Lee Know - Die Mito-Medizin

Evolutionär haben die Mitochondrien sich zu Kraftwerken – also Energiefabriken – der Zelle entwickelt. Diese Organellen agieren wie ein zelluläres Verdauungssystem, das Nährstoffe aufnimmt, zerlegt und daraus Energie für die Zelle erzeugt. Der Prozess der Energiegewinnung wird als Zellatmung bezeichnet, und die meisten hiermit verbundenen chemischen Reaktionen laufen in den Mitochondrien ab.

Die winzigen Mitochondrien eignen sich von ihrer Form her perfekt dazu, ihre harte Arbeit zu maximieren. Wie bereits erwähnt, enthält jede Zelle Hunderte bis hin zu mehreren Tausend Mitochondrien. Die konkrete Anzahl richtet sich nach der Aufgabe der Zelle. Herz- und Skelettmuskulatur (die für die mechanische Arbeit große Mengen an Energie benötigen) enthalten große Mengen Mitochondrien. Dies gilt auch für die meisten Organe (wie die Bauchspeicheldrüse, die Insulin synthetisieren muss, oder die Leber mit ihren Entgiftungsaufgaben) und für das Gehirn (die Nervenzellen verbrauchen massenweise Energie).

Jegliche Lebensform, die keine eigene Energie erzeugen kann, ist im Grunde genommen tot. Ohne Energie gibt es kein Leben. Atmen versorgt das Blut mit Sauerstoff, der in jede einzelne unserer zig Milliarden Körperzellen transportiert wird. Diesen Sauerstoff befördert die Zelle wiederum zu den Mitochondrien, die damit über die sauerstoffabhängige sogenannte aerobe Zellatmung aus Glukose, Fettsäuren und mitunter Aminosäuren Energie gewinnen. Es ist zwar schwer vorstellbar, doch wir sind Gramm für Gramm die wohl mächtigste Energiefabrik im Universum. Laut einer interessanten Modellrechnung, die Nick Lane in seinem Buch Power, Sex, Suicide (2005) aufstellte, scheinen wir jede Sekunde 10 000-mal mehr Energie pro Gramm zu erzeugen als die Sonne.

Ein spiritueller Deutungsansatz

Dass vor Milliarden Jahren ein einziges Mal rein zufällig eukaryote Zellen entstanden, wirft die ernsthafte Frage auf, ob hier wohl eine höhere Macht im Spiel war. Eine friedliche Koexistenz von Wissenschaft und Spiritualität (und vielleicht sogar manchen Religionen), wie sie viele akademische und philosophische Abhandlungen nahelegen, ist durchaus möglich. Wenn wir allerdings auf „Neustart“ drücken würden und alles noch einmal von vorne losginge, würde sich gemäß der Theorie der konvergenten Evolution bei ausreichend Zeit (in Dimensionen von Milliarden von Jahren) vieles ganz ähnlich entwickeln wie bisher. Das sollte man im Kopf behalten. Denn wir würden auf dieselben Flaschenhälse und Probleme zusteuern, und angesichts einer endlichen Zahl idealer Lösungen besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die natürliche Selektion zu sehr ähnlichen Lösungen führen würde. Bei dieser Vorstellung frage ich mich, ob denkbares Leben auf anderen Planeten biochemisch in ähnlicher Weise auf Konvergenz basiert.

Diese Diskussion sollte in einem ganz anderen Buch stattfinden, doch der Umstand, dass in Meteoriten, die älter sind als unser Sonnensystem, Aminosäuren nachgewiesen wurden (die Bausteine des Lebens), und dass in interstellarem Staub PQQ (ein Nährstoff, auf den ich in Kapitel 3näher eingehe) gefunden wurde, so scheint die Saat des Lebens auf der Erde aus dem Kosmos herzurühren. Wir sind wahrhaftig Sternenkinder.

Das ist vermutlich nicht für jeden so leicht zu akzeptieren. Schließlich erscheint uns der Mensch aus egozentrischer Sicht als etwas Besonderes. Unser Bewusstsein unterscheidet uns von der mechanischen Welt der Physik und Chemie und vielleicht sogar von niederen Lebensformen. Fakt ist jedoch, dass die grundsätzlichen Ähnlichkeiten zwischen allen Lebewesen die Unterschiede übersteigen. Mir ist absolut bewusst, wie kritisch die Evolutionstheorie mit der natürlichen Selektion vonseiten der Religion betrachtet wird. Am liebsten würde ich dieses Thema ganz vermeiden, doch man kann nicht über Evolution sprechen, ohne den massiven Widerstand der Religion einzugestehen. Angesichts der Vielzahl an Nachweisen, die im Laufe der Jahrhunderte gesammelt wurden, scheint die Negierung der Evolution jedoch auf ziemlich tönernem Fuße zu stehen. Vor allem aber würden wir uns mit einer solchen Einstellung ihrer fantastischen Geschichte verschließen.

