Dies ist ein bravouröses populärwissenschaftliches Buch, das ohne ein paar Fehler nicht nur ein Fünf-Sterne-Buch wäre, sondern möglicherweise das bisher beste populärwissenschaftliche Buch des Jahres.

Nick Lane ist auf zwei Ebenen erfolgreich. Man öffnet die Augen eines relativ unwissenden Lesers zum Thema Biologie wie ich für die schiere, großartige Komplexität biologischer Mechanismen. Ich war mir zum Beispiel der Mitochondrien als Energiequellen eukaryotischer Zellen bewusst, hatte aber keine Ahnung, wie komplex die molekularen Maschinen waren, die über ihre Grenze zur breiteren Zelle und in jedem Mitochondrion funktionieren. Es ist wirklich umwerfend und wunderbar. An einem Punkt kommentiert Lane mit hochgezogenen virtuellen Augenbrauen die Anzahl der Physiker, die derzeit in der Biologie arbeiten - aber das ist keineswegs überraschend, wenn klar wird, wie viel von dem, was vor sich geht, auf die reine Physik zurückzuführen ist, ob es sich um das Pumpen von Protonen oder das Weiterleiten elektrischer Ladungen handelt oder Quantentunneln. Lane greift zwar auf das seltsame Ausrufezeichen zurück, das normalerweise von Schriftstellern missbilligt wird, aber ausnahmsweise scheint es völlig gerechtfertigt zu sein.

Der andere beeindruckende Aspekt des Buches ist selbst einigen Biologen vielleicht weniger vertraut, wenn Lane die Ursprünge des Lebens erforscht - nicht mehr aus einer organischen „Suppe“, sondern jetzt hauptsächlich aus Wasser und Kohlendioxid - wie der Energiebedarf des Lebens kann uns manchmal mehr als nur die Genetik darüber erzählen, wie sich lebende Zellen entwickelt haben, wie sich unsere komplexen Zellen ursprünglich aus der Einbettung von Bakterien in andere Prokaryoten, diesmal Archaeen, entwickelt zu haben scheinen. Und das ist nur der Anfang einer komplexen Fahrt, bei der Membranen von einer Art zur anderen gewechselt werden, die spontane Bildung eines Kerns, die sich verändernde Natur der DNA und vieles mehr. Es erklärt sogar, warum praktisch alle Eukaryoten wie wir sexuelle Fortpflanzung haben. Am überraschendsten ist vielleicht, dass der früheste gemeinsame Vorfahr der Eukaryoten die meisten dieser komplexen Mechanismen und Strukturen bereits zu haben scheint, aus Gründen, die Lane wiederum sehr plausibel macht. Es ist faszinierend und verändert wirklich die Vorstellung, wie verschiedene Arten lebender Zellen entstanden sein könnten.

Was ist der Nachteil? Das Schreiben ist eher repetitiv. Es ist amüsant, dass Lane dies schon früh als kurzes Buch bezeichnet und sagt, dass es so kurz ist, wie es nur sein könnte, um den Punkt zu vermitteln. Tatsächlich handelt es sich jedoch um ein mittelgroßes Buch, das wesentlich kürzer und mit einigen Wiederholungen, insbesondere in den ersten Kapiteln, auf den Punkt gebracht werden könnte.

Noch wichtiger ist, dass das Buch unter Feynmans Ague leidet - als der große amerikanische Physiker in die Biologie involviert war, beklagte er die Unmenge an Etiketten, die gelernt werden mussten, um irgendwohin zu gelangen, und ich fand, dass es viele Seiten gab, auf denen ich nicht wirklich war Verstehe, wovon Lane sprach, weil ich entweder nie auf etwas gestoßen war oder die Erklärung eines weiteren langweiligen Begriffs bereits vergessen hatte. Das Buch hätte wirklich von einem Co-Autor profitieren können, der kein Biologe war und sagte: "Du hast mich verloren", immer nur wenige Seiten (oder in einigen Fällen alle paar Zeilen). Ich habe das Wesentliche verstanden, aber ich hatte das Gefühl, einige der Feinheiten zu verpassen, und habe ein paar Seiten übersprungen, auf denen mir alles zu viel wurde.

Trotz dieser Bedenken gibt es in diesem Buch so viel zu entdecken. Ich würde es aus einem meiner beiden Gründe empfehlen, es allein zu mögen - aber zusammen ergeben sie ein wirksames Paket, das das Gefühl des Staunens hervorhebt, wie es nur eine gute Wissenschaft kann.

Ich habe viel aus diesem Buch gelernt und einige alte Dinge über Biologie und Biochemie verlernt. Hier sind einige Notizen, die ich zu dem Buch gemacht habe, um sie auf meinem Computer zu speichern:

0s Nick Lane: Die entscheidende Frage


1. Endosymbiose war ein Einzelfall zwischen einem Archäonkörper und einem Bakterium, das zu Mitochondrium wurde. Golgi-Körper können später eingedrungen sein oder nicht; Andere „Unterkörper“ wurden wahrscheinlich durch interne Maßnahmen erzeugt, die Lane nicht spezifiziert.
2. Archaeen und Bakterien diversifizierten sich nicht an schwarzen Raucheröffnungen auf Meeresbodenkämmen, sondern an warmen, aber kühleren und sanfteren Alkaliblasen in etwa 10 bis 30 Meilen Entfernung, die mit mehreren Löchern eine „Membran“ für Protonenpumpen zusammen mit Alkaligradient gegenüber saurem Meerwasser zur Reduzierung potenzieller Gradienten für CO2 zur Reduktion zu Ameisensäure, dann zu Methanol, aber vor Methan anhalten, was nicht erwünscht ist
3. Es machte evolutionär Sinn, dass der Kern die meisten mitochondrialen Gene aufnimmt
4. Mehrzellige Eukaryoten können entweder ein hohes Maß an Mitochondrien im Vergleich zu nuklearen Gendefektraten und eine höhere Anpassungsfähigkeit im Austausch für kurze Leben (Ratten) oder eine geringe Toleranz und niedrige Geburtenraten sowie eine geringe Anpassungsfähigkeit im Austausch für die Aufrechterhaltung einer hochentwickelten Fitness tolerieren ( Vögel, insbesondere Hochleistungsmitochondrien)
5. Hohe mitochondriale Defektraten betreffen vor allem Neuronen und Muskeln, daher die neuromuskuläre Erkrankung des Menschen, und pro Keimzellen, weshalb sie Männer stärker treffen. Muskeln und Nerven haben die höchste Stoffwechselrate, und wir können Nervenzellen bei entwickelten Erwachsenen insgesamt nicht ersetzen
6. Eine modifizierte Version der alten Theorie der „freien Radikale“ könnte zutreffen… und gleichzeitig die Idee ablehnen, dass Antioxidantien helfen können (sie können tatsächlich weh tun, und wenn sie nicht im Körper und nicht im Labor getestet werden, ist die ursprüngliche Theorie falsch gelaufen).
7. Zelluläre Verbindungen freier Radikale sind nicht schlecht, sie sind Signale
8. Mito-nukleare Varianten, die die ATP-Effizienz beeinflussen, sind mit Apoptose verbunden und scheinen dazu zu dienen, diese zu signalisieren. Die Apoptose entwickelte sich wahrscheinlich früh
9. Mito-Defekte hängen wahrscheinlich mit vielen spontanen Schwangerschaftsabbrüchen in der Frühschwangerschaft zusammen. (Er sagt, dass 40 Prozent aller auf diese Weise enden, sogar höher als Ayalas Vermutung)
10. Pro Reptilien und SRY-Defekt bei Säugetieren glaubt er, dass die Entwicklungstemperatur der Schlüssel zur Geschlechtsdifferenzierung ist, bis zu dem Punkt, an dem er glaubt, dass Säugetiere einen anderen temp-basierten Weg finden würden, um Geschlechter zu unterscheiden, wenn die Überreste des Y-Chromosoms die Auflösung beenden
11. Zu SETI sagt er, dass die chemiosmotische Natur des Lebens auf der Erde wahrscheinlich anderswo zu finden sein wird, wenn wir anderswo Leben finden
12. „Energie ist weniger verzeihend als Gene“

