Entstehung und Entwicklung Entstehung und Entwicklung von irdischen Lebenvon irdischen Leben

05.05.200905.05.2009

GliederungGliederung

•• Vergleich Erde mit NachbarplanetenVergleich Erde mit Nachbarplaneten

•• Entstehung eines bewohnbaren PlanetenEntstehung eines bewohnbaren Planeten

•• Erste LebewesenErste Lebewesen

•• Erste Erste MehrzellerMehrzeller

•• Schritt auf das FestlandSchritt auf das Festland

•• Sieg der SSieg der Sääugetiereugetiere

Vergleich zw. Erde und Vergleich zw. Erde und NachbarplantenNachbarplanten

Woher diese Unterschiede?

Entwicklung der ErdeEntwicklung der Erde

•• Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Entstehung des Sonnensystems vor 4,6 Milliarden JahrenMilliarden Jahren

•• Rotationsperiode der Erde durch Mond Rotationsperiode der Erde durch Mond von 6von 6--7 h auf 24 h abgebremst7 h auf 24 h abgebremst

•• 40 000 Jahre Dauerregen mit 3000 l/m40 000 Jahre Dauerregen mit 3000 l/m22dd

•• C0C022 durch Regen rausgespdurch Regen rausgespüültlt

•• Soda + Soda + CaClCaCl --> CaC0> CaC033 + + NaClNaCl

Die Erde 3,8 Milliarden Jahre v. Chr.Die Erde 3,8 Milliarden Jahre v. Chr.

•• In GewIn Gewäässern bereits Aminosssern bereits Aminosääuren uren vorhandenvorhanden

•• Aus AminosAus Aminosääuren uren --> Eiwei> Eiweißße + Proteinee + Proteine

•• keine keine lläängerkettigenngerkettigen MolekMoleküüle, das diese le, das diese durch starke UVdurch starke UV--Strahlung zerstStrahlung zerstöört werdenrt werden

•• ABERABER: In tieferen Gew: In tieferen Gewäässern ssern lläängerkettigengerkettigeMolekMoleküüle mle mööglichglich

Chemie der AminosChemie der Aminosääurenuren

Aufbau von Aufbau von AminosAminosääurenuren

•• KohlenwasserstoffKohlenwasserstoff--KetteKette

•• AminAmin--GruppeGruppe

•• CarboxylCarboxyl--GruppeGruppe

PeptidbindungPeptidbindung

Herkunft der AminosHerkunft der Aminosääuren Iuren I

Zwei Theorien:Zwei Theorien:•• Durch MeteoriteneinschlDurch Meteoriteneinschlääge auf die Erde ge auf die Erde gebrachtgebrachtClycinClycin in Zentrum unserer Milchstrain Zentrum unserer Milchstraßße e entdecktentdecktNH3 + CH4 + H20 + NH3 + CH4 + H20 + hvhv --> > ClycinClycinProblem: UVProblem: UV--Strahlung nur 1x wirksam!Strahlung nur 1x wirksam!Erkenntnis: chem. Bindungen im ges. Erkenntnis: chem. Bindungen im ges. Universum gleichUniversum gleich

Herkunft der AminosHerkunft der Aminosääuren IIuren II

•• Auf Erde entstandenAuf Erde entstanden

•• Zwei Formen:Zwei Formen:

linkshlinkshäändigendige

rechtshrechtshäändigendige

Auf Erde nur linkshAuf Erde nur linkshäändige Aminosndige Aminosääurenuren

•• Konzentration der Spurenelemente in Konzentration der Spurenelemente in Lebewesen = Konzentration in MeerLebewesen = Konzentration in Meer

•• In Meteoritenreste beideIn Meteoritenreste beide

=>Leben auf Erde entstanden=>Leben auf Erde entstanden

UreyUrey--MillerMiller--ExperimentExperiment (1953)(1953)

•• Stanley Miller und Harold Stanley Miller und Harold UreyUrey

UreyUrey--MillerMiller--ExperimentExperiment IIII

•• stark reduziertestark reduzierte AtmosphAtmosphäärere

•• Kolben gelegentlich erwKolben gelegentlich erwäärmtrmt

•• Nach einigen Tagen:Nach einigen Tagen:

-- Zucker,Zucker,

-- GlycinGlycin, , AlaninAlanin

-- FettsFettsääurenuren

ABER: Sowohl linksABER: Sowohl links-- als auch rechtsdrehendeals auch rechtsdrehende

UreyUrey--MillerMiller--ExperimentExperiment IIIIII

•• Keine Kohlenhydrate und NukleinsKeine Kohlenhydrate und Nukleinsääurenuren

•• ABER: Bestandteile ABER: Bestandteile

-- FormaldehydFormaldehyd

-- CyanacetyleneCyanacetylene

-- CyanwasserstoffeCyanwasserstoffe (z.B. Blaus(z.B. Blausääure)ure)

-- HarnsHarnsääureure

Experiment nicht unumstrittenExperiment nicht unumstritten

UreyUrey--MillerMiller--ExperimentExperiment IVIV

•• Entstehung von org. MolekEntstehung von org. Moleküülen auch in len auch in schwach reduzierterschwach reduzierter AtmosphAtmosphäärere

