Philipp Frotzbacher - Über die Wahrheit, die Liebe

Gleiche Aminosäuren können rechts oder links gedreht sein

Aus dem Verbund von Aminosäuren entstehen Peptid-Nukleinsäuren. Das sind wiederkehrende Muster, sich selbst replizierende Systeme, die auf katalytischem Weg - also ohne sich dabei selbst zu verändern - nebenbei noch weitere Aminosäuren herstellen können. Sie bewirken an den Ufern der Weltmeere konzentrierte Aminosäureansammlungen. Der Grad der Ordnung erhöht sich.

Peptid-Nukleinsäuren

Ab jetzt ist das Geheimnis des Lebens mit lauter Fragen verbunden, deren Antwort es in voller Schönheit erstrahlen lassen. Die naturwissenschaftlichen Ansätze der Astronomie, Physik, Chemie, Biochemie, Biologie oder der Genetik können keine vollständige Erklärung mehr dafür bieten, was nun in der Folge geschehen ist. Durch Selbstorganisation wächst der Grad der Komplexität. Bestimmte Moleküle (mit Protein-Charakter) können an diesen Molekülketten andocken und dabei Interaktionen mit der Umgebung auslösen, die ein umliegendes Milieu schaffen, das hilft, die Materie herum zu ordnen und miteinander interagierende Einheiten zu bilden, die scheinbar dem Bedürfnis gehorchen, eine noch höhere Form der Ordnung herzustellen. Der allen Dingen und Wesenheiten immanente ordnende Geist beginnt, in der Außenwelt deutlich sichtbar zu werden.

Plötzlich bewegt sich da etwas scheinbar zielgerichtet, mit Plan und Übersicht. In der richtigen Reihenfolge und mit perfekter Orientierung in einer winzig kleinen lokalen Struktur wird der Transport von organischer Materie in der richtigen Menge und Form organisiert und durchgeführt. Das, was sich da aus sich selbst heraus innerlich ordnet und um sich herum diese Tendenz zum Ordnen weitergibt, bewegt sich innerhalb ökonomischer Grenzen. Die Materie rundherum beginnt ebenso, eine höhere Ordnung zu entwickeln. Aus diesen Gegebenheiten heraus wird das Ganze zu einer logischen Einheit mit einer definierten Abgrenzung zur Umwelt. Die Größe des Komplexes ergibt sich aus der Länge der Transportwege. Es ist durchaus berechtigt, diesen erstaunlich hohen Grad an Selbstorganisation als Wunder zu bezeichnen. Sowohl aus logistischer Sicht, wie auch aus logischer Sicht hat das mit Zufall nichts zu tun. Aus Proteinen, Fetten, Calcium und Magnesium-Ionen beginnt sich eine Schutzhülle nach außen hin auszubilden. Sie bietet dem Inneren Schutz und Ruhe. Es gleicht einem chemischen Labor mit einer durchlässigen Wand, bei dem durch regulative Mechanismen genau kontrolliert wird, welche Stoffe hinein und welche Stoffe hinaus kommen können. Damit innen die organischen Moleküle und die Mehrfachzucker hergestellt und bewegt werden können, müssen der PH-Wert und das Verhältnis von Wasser und Fett ganz genau stimmen. Im Inneren kann sich nun eine noch feinere Ordnung herausbilden.

Ein elektrostatisches Gleichgewicht stellt sich ein, die physikalischen und chemischen Phänomene wie elektrische oder magnetische Kräfte, Van der Waals-Kräfte, Diffusion, hygroskopische Effekte, sowie mechanische Gegebenheiten durch die räumliche Bauweise von Molekülen treten jetzt noch besser in Erscheinung. Da werden Protonen über Protonenpumpen transportiert und Ionen übertragen. Da werden Enzyme hergestellt. Es ist fast so, als würde jedes Enzym genau wissen, was es tut. Diese chemischen Katalysatoren können Stoffe chemisch verändern, ohne sich selbst dabei zu verändern und ohne dabei Energie zu verbrauchen. Anschließend werden die Enzyme mit dem richtigen Ausgangsmaterial versorgt, damit sie durch solche katalytischen Prozesse ganz bestimmte Proteine herstellen können. Proteine sind komplizierte, perfekt aufgebaute, fertig produzierte Einheiten. Es sind Makro-Moleküle, die unterschiedlichste Aufgaben übernehmen, oder sie werden einfach als Baumaterial benötigt und wo anders verwendet. Aus der Interaktion von Proteinen und Aminosäuren entwickelt sich eine gegenseitige Abhängigkeit. Proteine, die beim Lesen der Aminosäuresequenzen chemische Verbindungen erzeugen, die dem Erhalt oder der Weitergabe des Gesamtsystems dienen, werden begünstigt, sie werden wieder hergestellt. Die Aminosäuren verbinden sich so zu nützlichen Sequenzen von Aminosäureketten. Jeder Teil steht mit den anderen Teilen in Beziehung. Sie scheinen auf sinnvolle Art miteinander zu kommunizieren. Stoffkreisläufe ermöglichen die Erhaltung, die Atome bewegen sich bereits scheinbar selbständig, um das Leben zu ermöglichen. Diese Molekülstrukturen sind Ganzheiten, die bereits die Fähigkeit haben, die in ihnen enthaltene Ordnung weiterzugeben.