Währenddessen gibt er an, wann er spekulativ ist. Darin stellt er fest, welche spekulativen Gegenstände überprüfbar sind. Er gibt dann an, welche von diesen er oder seine Schüler bereits testen oder welche anderen, von denen er weiß, bereits testen.

Bis jetzt war Nick Lane mein Lieblingsautor. Zunehmend oder zumindest nach meiner Einschätzung schließt er sich den Reihen der alten Wissenschaftsgarde an, die hart daran arbeiten, a) die Wissenschaft zu politisieren und b) wichtige Wissenschaft für den nichtwissenschaftlichen, aber intelligenten und neugierigen Leser unzugänglich zu machen. Wenn seine Diskussion über Margulis halb so ausgewogen gewesen wäre wie die der von ihm diskutierten männlichen Wissenschaftler, die auch ein paar Dinge richtig und ein paar sehr falsch verstanden haben, wäre Kapitel eins erträglich gewesen. Francis Crick glaubte, dass DNA von Außerirdischen in Zellen eingebracht wurde (all das LSD, das er nahm :); und doch keine Erwähnung von Lane, um seine gesamte Arbeit zu diskreditieren. Bei der Erörterung des Miller-Urey-Experiments beschönigt Lane lediglich die Tatsache, dass es nicht mit dem wichtigsten dem Menschen bekannten Gesetz, der Thermodynamik, übereinstimmt. Wenn er sie wie Margulis behandelt hätte, wäre er ihnen auf einer viel persönlicheren Ebene nachgegangen.

Zum Glück war ich ein Hauptfach in Naturwissenschaften. Als solches habe ich das Glück, die unglaubliche Arbeit in diesem Buch zu schätzen. Lane erinnert mich an Newton, der beim Schreiben der Principia verdammt sichergestellt hat, dass der wenig unverdiente Bürger niemals Zugang zu seinen Ideen haben kann.

Ich bevorzuge Autoren wie den Physiker Sean Carroll oder Paul Falkowski, die hart daran arbeiten, komplizierte Informationen aufzuschlüsseln und für den öffentlichen Konsum zu verpacken. Wenn Sie jedoch bereits mit Biochemie, Membranbioenergetik, Thermodynamik und dergleichen bestens vertraut sind, ist dieses Buch, das pure Brillanz widerspiegelt, genau das Richtige für Sie. Ich erinnere mich, wie ich Lanes Artikel über Membran-Bioenergetik gelesen habe. Ich war in jedes Wort verliebt. Ich habe 4 Tage gebraucht, um wirklich darüber zu gießen. In der Hypothese der RNA-Welt und der Ursuppe fehlen wichtige Komponenten, da sie die für die Replikation erforderliche Energie nicht erklären können. Lanes Argument des Ursprungs des Lebens, bei dem es sich um eine natürliche Energiequelle an Tiefseequellen handelt, die genau wie eine Zelle bei der Herstellung von ATP funktioniert, ist äußerst überzeugend. Jede Hypothese, die die Thermodynamik und die erforderliche Energie nicht berücksichtigt, ist zum Scheitern verurteilt. Sowohl die RNA-Welt als auch die Ursuppe halten nicht stand. Auch wenn sich die Hypothese von Lane als falsch herausstellt, hat sie uns gelehrt, dass wir die Anforderungen der Thermodynamik * erfüllen * und uns auf den Energiebedarf und die Einschränkungen konzentrieren müssen, um zu verstehen, wie das Leben begann. Jede korrekte Theorie muss eine Antwort darauf geben, wie genug Energie erzeugt werden kann, damit sich Zellen replizieren können. Lanes Hypothese ist einfach der beste Kandidat. Wenn die Lüftungsschlitze nicht die Energiequelle waren, war etwas. Wenn es nicht die Lüftungsschlitze sind, funktioniert es wahrscheinlich auf ähnliche Weise.

Trotz des elitären Tons des Buches ist dies die Art von Theorie, die Paradigmen wechselt. Es ist ohne Frage eine wegweisende Arbeit. Ich las eine Rezension, die darauf hinwies, dass Lane lediglich das wieder auffliegen ließ, was der Rezensent bereits in seinen naturwissenschaftlichen Kursen an der Universität gelernt hatte. Ich kann mir nicht vorstellen, wie das angesichts des neuartigen Charakters der Arbeit überhaupt möglich ist.

Absolut lesenswert, wenn Sie durchkommen können.

Wie sind Physik und Biochemie in so winzigen Organismen so perfekt aufeinander abgestimmt?

Bitte beachten Sie, dass ich den deutschen Originaltext am Ende dieser Rezension eingefügt habe. Nur wenn Sie interessiert sein könnten.

Milliarden von Jahren nichts. Dann lange Stagnation. Und dann eine evolutionäre und Komplexitätsexplosion, die nur mit einer Vielzahl von vagen Hypothesen erklärt werden kann. Etwas hat höheres Leben ermöglicht, primitiven Lebensformen die unmöglich erscheinende Fähigkeit gegeben, sich weiterzuentwickeln.