Natürlich ist vieles noch nicht bekannt. Zahlreiche wissenschaftliche Thesen sind spekulativ, aber dessen sollte man sich nicht schämen und es auch nicht verwerfen. Wissenschaft beruht immer auf vorläufigen Modellen, und wir wissen auf keinem Gebiet auch nur annähernd alles. Doch wenn Naturbeobachtungen einer Theorie widersprechen (wie anerkannt, alt oder beliebt sie auch sein mag), dann wird diese Theorie ohne großes Federlesen verworfen, und die Jagd nach einer anderen, besseren Theorie nimmt neue Fahrt auf. So sind wir bei unserem gegenwärtigen Verständnis der Mitochondrien gelandet: Es wurden viele Theorien vorgeschlagen, hinterfragt, überprüft und entweder bestätigt oder verworfen. Denn das macht die Wissenschaft aus – sie ist eine Wissensgrundlage im steten Wandel.

Traditionelle Religionen sollten sich in Bezug auf die Evolution weiterentwickeln und Glaubenssätze einbeziehen, in denen die Evolution von einer höheren Macht gelenkt wird. Streng wissenschaftlich orientierte Menschen sollten allerdings ihrerseits anerkennen, dass wir nur glauben, viel zu wissen. In Wahrheit wissen wir ziemlich wenig. Man sollte sich stets bescheiden daran erinnern, dass (zumindest gemäß den Schätzungen von Neil de-Grasse Tyson) alles, was wir über das uns bekannte Universum und unsere Realität wissen – von der simpelsten Chemie bis hin zur unglaublich komplexen Quantenphysik – höchstens vier Prozent all dessen umfasst, was es zu wissen gäbe. Das heißt, 96 Prozent unseres Universums und unserer gegenwärtigen Realität kennen wir gar nicht – von Verstehen ganz zu schweigen. Die Vorstellung, wir könnten tatsächlich oben und unten unterscheiden, ist so anmaßend wie einst die Überzeugung, die Erde sei eine Scheibe.

Ist das, was in diesem Buch steht, nun das letzte Wort? Wahrscheinlich nicht. Nahezu alles, was wir in der Vergangenheit für die Wahrheit hielten, hat sich später als völlig falsch oder unvollständig herausgestellt. Es spiegelt jedoch den derzeitigen Stand unseres Wissens, und ich bin sehr gespannt auf neue Ergebnisse, die dieses gegenwärtige Wissen untermauern oder uns einen vollkommen (oder geringfügig) anderen Weg weisen.

Was nach einem weiteren Abstecher zur Science-Fiction schreit, diesmal jedoch nicht zu Star Wars , sondern zu Matrix . In diesem Film decken die Maschinen ihren Energiebedarf, indem sie die Energie abschöpfen, die über riesige „Humanenergiefarmen“ erzeugt wird. Lanes Berechnungen zufolge wäre dies gar nicht so abwegig. Laut Lane übersteigt die Energieerzeugung bestimmter energieproduzierender Bakterien wie Azotobacter die der Sonne um einen Faktor von 50 Millionen. Und das wiederum wirft die Frage auf: „Wieso verwendet noch niemand Azotobacter als saubere, biologische Energiequelle?“ Ich bin doch bestimmt nicht der Einzige, dem solche milliardenschweren Ideen kommen!

In den meisten Abbildungen werden Mitochondrien stäbchenförmig dargestellt, obwohl sie in Wahrheit viele Formen annehmen können. Sie sind nämlich ziemlich flexibel und können sich wie Bakterien teilen oder aber sich zu komplexen Strukturen zusammenschließen. Untersuchungen ergaben, dass sie keineswegs reglos sind, sondern jeweils in den Bereich wandern, wo sie gerade benötigt werden. Ihre Bewegungen scheinen mit einem Mikrotubuli-Netzwerk zusammenzuhängen, das man sich wie die Knochen einer Zelle vorstellen kann (das Zytoskelett, das der Zelle seine Form verleiht). Innerhalb dieses Netzwerks werden sie wahrscheinlich über Motorproteine transportiert.