CO, COCO, CO22, N, N22, H + UV, H + UV--LichtLicht

=> Blaus=> Blausääure + Hure + H22OO

BlausBlausääure + Blausure + Blausääure ure --> Aminos> Aminosääurenuren

(in basischer Umgebung)(in basischer Umgebung)

•• Bei beiden Reaktionen kein freier OBei beiden Reaktionen kein freier O

300 Mio. Jahre sp300 Mio. Jahre spääterter

Prokaryonten <griech. vor dem Kern>

• Zyanobakterien

• erstmals Lebewesen mit DNS

• schwimmt noch ungeschützt im Kern

• Erfinder der Photosynthese

1,5 Milliarden Jahre v. Chr.1,5 Milliarden Jahre v. Chr.

•• durch Photosynthese Anreicherung von Odurch Photosynthese Anreicherung von O22

•• reagiert mit reagiert mit FeFe--hatligenhatligen BodenBoden

2Fe + 1,5O2Fe + 1,5O22 --> Fe> Fe22OO33

•• nach Snach Säättigung Anreicherung von Ottigung Anreicherung von O22 in der in der AtmosphAtmosphäärere

•• Bildung der Ozonschicht in 15km HBildung der Ozonschicht in 15km Hööhehe

•• OO22 + O + + O + hvhv -->O>O33 (Ozon)(Ozon)

•• Abschirmung der UVAbschirmung der UV--StrahlungStrahlung

1,5 Milliarden Jahre v. Chr. II1,5 Milliarden Jahre v. Chr. II

•• Entstehung der Entstehung der EukaryontenEukaryonten <griech. <griech. echter Kern>echter Kern>

•• Erstmals eigener Erstmals eigener ZellkernZellkern

•• DNS im Zellkern DNS im Zellkern geschgeschüützttzt

•• Mitochondrien (zur Mitochondrien (zur

Verarbeitung von OVerarbeitung von O22))

KambriumKambrium (ab 542 Mio. Jahre (ab 542 Mio. Jahre v.Chrv.Chr.).)

•• Superkontinent Superkontinent „„GodwanaGodwana““

•• vielzelligesvielzelliges Leben im Wasser Leben im Wasser

•• bereits mit blobereits mit bloßßem Auge erkennbarem Auge erkennbar

•• Krebse, TausendfKrebse, Tausendfüßüßler etc.ler etc.

•• TrilobitenTrilobiten haben erstmals Augenhaben erstmals Augen

•• erste Rerste Rääuber der Erdgeschichteuber der Erdgeschichte

•• Konkurrenten + Gejagte entwickeln auch Augen Konkurrenten + Gejagte entwickeln auch Augen und Abwehrmechanismenund Abwehrmechanismen

KambriumKambrium IIII

•• „„KambrischeKambrische ExplosionExplosion““Warum?Warum?•• ÜÜberlebende der vergangenen Eiszeit sehr berlebende der vergangenen Eiszeit sehr widerstandsfwiderstandsfäähighig

•• TreibhauseffektTreibhauseffekt•• OO22 und Calciumcarbonat im Meerund Calciumcarbonat im Meer=> Aufbau von Schalen und Panzern => Aufbau von Schalen und Panzern mmööglichglich

Mittleres Silur (444Mittleres Silur (444--416 Mio. v. Chr.)416 Mio. v. Chr.)

•• Bei vorheriger Eiszeit starben 50% aller Bei vorheriger Eiszeit starben 50% aller Lebewesen ausLebewesen aus

•• Lebewesen eroberten Festland. Warum?Lebewesen eroberten Festland. Warum?

•• Konkurrenzdruck und Fressfeinde zwangen Konkurrenzdruck und Fressfeinde zwangen Lebewesen zur Flucht aufs FestlandLebewesen zur Flucht aufs Festland

•• zuerst Grzuerst Grüünalgen und Zyanobakteriennalgen und Zyanobakterien

=> fruchtbarer Boden=> fruchtbarer Boden

•• AnschlieAnschließßend Gliederfend Gliederfüßüßlerler

Weitere EntwicklungWeitere Entwicklung

•• DinosaurierDinosaurier

•• starben nach Einschlag ausstarben nach Einschlag aus

•• KlimaKlimaäänderungnderung

•• Dinos waren KaltblDinos waren Kaltblüüter, ter,

•• SSääugetier dagegen Warmblugetier dagegen Warmblüüter, konnten ter, konnten KKöörpertemperatur konstant haltenrpertemperatur konstant halten

•• Weiterer Vorteil: Nachwuchs im KWeiterer Vorteil: Nachwuchs im Köörper rper der Mutterder Mutter

Quellen:Quellen:

•• H. H. LeschLesch, J, Jöörn Mrn Müüller; Big Bang, 2. Aktller; Big Bang, 2. Akt

•• H. H. LeschLesch, H. Zaun; Die k, H. Zaun; Die küürzeste rzeste Geschichte allen LebensGeschichte allen Lebens

Danke fDanke füür Ihrer Ihre

AufmerksamkeitAufmerksamkeit