Die Sichtweise des Biochemikers bringt Lane in eine aufregende Position. Er kann auch die Physik hinter der Evolution des Lebens in allen Entwicklungsstadien beschreiben. Dies erweitert das Erstaunen über rein biologische Prozesse hinaus auf die Naturwissenschaften in und um die Lebewesen. Wie es sich aus dem "Fangen" der richtigen Atome und dem Suchen und Auswählen der richtigen Energiequelle für die komplexeren Mikroorganismen entwickelte, ist ein Wissenschaftsthriller.

Was dabei herauskommt, ist die Verschmelzung von Physik und Biologie, Naturwissenschaften und Biowissenschaften. Es kann geschätzt werden, wann und wie, aber das Warum ist andererseits immer noch viel komplizierter. Einige Meilensteine ​​sind die wichtigsten.
Es dauerte 2 Milliarden Jahre, bis sich eukaryotische Zellen bildeten. Infolge der Endosymbiose konnten Prokaryoten Bakterienzellen absorbieren und so einen Energieüberschuss erzeugen. Der Wechsel vom lateralen Gentransfer zum Geschlecht war ein weiterer Meilenstein. Dies brachte mehrere Geschlechter mit sich, aber auch die Unentbehrlichkeit des unabdingbaren Todes eines einzigartigen Individuums.

An Hypothesen mangelt es nicht. Panspermie, eine absichtliche Erhebung durch unbekannte Fälle, reiner Zufall oder Einflüsse durch unbekannte Kräfte. Selbst die offensichtlichste Annahme, dass alles Leben allein und ohne Hilfe auf der Erde entstanden ist. Wie kam es nach Äonen der Stagnation zu den jeweiligen Durchbrüchen und Evolutionsschüben? Diese scheinen in einem ähnlichen Dilemma zu enden wie das Gleichnis von Henne und Ei. Wie konnte etwas bisher Beispielloses von selbst passieren und sich dann reproduzieren? Oder entsteht DNA von selbst? Ein selbstmodifizierendes und replizierendes Programm, das wie eine Maschine immer neue Varianten von sich selbst erstellt.

Angesichts der ausgeklügelten Funktionsmechanismen der Natur ist jeder Ingenieur beeindruckt. Komplexe Netzwerke von Billionen Einzelelementen, die in richtigen Proportionen und perfektem Timing miteinander kommunizieren. Protonenpumpen, Quantenverschränkung und Quantentunnel sowie Erzeugung und Nutzung von Elektrizität für Körperfunktionen und Datenübertragung. Die Möglichkeiten, diese wenig erforschten Mechanismen für technische Anwendungen einzusetzen, sind vielfältig.

Als Ideengebäude könnte es wie eine Verschmelzung von Biotechnologie und Nanotechnologie erscheinen. Nur diese Kombination ermöglichte es den Mikroorganismen, durch Manipulation der Thermodynamik tatsächliche technische Funktionen in lebenden Körpern zu implementieren. Die Anwendungen, die der Mensch in Zukunft mit einem besseren Verständnis dieser Prozesse entwickeln kann, sind grenzenlos. Im besten Fall geht eine Symbiose der natürlichen Entwicklung in allen Lebensformen mit ihrer Optimierung mit den technischen Möglichkeiten einher. Oder umgekehrt. Mit so wenig (geringer) Veruntreuung und Missbrauch dieser Befugnisse wie möglich.

Ohne zumindest rudimentäres Wissen ist diese Arbeit ein Garant für Frustration. Mit einer parallelen offenen Suchmaschine zur Erklärung einiger Fachbegriffe taucht man jedoch aus neuen Perspektiven in die Geschichte des Lebens ein. Einige Passagen, die für den Gesamtkontext nicht so wichtig sind, können sicher übersehen werden.

Wie wurde die Physik und Biochemie in so lebenden Wesen

Milliarden Jahre nichts. Dann lange Stagnation. Und dann eine Evolutions- und Organisationssexplosion, die sich nur mit gleichenensten, vagen Hypothesenbefugten. Unglaublich hat das Leben Leben ermöglicht, hat primitive Lebensformen die Rechte anmutende Rechte, immer weiter zu evolvieren.

Der Standpunkt des Biochemikers erhebt Lane in einer interessanten Position. Er kann auch die Physik hinter der Evolution von Leben in allen Entwicklungsstufen geben. Das führt das Staunen über die reinheitsführenden Prozesse zur Naturwissenschaft in und um die Lebewesen. Wie es sich um einen von "Fangen" der richtigen Atome handelt und um die richtige Energiequelle zu suchen und zu komplexieren Kleinstlebewesen kam, ist ein Wissenschaftsthriller.

War dabei zu Tage eingetreten, ist die von selbst erlebte Fusion Fusion von Physik und Biologie, von harten Naturwissenschaften und Lebenswissenschaften. Da kann man man wann und wie sein zeitgemäßes recht gut abschneiden. Das warum ist ist noch ungemeinschaft. Einige Meilensteine ​​sind dabei am bedeutenden.
Es heißt 2 Rechte Jahre, bis sich eukaryotische Zellen bildeten. Indem Prokarioten durch Endoysymbiose Bakterienzellen in sich aufnahmen und damit einen Energieüberschuss gehört. Der Wechsel von lateralem Gentransfer zum Sexkrieg ein weiterer Meilenstein. Das heißt, mehrere Personen, aber auch die Unabdingbarkeit des Todes Todes eines Mannes Individuums, mit sich.

Ein Hypothesen mangelt es nicht. Panspermie, ein Gefühltes Upliften durch unbekannte Instanzen, Reiner Zufall oder eine Einwirkung durch unbekannte Kräfte. Selbst wenn Mann von der lapidarsten Wahrnehmung ausgeht, dass alles Leben auf der Erde basiert ist. Wie kam es dann nach Äonen zur den Durchlüchen und Evolutionsschüben. Diese gehören in einem anderen Dilemma wie das Gleichnis von der Henne und dem Ei zu münden. Wie viel etwas vorher nie nie Dagewesenes von sich selbst und sich dann reproduzieren? Oder DNA von selbst gehört? Ein sich selbst modifizierendes und replizierendes Programm, das wie eine Maschine immer neue Funktionen von sich selbst herstellen.