Aus diesen Ketten entwickeln sich die ersten langen RNA-Stränge mit den zu codierenden Stellen, die heute Gene genannt werden. Die Proteine, die mit diesen Stellen interagieren, sind komplex aufgebaute Moleküle, die bereits aus mehreren hundert Aminosäuren bestehen. Während eine solche Polymerase an den RNA-Stellen entlang fährt, zieht es genau in der richtigen Reihenfolge die richtigen organischen bereits bereitgestellten Moleküle aus der Umgebung heran und baut sie in der Reihenfolge wie im Original wieder zusammen. Eine Kopie der Aminosäuresequenz ist entstanden. Diese Kopie des einen Gens ist bereits der Bauplan für ein neues Protein, das an anderer Stelle dann auch gleich wieder hergestellt wird. Sowohl die lesenden Proteine, als auch die gelesenen RNA-Stränge werden auf diese Weise reproduziert. Gleichzeitig wird dabei sichergestellt, dass die richtigen organischen Moleküle zur Verfügung stehen. Es sind organisatorische Meisterleistungen auf atomarer Ebene, die ein Ziel verfolgen: Ordnung, Erhaltung der Ordnung, Verbesserung der Abstimmung, Verfeinerung der Ordnung. Das Leben auf der Erde vollbringt solche Höchstleistungen auf kleinster Ebene ohne Unterbrechung seit Anfang an. Die einzelnen Arbeitsschritte werden dabei laufend verbessert. Unsere wissenschaftlichen Ansätze, das eben Beschriebene zu erklären, versagen. Wer ordnet da. Was ordnet da. Wer verbessert da? Wer verfeinert da? Wie kann das sein? Wir wissen es nicht. Der Grad der Spezialisierung und Perfektionierung ist mehr als erstaunlich. Da baut sich etwas gegenseitig auf. Da will etwas erbaut werden. Da bewegt sich etwas. Das Wunder des Lebens.

Die Bakterien sind die ersten Lebewesen, die sich zielgerichtet durch die Welt bewegen können. Innerhalb der ersten Bakterien werden Gradienten aufgebaut, also Unterschiede von Ladungszuständen erzeugt, mit deren Energie die Stoffwechselvorgänge ablaufen. Manche atmen Eisen, manche atmen Schwefeloxide und machen daraus Schwefel, wieder andere atmen Stickoxide und verwandeln sie zu Stickstoff. Andere gewinnen Energie daraus, dass sie aus Sauerstoff Wasser herstellen. Als solche Wasser herstellenden Bakterien begonnen haben, mit wasserstoffspendenden Bakterien zusammen zu arbeiten, ist aus dieser Nachbarschaft die erste für beide Seiten gewinnbringende Symbiose entstanden. Das eine ist für das andere da. Ergebnis sind mehr Energie und mehr Sicherheit, die neue Möglichkeiten ins Leben rufen: Einzeller. Der Grad der Ordnung erhöht sich weiter.

Die Vermehrung der Einzeller hat begonnen. Mikroorganismen wie Algen betreiben Photosynthese und verwandeln mit Hilfe des Sonnenlichts Kohlendioxid und Wasser zu Glukose (Zucker). Sie produzieren wertvolle Kohlenhydrate, die von Pilzen aufgenommen werden, die Pilze scheiden in ihrer Umgebung Enzyme aus und liefern so den Algen als Gegenleistung Wasser und Nährsalze. Genau die Nährstoffe, die Algen brauchen. Die Bakterien reichern die Luft mit Stickstoff an. Diese Einzeller verändern zusammen die gesamte Umweltchemie und schaffen in der Folge die Bedingungen für noch höhere Ordnungszustände für das Leben auf der Erde.