwirtschaft übertragen ....die armen geben den reichen de hälfte von dem was se nich haben ab , die reichen teilen mit den armen ihr einkommen .... dann haben alles dasselbe und wir hätten einen riesenschritt gegen den hunger und das elend auf der welt gemacht ....

vermutlich ist die lösung aber zu einfach ...... obwohl sie bestimmt dem lieben gott gefallen würde ....

nun bin ich auf den zweiten teil gespannt hugo ...


lieben gruß


jutta


--
vitaraw

hallo vitara,,nur soviel: Der 2.Teil des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik- dazu müßten wir uns der Plancksche Methode zur Analyse der Entropiefunktion b e d i e n e n und hieraus zwingend die unterschiedlichen thermodynamischen P o t e n t e nt i a l e und ihre Bedeutung für Gleichgewichtssysteme[font=courier][/font] herauskristalisieren.

Nun geh ich mal davon aus das besonders die Begriffe
.
--
hugo

oh entsch,,,nun hats mich doch glatt aus der Schenke gefegt,,,

also nochmal:
Der 2.Teil des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik- dazu müssten wir uns der Planckschen Methode zur Analyse der Entropiefunktion b e d i e n e n und hieraus zwingend die unterschiedlichen thermodynamischen P o t e n t e nt i a l e und ihre Bedeutung für G l e i c h g e w i c h t s Systeme herauskristallisieren.

Nun geh ich mal davon aus das besonders die von mir hervorgehobenen Begriffe bei Dir eine gewisse Affinität zu alltäglichen Bemühungen und Erlebnissen in Zusammenhang bringen. Es unterhalten sich hier also zwei Experten in o.g. Bezügen und wir brauchen sie uns nicht detaillierter auszuklamüsern (es sei denn, unbedarfte Mitleser zeigen überzogenes Interesse)

Um aber arnos wissenschaftliches Bemühen nicht allzusehr mit unserem Faktotumsvorstellungen zu belasten, er könnte uns womöglich das
Maxwellsche Dämon: (Ein Gedankenexperiment das den 2. Hauptsatz der Thermodynamik hinterfragt) auf den trockenen Hals hetzen,,und wir müssten uns mit solch bösartigen Experimenten befassen, wie ein Tropfen Kölsch beim Erhitzen auf 102C zur aufsteigenden Gasblase wird,,,usw, usf,,
also viel zu theoretisch und Materialintensiv wenn man an den schönen, edlen Tropfen denkt ,,ich kann nur hoffen das arno in Erinnerung an den erst seit knapp 50 Stunden verblichenen 11.11 nicht die Stirn in Querfalten legt, sondern seine Wangen in lauwarme bewegliche -ach Quatsch, neudeutsch in thermodynamische Grübchen faltet,,*gg*
--
hugo