Arbeitsweise der ausgefeilten Funktionsmechanismen der Natur erstarrt jeder Ingenieur in Ehrfurcht. Komplexe Beziehungen aus Billionen, erkennen kommunizierende, in richtiger Zahl erkennen Einzelbestandteile. Protonenpumpen, Quantenverschränkung und Quantentunnel und die Wahrnehmung und Nutzung von Elektrizität für Körperfunktionen und Kommunikation. Die Beanspruchung dieses noch wenig erforschten Kontakts für technische Anwendungen sind Anweisungenig.

Ein Gedankengebäude wurde, das wie eine Fusion von Bio- und Nanotechnologie anmutet. Erst diese Kombination befähigte die Kleinstlebewesen dazu, durch die Manipulation der Thermodynamik bestimmte technische Funktionsweisen in biologischen Körper zu steuern. Die Anwendungen, die der Mensch in Zukunft bei besserem Verständnis dieser Prozesse wird funktionieren können, sind grenzenlos. Wobei im günstigsten Fall eine Symbiose der persönlichen Entwicklung in allen Lebensformen mit ihren eigenen durch die technischen eigenen ersten geht. Oder bemerkt. Hauptsache, wenig und Zweckentfremdung.

Ohne mögliche rudimentäre Vorwissen ist dieses Werk ein Garant für Frust. Mit parallel geöffneter Suchmaschine zur Erklärung mancher Fachtermini entfernen taucht man aus neuen Blickwinkeln in der Geschichte des Lebens ein. Manche, für den Gesamtkontext nicht so wichtig und zu gehört Passagen, kann aber getrost überlesen werden.

Lane fragt, warum das Leben nur einmal auf der Erde entstanden ist und warum komplexes Leben auch nur einmal entstanden ist. Die Ähnlichkeiten zwischen den Zellen aller Lebewesen sind so groß, dass Wissenschaftler glauben, dass alle einen gemeinsamen Vorfahren haben. In ähnlicher Weise haben auch Eukaryoten, Lebewesen, die Zellen mit einem Kern, Mitochondrien und anderen gemeinsamen Attributen haben, einen einzigen gemeinsamen Vorfahren. Eukaryoten sind ein komplexes Leben, das alles von Ihnen über Pilze bis hin zu Amöben umfasst. Es wird angenommen, dass der erste Eukaryot aus einer endosymbiotischen Beziehung zwischen einem Bakterium und einer Archaea entstanden ist. Die Bakterien wurden zu dem, was wir als Mitochondrien kennen. Lane glaubt, dass die Antwort darauf, warum Bakterien und Eukaryoten nur einmal entstanden sind, über die Natur und die Ernährung (Genetik und Umwelt) hinausgeht. Er glaubt, dass strukturelle Einschränkungen so schwer zu überwinden waren, dass jedes Ereignis nur einmal stattfand.

Alles Leben hat gemeinsame zelluläre Strukturen und nutzt gemeinsame Prozesse, um Energie zu erzeugen. Die Zellatmung erfolgt durch Redoxreaktionen. Wir oxidieren Lebensmittel zu freien Elektronen. Einige Bakterien verwenden Schwefelwasserstoffgas oder nur Wasserstoffmoleküle, um Elektronen zu liefern. Die Photosynthese nutzt die Sonne, um Elektronen freizusetzen. In allen Fällen werden die Elektronen durch einen Atmungskanal geleitet, der von Sauerstoff oder einem anderen empfangenden Molekül angezogen und auf diesem Weg durch Enzyme eingeschränkt wird. Während dieser Reise werden die Elektronen verwendet, um Protonen über eine Membran zu ziehen, wodurch ein starkes elektrisches Ladungsdifferential erzeugt wird. Diese Ladung treibt das Enzym ATP-Synthase an, das ATP erzeugt. ATP transportiert die Energie dann dorthin, wo sie in der Zelle benötigt wird. Lane liefert die Details, die die bemerkenswerte Komplexität der Proteinmaschinerie beschreiben, die Protonen pumpt und ATP produziert. Dieser Atmungskomplex besteht aus allen Eukaryoten, Bakterien und Archaeen in jeder lebenden Zelle. Das heißt, es muss der letzte gemeinsame Vorfahr allen Lebens gewesen sein, den wir heute kennen.

Das Ausmaß der Zellatmung ist umwerfend. Ein menschlicher Körper hat durchschnittlich 40 Billionen Zellen, die eine Billiarde Mitochondrien enthalten. Die Mitochondrien enthalten die Energie produzierende Proteinmaschinerie. Bei einem einzelnen Menschen hat die gefaltete Innenmembran, die den Protonengradienten bildet, zusammen mit allen Mitochondrien die Gesamtoberfläche von vier Fußballfeldern. Über diese Oberfläche pumpen die Membranen jede Sekunde 10 ^ 21 Protonen (entsprechend der Anzahl der Sterne im Universum). Du hast viel vor!

Lane glaubt, dass diese Fähigkeit, freie Energie zu erzeugen, der Schlüssel zum Ursprung des Lebens ist. Der Atmungsprozess zusammen mit einer stetigen Zufuhr von Kohlenstoff, Katalysatoren zur Beschleunigung von Reaktionen, einer Art Zellwand, einer Möglichkeit, Abfall loszuwerden, und RNA oder DNA oder einem funktionellen Äquivalent lässt das Leben beginnen. Nachdem Lane erklärt hat, warum in einigen häufig vorgeschlagenen Szenarien die notwendigen Zutaten für die Entstehung des Lebens fehlen, setzt er auf alkalische hydrothermale Tiefseeentlüftungsöffnungen, nicht zu verwechseln mit Entlüftungsöffnungen für schwarze Raucher. Das Wasser in hydrothermalen Entlüftungsöffnungen ist warm und nicht unerschwinglich heiß wie bei schwarzen Raucherentlüftungsöffnungen. Hydrothermale Entlüftungsöffnungen sind stabil und können 100,000 Jahre halten, während hintere Raucherentlüftungsöffnungen nach Jahrzehnten zusammenbrechen. Hydrothermale Entlüftungsöffnungen lieferten zum Zeitpunkt der Bildung einen stetigen Fluss von Kohlenstoff und Wasserstoff. Diese Entlüftungsöffnungen haben ein Labyrinth natürlicher Kanäle, die die Reaktanten über anorganischen Katalysatoren konzentrieren. Heute können hydrothermale Quellen kein neues Leben hervorbringen: Erstens, weil das vorhandene Leben einige der notwendigen Zutaten verbraucht. Zweitens, weil Sauerstoff im Wasser die Bildung von Eisensulfid- und -hydroxidkatalysatoren ausschließt. Vor dem großen Oxygenierungsereignis wäre das kein Problem gewesen. Drittens liefern sie heute nicht genügend Kohlenstoff. Vor vier Milliarden Jahren enthielten die Ozeane weitaus mehr Kohlenstoff. Lane glaubt, dass die Bedingungen für eine Reaktion zwischen Wasserstoffmolekülen und Kohlendioxid zur Erzeugung von Methan richtig gewesen wären. Heute tun Methanogene genau das, um ihren Energiebedarf zu decken. Lane räumt jedoch ein, dass seine Theorie nicht ohne glaubwürdige Kritiker ist und er testet das Szenario in seinem Labor, in dem er eine Umgebung nachbilden kann, die derjenigen ähnelt, von der er glaubt, dass sie vor vier Milliarden Jahren existiert hat.

