Chemische Evolution: Der Weg vom Atom ins Leben

Chemische Evolution:
Der Weg
g vom Atom ins Leben
Prebiotic Evolution
Vortrag
FH Recklinghausen
6. Juni 2011
Dr. Peter Michael Kaiser
Hameln
www.philo-so-phie.de
25.06.2011
Inhalt
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25.06.2011
Geologie und Uratmosphäre
Bildung von AS- und RNA-Bausteinen: von
Miller 1953 zu Powner 2009
Entstehung von Biomolekülen: Ursuppe
oder
d Pizza?
Pi
?
RNA-Welt,, Hypercyclus
yp y
und Chemoton
Ausblick: der Weg in die biologische
Evolution
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Beiträge der Geologie: CO2 Partialdruck
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Beiträge der Geologie: O2 Partialdruck
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Miller, Urey 1953
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Stanley
y Miller
(1930-2007)
Neue Versuche 1958: Zugabe
von H2S und CO2 (Vulkangase)
Proben von damals 2008 mit
LC und MS neu untersucht und
22 Aminosäuren sowie
5 Amine gefunden.
g
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Wie entstanden aus kleinen Molekülen größere,
längerkettige?
Ursuppe
pp oder Pizza Präbiotica?
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Kondensationen an Matrizen
Tonminerale wie Montmorillonit,, Zeolithe
etc.
Pyrit: Günther Wächtershäuser
Meereis: Hauke Trinks
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F S/F S2 - Biofilmtheorie
FeS/FeS
Bi fil
h
i (P
(Pyrit=Matrix)
i M
i )
Stoffwechsel von Schwefelbakterien
(Archaeen in „black
black smokers“
smokers am
Meeresboden bei > 100 °C)
H2S + 0.5 O2 --> S +H2O; S + H2O +1.5 O2 -->
SO422- + 2 H+ ∆G= -710
710 kJ/Mol
Chemosynthese:
6 H2O + 6 CO2 + z.B. H2S, CH4 + Energie  C6H12O6 + 6 O2
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Wächtershäuser 2000:
primitiver Citronensäurecyclus
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FERREDOXIN
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Nucleosid und
NucleosidNucleotid-Biosynthese
y
Wie in Wasser möglich?
g
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MEEREIS = MATRIX
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Membranähnliche Strukturen im Meereis
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Hyperzyklus
H
kl
(M. Eigen)
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LUCA
LAST UNIVERSAL COMMON ANCESTOR
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Die großen Evolutionsschritte nach heutigem Wissensstand
 Membranen, organisierte Teilung
Replizierende Moleküle

Moleküle in Kompartimenten
 Molekülverkettung, gemeinsame Replikation
Unabhängige Replikatoren 
Chromosomen
 genetischer Code, Ribosom
RNA als Gen und Enzym 
DNA und Protein
 Zusammenschluß durch Endosymbiose
P k
Prokaryonten
t

E k
Eukaryonten
t
 Sexuelle Vermehrung als qualitativer Sprung der
Höherentwicklung
Asexuell vermehrende Klone
Sich sexuell vermehrende
Populationen
 Zelldifferenzierung und Entwicklung
Protisten

Pflanzen, Pilze und Tiere
 Entstehung nicht-reproduktiver Kasten
Einzeln
l llebende
b d Individuen
d d
Tierkolonien
k l
 Arbeit, Sprache, Schrift, Kultur, Nahrung …
g

menschliche Gesellschaften
Primatengesellschaften
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DESIGN
oder
ZUFALL???
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