Chemische Evolution und der Ursprung des Lebens

von: Horst Rauchfuss

Springer-Verlag, 2006

ISBN: 9783540276661 , 401 Seiten

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 19,99 EUR

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Chemische Evolution und der Ursprung des Lebens


 

Vorwort

5

Inhaltsverzeichnis

9

Einleitung

13

1 Historischer Überblick

15

1.1 Zeitalter der Mythen

15

1.2 Mittelalter

19

1.3 Neuere Zeit

23

1.4 Das Problem, „Leben“ zu definieren

26

Literatur

32

2 Kosmos, Sonnensystem und Urerde

33

2.1 Kosmostheorien

33

2.2 Bildung der Bioelemente

38

2.3 Entstehung des Sonnensystems

41

2.4 Entstehung der Erde

45

2.5 Atmosphäre der Urerde

51

2.6 Urozean (Hydrosphäre)

56

Literatur

61

3 Von den Planeten zur interstellaren Materie

65

3.1 Planeten und Satelliten

65

3.1.1 Merkur

66

3.1.2 Venus

66

3.1.3 Mars

67

3.1.4 Jupiter

70

3.1.5 Jupiter-Monde

71

3.1.6 Saturn und Saturnmond Titan

77

3.1.7 Uranus und Neptun

83

3.1.8 Pluto und Charon

84

3.2 Kometen

85

3.2.1 Ursprung und Herkunft der Kometen

85

3.2.2 Struktur der Kometen

86

3.2.3 Komet Halley

88

3.2.4 Kometen und Biogenese

89

3.3 Meteorite

93

3.3.1 Einteilung der Meteorite

94

3.3.2 Kohlige Chondrite

95

3.3.3 Mikrometeorite

100

3.4 Interstellare Materie

101

3.4.1 Interstellarer Staub

102

3.4.2 Interstellares Gas

106

3.4.3 Interstellare Moleküle

108

Literatur

111

4 „Chemische Evolution“

117

4.1 Modellexperimente von Miller-Urey

118

4.2 Weitere Aminosäuresynthesen

120

4.3 Präbiotische Synthesen der Nucleinsäurebasen

124

4.4 Kohlenhydrate und Derivate

132

4.5 Blausäure und Derivate

136

4.6 Energiequellen für die chemische Evolution

141

4.6.1 Energie aus dem Erdinnern und Vulkanismus

142

4.6.2 UV-Strahlung von der Sonne

145

4.6.3 Energiereiche Strahlung

146

4.6.4 Elektrische Entladungen

147

4.6.5 Stoßwellen (Schockwellen)

148

4.7 Die Rolle der Phosphate

150

4.7.1 Allgemeines

150

4.7.2 Kondensierte Phosphate

152

4.7.3 Experimente zum „Phosphat-Problem“

152

Literatur

158

5 Peptide und Proteine: die „Protein-Welt“

163

5.1 Allgemeines

163

5.2 Aminosäuren und Peptidbindung

163

5.3 Aktivierung

165

5.3.1 Chemische Aktivierung

166

5.3.2 Biologische Aktivierung

166

5.4 Simulationsexperimente

170

5.4.1 Präbiotische Peptide

170

5.4.2 Präbiotische Proteine

178

5.5 Neue Entwicklungen

182

Literatur

187

6 „RNA-Welt“

189

6.1 Einleitende Bemerkungen

189

6.2 Synthese von Nucleosiden

190

6.3 Synthese von Nucleotiden

191

6.4 Synthese von Oligonucleotiden

195

6.5 Ribozyme

209

6.6 Kritik und Diskussionen um die „RNA-Welt“

213

6.7 „Prä-RNA-Welt“

215

Literatur

227

7 Andere Theorien und Hypothesen

231

7.1 Anorganische Systeme

231

7.2 Hydrothermale Systeme

236

7.2.1 Allgemeines

236

7.2.2 Geologische Grundlagen

237

7.2.3 Synthesen an hydrothermalen Quellen

239

7.2.4 Andere Meinungen

241

7.2.5 Reaktionen in superkritischer Phase

243

7.2.6 Reaktionen vom Fischer-Tropsch-Typ

244

7.3 Chemoautotropher Lebensursprung

245

7.4 Die „Thioester-Welt“ von de Duve

257

7.5 Atomarer Kohlenstoff in Mineralien

263

Literatur

264

8 Genetischer Code und weitere Theorien

267

8.1 Zum Informationsbegriff

267

8.2 Genetischer Code

268

8.3 Die Biogenesetheorie von M. Eigen

275

8.4 Die Biogenese-Modelle von H. Kuhn

282

8.5 Die „Ursprünge“ des Lebens von F. Dyson

287

Literatur

292

9 Grundlegende Phänomene

295

9.1 Thermodynamik und Biogenese

295

9.2 Thermodynamik irreversibler Systeme

299

9.3 Selbstorganisation

302

9.4 Das Chiralitätsproblem

308

Literatur

316

10 Urzellen und Zellmodelle

319

10.1 Paleontologische Befunde

319

10.2 Zum Problem der Modellzellen

327

10.2.1 Einführende Bemerkungen

328

10.2.2 Historisches

329

10.2.3 Neue Entwicklungen

330

10.3 Der Stammbaum des Lebens

338

Literatur

347

11 Exo-/Astrobiologie und andere Themen

351

11.1 Extraterrestrisches Leben

352

11.1.1 Leben in unserem Sonnensystem

353

11.1.2 Extrasolares Leben

363

11.2 Künstliches Leben (KL)

381

11.3 Das „Wann“-Problem

383

Literatur

386

Epilog

389

Verzeichnis der Abkürzungen

391

Glossar

393

Sachwortverzeichnis

403