Lane befasst sich eingehend mit der Entstehung von Leben in alkalischen hydrothermalen Quellen. Er beginnt mit einem Blick auf die Bakterien und Archaeen, die heute in den Öffnungen leben. Sie binden Kohlenstoff und erzeugen Energie aus Wasserstoff und Kohlendioxid. Lane glaubt, dass dies auch für ihren letzten gemeinsamen Vorfahren, LUCA, zutraf. Laut Lane beginnt das Leben in den Poren der Entlüftung, wo anorganische Protonengradienten, die katalytische Eisen-Schwefel-Mineralien enthalten, organische Moleküle und Polymere produzieren. Schließlich ersetzen Lipidmembranen den anorganischen Gradienten in Protozellen, die sich aus der Wechselwirkung der organischen Moleküle bilden. Die Lipidmembran ermöglicht den Kohlenstoff- und Energiestoffwechsel. Diese Reaktionen werden durch die Notwendigkeit erzwungen, ein Gleichgewicht zwischen dem alkalisch wasserstoffreichen Abluftwasser und dem sauren metallreichen Ozean zu erreichen. Proteine ​​und entstehende Gene entwickeln sich durch natürliche Selektion zu essentiellen Proteinstrukturen wie ATP-Synthase, Ribosomen und RNA oder einem ähnlichen genetischen Code. Dies alles findet in den Entlüftungsporen statt. Lane geht mit vielen Seiten mit Erklärungen und detaillierter Chemie weit über diese spärliche Beschreibung hinaus. Er verwendet keine schwierigen Formeln, aber die vielen möglichen Reaktionen, die er zur Unterstützung seiner These beschreibt, werden zumindest für diesen Leser überwältigend.

In den letzten vier Milliarden Jahren haben sich Bakterien und Archaeen trotz der dramatischen Veränderungen in der Umwelt der Erde kaum verändert. Um ein komplexes Leben hervorzubringen, wurde der Eukaryote vor etwa 2 Milliarden Jahren geschaffen. Lane akzeptiert die Endosymbiose-Hypothese, dass der Eukaryot aus einer Archaea hervorgegangen ist, die ein Bakterium verschlingt, das im Laufe der Zeit zu Mitochondrien wurde. Ein Grund dafür, dass Bakterien möglicherweise nicht komplexer geworden sind, sind strukturelle Einschränkungen ihrer Energieabgabe. Mit zunehmender Größe wird das Zellvolumen gewürfelt und die Zelloberfläche quadriert. Bei Bakterien verläuft die Protonengradientenmembran nahe an der Zelloberfläche und begrenzt deren Fähigkeit, ein erhöhtes Volumen zu unterstützen. Eukaryoten verwenden mehrere sogar Tausende von Mitochondrien pro Zelle mit jeweils gefalteten Membranen. Eukaryoten zentralisieren den größten Teil ihrer DNA im Zellkern, wobei nur eine minimale DNA für die Energieerzeugung in den Mitochondrien erforderlich ist. Dieses minimale Genom macht die Bildung neuer Mitochondrien sehr effizient. Wenn die relevante DNA eher in der Nähe der Aktion als im Zellkern vorhanden ist, sind sie auch effizientere Energieerzeuger und reagieren besser auf sich ändernde Bedingungen. Die große Anzahl von Mitochondrien und ihre überlegene Struktur unterstützen die viel größere Größe und Komplexität der eukaryotischen Zelle. Wenn Bakterien größer werden, platzieren sie vollständige Kopien ihrer DNA entlang der Oberflächenmembran. Dadurch dauert die Zellteilung länger, ein echter Nachteil bei Bakterien, die immer mit anderen Bakterien konkurrieren. Daher werden Bakterien natürlich für kleine Größen ausgewählt.

Wie entwickelten die ersten Eukaryoten den Kern, ihr flexibles Zellgerüst, eine Vielzahl innerer Membranen und Strukturen sowie vor allem Geschlecht und Tod? Es gibt keine Überlebenden auf halbem Weg zwischen einfachen Bakterien und komplexen Eukaryoten. Lane geht davon aus, dass es sich nach dem einmaligen endosymbiotischen Ereignis um eine darwinistische natürliche Selektion handelte. Der Kern bildete sich, um den Konflikt zwischen der DNA der Archaeen und der der von ihr verschlungenen Bakterien zu kontrollieren. Bakterien übertragen gewöhnlich ihr DNA-Material aufeinander, so dass die Archaeen es aufgenommen und in ihre DNA eingebaut hätten. In den Mitochondrien blieb nur die unbedingt notwendige DNA übrig, um die Effizienz zu maximieren. Der Prozess war evolutionär.

Sex war in ähnlicher Weise eine frühe Entwicklung bei Eukaryoten. Während Bakterien am lateralen Gentransfer beteiligt sind, war die meiotische Zellteilung und die Fusion von zwei haploiden Gameten, einer von jedem Elternteil, zu einer Zygote völlig neu. Sex mischt einzelne Gene, um eine breite Palette verschiedener Genkombinationen oder Allele in einer Population zu bilden. Auf diese Weise kann die natürliche Selektion auf einem viel feineren Niveau ablaufen, anstatt ein ganzes Chromosom oder Genom zu bevorzugen oder zu benachteiligen, das intakt oder mit Mutationen weitergegeben wird. Mitochondrien-Gene stammen von nur einem Elternteil in fast allen mehrzelligen Organismen, die Frau beim Menschen. Insbesondere aktive Tiere haben einen hohen Energiebedarf und ihre Zellen haben Hunderte oder Tausende von Mitochondrien und mehr Mutationen. Zwei verschiedene mitochondriale Genome können die Ausrichtung auf das Kerngenom erschweren und deren Funktion beeinträchtigen. Mitochondriale Erkrankungen können entstehen, wenn die mitochondrialen Gene nicht gut mit denen im Zellkern zusammenarbeiten. Diese genomischen Fehlpaarungen begrenzen die Kreuzung zwischen eng verwandten verschiedenen Arten und sogar lang getrennten Populationen derselben Art.

Da Mitochondrien bei aktiven Tieren Mutationen schneller aufbauen, werden weibliche Keimzellen früh im Leben produziert und bei ausgeschalteten Mitochondrien sequestriert. Dies gilt nicht für Tiere mit undifferenziertem Gewebe, die im gesamten Körper Keimzellen bilden, wie z. B. Schwämme. Sie können aus jedem Segment eine ganz neue Person regenerieren. Lane diskutiert ausführlich, wie die Notwendigkeit, die Gesundheit der Mitochondrien zu erhalten, zu unseren sexuellen Unterschieden führte. Er kommt zu dem Schluss, dass "die Vererbung von Mitochondrien die meisten realen physischen Unterschiede zwischen den beiden Geschlechtern erklären kann".

Die höhere Mutationsrate der Mitochondrien-Gene führte zu einer unsterblichen Keimzelllinie und einem sterblichen Körper. Keimzellen sind immer jung und können sich für immer teilen. Der Rest des Körpers wird verfügbar. Sobald Keimzellen gebunden sind, können komplexe tierische Gewebe differenzieren, um ihre speziellen Funktionen zu ermöglichen, aber diese Gewebe verlieren die Fähigkeit, sich zu reproduzieren. Tod und Altern verbinden sich als Folge der Mitochondrien und des endosymbiotischen Beginns der Eukaryoten vor zwei Milliarden Jahren mit dem Sex. Mitochondrien sind nur einer von vielen wichtigen Teilen einer eukaryotischen Zelle. Lane kommt jedoch zu dem Schluss: „Aber das ist nicht die Ansicht der Evolution. Der Blick aus der Evolution sieht Mitochondrien als gleichberechtigte Partner am Ursprung des komplexen Lebens. Alle eukaryotischen Merkmale - alle Zellphysiologie - haben sich im Zuge des Tauziehens zwischen diesen beiden Partnern entwickelt. “

Die Struktur der Atmungsmaschinerie in Mitochondrien ist fein abgestimmt, wird jedoch von zwei verschiedenen Genomen aufgebaut. Einige der vielen Proteine, die jeweils aus Hunderten von Aminosäuren aufgebaut sind und diese äußerst komplexen Maschinen umfassen, sind Produkte der Gene in den Mitochondrien, andere sind Produkte der Gene im Kern. Dennoch müssen sie genau passen und zusammenarbeiten. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Elektronenfluss behindert, wodurch die Effizienz der Energieerzeugung verringert wird. Wenn der Elektronenfluss ausreichend behindert wird, bilden sich freie Radikale. Wenn zu viele freie Radikale erzeugt werden, verliert die Protonengradientenmembran ihr Potential. In diesem Fall wird die Zellapoptose ausgelöst. Dieses Szenario gilt für alle Eukaryoten. Der Organismus wählt im Wesentlichen Zellen mit nicht übereinstimmenden Genomen aus. Wenn ein Organismus von schlecht funktionierenden Mitochondrien durchdrungen ist, betrifft die Krankheit häufig Bereiche mit der höchsten Stoffwechselrate wie Gehirn und Muskeln. Leider bilden sich im Laufe der Zeit Mutationen in den mitochondrialen Genen, was die Inkompatibilität mit Genen im Kern erhöht. Daher nimmt die Mitochondrienfunktion typischerweise mit dem Alter ab und dieser Rückgang beschleunigt sich in unseren letzten Jahren. Wenn sich die Zellen nicht selbst zerstören, können sie seneszent werden und das Gewebe, in dem sie sich befinden, belasten. Leider glaubt Lane nicht, dass die Einnahme vieler Antioxidantien hilfreich ist, da es unwahrscheinlich ist, dass sie in die Zelle gelangen, und wenn sie dies tun, würden sie den Normalzustand beeinträchtigen Energie Produktion. Lane kommt zu dem Schluss: "Wenn das Leben nichts als ein Elektron ist, das nach einem Ort zum Ausruhen sucht, ist der Tod nichts anderes als dieses Elektron, das zur Ruhe kommt."

Dies ist ein ausgezeichnetes, aber sehr anspruchsvolles Buch. Die Tiefe von Lanes Erklärungen schien etwas ungleichmäßig zu sein. Einige Konzepte, die ich für einfach hielt, erklärte er ausführlich. Andere, die mir schwer fielen, schien er zu überfliegen. Vielleicht spiegelt dies meine eigenen Grenzen angesichts der Dichte und Detailgenauigkeit seiner Präsentation wider. Trotzdem habe ich viel gelernt, insbesondere aus seinen Argumenten. Allein seine Beschreibung der Komplexität der Zellphysiologie und der Zellatmung hat mich erstaunt. Seine Erklärung für die Dynamik zweier verschiedener Genome, die Proteine ​​bilden, die im Atmungskomplex komplex interagieren, war die Augenöffnung mit signifikanten Auswirkungen auf Evolution, Alterung und menschliche Gesundheit. Ich habe sehr davon profitiert, ein anderes Buch von Lane gelesen zu haben. Macht, Sex und Selbstmordvor diesem. Es ist keine leichte Lektüre, aber ich hatte das Gefühl, dass sie zugänglicher ist als diese. Ich empfehle, es zu überprüfen, wenn Sie dieses interessiert.

Haben Sie sich jemals gefragt, was "Leben" ist? Nicht in der philosophischen Komplexität, wie schwer es ist, einen zu führen, sondern was das Leben tatsächlich im wissenschaftlichen Sinne definiert. Haben Sie jemals versucht, die Komplexität des Lebens zu verstehen, und sich gefragt, was "Leben" ausmacht, welches Konzept oder welcher Teil Sie dazu bringt, zu sagen, dass ein Organismus lebt oder tot ist? Im Allgemeinen gelten Sie als tot, wenn Sie aufhören zu atmen. Okay, du atmest, du gehst, du redest. Aber was bringt Sie überhaupt dazu, autonom zu atmen? Wenn Sie jemals in diesen Zeilen gedacht haben und vom Leben auf der Erde begeistert sind, ist dies das perfekte Buch, um Antworten auf alle oben genannten Fragen zu finden.

Das Buch beginnt damit, dass angenommen wird, dass das Leben überhaupt erst entstanden ist. Die präkambrische Explosion, bei der die erste Lebensform vor 3.5 bis 4 Milliarden Jahren entstand. Dies waren Bakterien und Archaeen, die satte 2 Milliarden Jahre lang monopolisiert wurden! Dann bestand die Erdatmosphäre nur noch aus Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Eisen. Dann gab es das große Oxidationsereignis, das zu diesem seltenen Ereignis führte - Endosymbiosen zwischen einem Bakterium und einer Archaee -, dass das komplexe Leben, ein Eukaryot, wie wir jetzt sehen, entstand und der Endosymbiont sich als Mitochondrien in unseren Zellen herausstellte. Wissenschaftler waren immer noch nicht in der Lage, dieses seltene Ereignis zu begründen, haben jedoch enorme Beweise dafür, dass dies entscheidend für das Gedeihen des komplexen Lebens war.

Der Autor Nick Lane erklärt auch wunderbar das "Konzept des Lebens". Unser Leben beschränkt sich auf das Zusammenspiel von Energie und Entropie. Was er die Einkaufsliste des Lebens nennt - ein kontinuierlicher Fluss von Kohlenstoff und Energie, die Zubereitung von Mineralkatalysatoren in einem unterteilten System -, das in einer förderlichen Atmosphäre in hydrothermalen Quellen vorhanden ist, soll Leben gebildet haben. Wiederum bedeutet "Leben" als autonomes System immer, dass die Entropie des Systems erhöht wird, wodurch die in der Umgebung verfügbare freie Energie erhöht wird, die wiederum vom Organismus verbraucht wird, um die als ATP bezeichneten Energiewährungen in Mitochondrien durch Atmung zu erzeugen! Whoa!

Das Buch spricht auch darüber, welche Einschränkungen des modernen Eukaryoten zur Verbreitung des komplexen Lebens geführt haben. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine aus dem seltensten seltenen Ereignis gebildete eukaryotische Zelle zu modernen Menschen oder Pflanzen wird (ja, Pflanzen und wir haben einen gemeinsamen Vorfahren :)), ist sehr gering. Die Bedingungen auf der Erde waren jedoch zu gut, um ignoriert zu werden, was zu Mutationen und Speziation durch natürliche Selektion führte. Der Autor beweist auch mathematisch, warum es möglich war, dass sich eine eukaryotische Zelle entwickelte, was zu einer Vielzahl von Arten führte, als ein Monopol von Prokaryoten zu haben.

Dann kommt der Teil, in dem der Autor darüber spricht, wie 'Sex' entstanden ist, warum es nur zwei Geschlechter gibt und welchen evolutionären Vorteil dies hat. Er gibt eine wahrscheinliche Erklärung dafür, warum Wissenschaftler sagen, dass das Leben irgendwo anders im Universum schwer zu existieren ist. Die Bedingungen sind einfach sehr streng und die Ereignisse sind so unwahrscheinlich, wie es scheinen mag. Selbst wenn sie es tun, sagt er, dass es so sein muss, wie wir es auf der Erde haben, da Endosymbiosen durch den Prozess der Chemiosmose kosmisch universell sind.

Der Autor hat seine Theorien aus sechs Jahren Forschung dargelegt und argumentiert, warum sie im Vergleich zu allen Theorien, die wir bereits kennen, wahr sein könnten. Er akzeptiert auch offen, warum seine Theorien falsch sein können oder noch nicht mit genügend Beweisen bewiesen wurden. Die Liebe zum Thema und zu seiner Arbeit spiegelt sich deutlich in seinem Schreiben wider.
Das Buch mit allen wissenschaftlichen Details kann verlockend und schwer zu verstehen sein. Ich musste buchstäblich fast jeden Absatz zweimal lesen, um die Wissenschaft hinter seinen Erklärungen zu verstehen. Das kann einen kleinen Umweg verursachen, aber ich denke, all das kann kompensiert werden, wenn Sie beim Lesen dieser Details erkennen, wie erstaunlich komplex und magisch das Leben auf der Erde ist!

Ich kann dieses Buch allen Wissenschaftsfans nur empfehlen, insbesondere denen, die sich für die sogenannten GROSSEN Fragen des Lebens interessieren. Ich hatte das Gefühl, dass es meine Zeit wert war, das Buch zu lesen, auf jeder Seite beeindruckt zu sein und die meisten Teile wiederholt zu lesen, um die Details zu verstehen.

Als intelligente Spezies als "Homo Sapiens" entwickelt worden zu sein, die seit 200,000 Jahren mit Renaissance, industriellen Revolutionen, Landwirtschaft und allen wissenschaftlichen Erkundungen in den letzten 500 Jahren gediehen ist, sind wir ein Produkt einer langsamen, akribischen und komplizierten Design der Evolution, die nur die neuen Gäste unseres 4.5 Milliarden Jahre alten Planeten sind! Wir haben gerade sehr viel Glück gehabt! :) :)

PS:
1. Dieses Buch wurde von Bill Gates als bestes Wissenschaftsbuch des Jahres 2015 empfohlen. Lesen Sie seine Rezension hier - https://www.gatesnotes.com/Books/The-...

2. Kurze Videos zu dem Buch des großartigen Joe Hanson in seinem Youtube-Kanal "Es ist in Ordnung, schlau zu sein" finden Sie hier
https://www.youtube.com/watch?v=jdVc2...
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Wow, dieses Buch war so interessant, dass sein Hauptziel darin besteht, die Theorie aufzustellen, dass die Fähigkeit, Energie durch Einzelzellorganismen zu nutzen, der Sprung war, der notwendig war, damit sich dieser Organismus zu komplexeren Organismen entwickelt, und daher erklären wir die Prozesse durch Dies könnte vor 4 Milliarden Jahren erreicht werden. Es wird argumentiert, dass das Erreichen dieses Kunststücks ein Wunder war, dass es sehr wahrscheinlich nicht wieder vorkommen wird. Es wird auch vorausgesagt, dass das Leben auf anderen Planeten dem Leben auf der Erde zumindest auf molekularer Ebene ähnlich sein würde, was erklärt wird, dass wir es mit fast allen Organismen hier auf der Erde teilen, da sich komplexes Leben aus einem einzigen Zellorganismus entwickelt hat, der die Fähigkeit zur Nutzung erreicht hat Energie (Ribosomen), die Fähigkeit, sie zu halten (Doppelmembran) und der Motor, um diese Energie zu erzeugen (Mitochondrien), und konnten daher dem Schicksal von Einzelzellbakterien entkommen. Ich gebe diesem Buch nur 4 Sterne, da dies nichts für Anfänger ist. Dies ist ein sehr komplexes und technisches, wenn auch sehr informatives Buch.

Eine überzeugende Theorie über den Ursprung des Lebens und seinen Fortschritt zur Komplexität, die auf ersten Prinzipien beruht und eng mit der Energie verbunden ist.

Ich fand eine leuchtende Erwähnung dieses Buches am Ende von Bill Gates ' Beste Bücher von 2015 Blogpost und kaufte es sofort nach dem Lesen der faszinierenden Prämisse. Falls es dir gefallen hat Das egoistische Gen und sind bereit für ein herausfordernderes Buch, ich kann dieses Buch nur empfehlen.

Voraussetzungen: Grundkenntnisse der Zellbiologie und ein bisschen Chemie. Eine gewisse Vertrautheit mit dem Konzept der Entropie hilft, ist aber nicht erforderlich.

Dinge, die ich wirklich mochte an diesem Buch:

- Sorgfältige Argumentationsketten aus ersten Prinzipien der Thermodynamik, die in der Biologie selten sind, unterstützt durch zahlreiche Beispiele aus der Praxis und geniale Beobachtungen, ohne auf pauschale Wahrheitserklärungen zurückzugreifen. Nick Lane scheint sich menschlicher Fehler sehr bewusst zu sein und sagt selbst, dass seine Theorien und Ideen möglicherweise nicht korrekt sind. Dies ist erfrischend, nachdem er alle populärwissenschaftlichen Autoren gelesen hat, die ein unfehlbares (dh wahrscheinlich falsches) Vertrauen in ihre eigenen Ideen ausstrahlen.

- Spezifische, überprüfbare Vorhersagen auf der Grundlage der Theorien.

- Frank gibt zu, dass Fehler begangen wurden, dass sich Theorien als falsch erwiesen haben und dass dies auch weiterhin der Fall sein wird. Wie er sagt, können schöne Theorien durch hässliche Tatsachen getötet werden. Die Fakten kümmern sich nicht um unsere Wünsche.

Ich habe festgestellt, dass ich in jedem Kapitel mehrere Absätze hervorgehoben habe (was ich nicht oft mache - andere Bücher in meiner Kategorie "reichlich Höhepunkte" enthalten Über Intelligenz und Denken, Fast and Slow). EDIT 03/2017: Ich habe gerade herausgefunden, dass Goodreads jetzt meine Kindle-Highlights speichert, was großartig ist! Schau sie dir hier an.

Was mir an diesem Buch nicht gefallen hat:

- Die Argumentation in jedem Kapitel wird mehrmals wiederholt und gegen Ende etwas langweilig. Dies ist jedoch ein kleiner Streitpunkt und hat mir oft die größere Mühe erspart, das Material erneut zu lesen. Manchmal half mir die subtile Neuformulierung einer Erklärung sogar, die Logik zu verstehen.

- Einige unbekannte Fachbegriffe wurden nicht explizit erklärt (obwohl ich das Wort "Keimbahn" gehört hatte, wusste ich nicht, was es bedeutete, musste es nachschlagen).

Alles in allem ist dies ein ausgezeichnetes populärwissenschaftliches Buch. In meinen Augen ist es genau dort oben mit Das egoistische Gen, obwohl es mehr vorheriges Wissen erfordert. Verpassen Sie es nicht!

Ein wunderschönes Buch, so klar und gut geschrieben. Allein für die Beschreibung der ATP-Synthase lesenswert: Ich wünschte, die Wissenschaft, die so gut schreibt, hätte es schon in der High School gegeben.

Wenn Sie darüber nachdenken, es zu lesen, geht es im Grunde genommen um die Bedeutung der Mitochondrien. Lanes Ideen wurden in Kapitel 9 sehr faszinierend. Wenn Sie derzeit nicht die Zeit haben, alle 305 Seiten von Lanes Buch zu lesen, und Sie bereits ein wenig über Zellbiologie wissen, greife ich das Buch auf, um dieses Kapitel allein zu lesen. Und wenn Sie keine Zeit für ein einziges Kapitel haben, steht am Höhepunkt des Buches eine kurze Diskussion über das Tiefsee 'Parakaryot' im Jahr 2010 entdeckt, der seine wichtigsten Punkte zum Thema Endosymbionten und die Entwicklung komplexer Zellen wirklich zusammenfasst, und es gibt einen sehr kurzen Auszug aus dem Buch nur zu diesem Thema hier, die Sie wirklich nicht verpassen sollten.

Dies war mein erstes Buch von Lane, aber es wird nicht mein letztes sein.

Dies ist das Buch, auf das ich gewartet habe ... So viele theologische und biologische Diskussionen springen sofort zum Rätsel der Abiogenese. Es ist ein besonders schwieriges Problem, da die Ursprünge des Lebens in der alten Vergangenheit liegen und viel Komplexität allein aus natürlichen Prozessen zu zaubern ist. Geben Sie Nick Lane, einen Biochemiker in der Abteilung für Genetik, Evolution und Umwelt am University College London, Leiter des Origins of Life-Programms. Lane befasst sich abwechselnd mit zahlreichen Merkmalen des Lebens, indem er das Gespräch in Bezug auf den Energiefluss umrahmt und sich sowohl auf seine eigene ursprüngliche Forschung als auch auf die seiner Kollegen stützt.

Verschiedene im Volksmund vorgeschlagene Orte für den Ursprung des Lebens werden vorgestellt und abgeschossen - Lane legt sorgfältig den Fall für alkalische hydrothermale Entlüftungsöffnungen dar, die genau den richtigen Materialmix, einen konstanten und sanften Energiefluss und mikroskopische Poren mit pH-Unterschieden aufweisen, die sich einstellen können ein Fluss von Elektronen und Protonen. Als nächstes befasst er sich mit der Schaffung organischer Bausteine ​​für das Leben, frühe Zellen und all die anderen Teile, die benötigt werden, um uns zu einer lebenden Zelle zu bringen - alles so, dass der 2. Hauptsatz der Thermodynamik eingehalten wird und Atome ihre höchste Entropie suchen Zustände (und erklären, warum erhöhte Komplexität Teil dieses Prozesses ist).

Lane geht dann das Rätsel der beiden Arten prokaryotischer Zellen an: Bakterien und die verwirrend benannten Archaeen; Welche Funktionen teilen sie (z. B. ATP-Energieerzeugungshardware) und warum haben sich andere Funktionen (z. B. Zellwände) deutlich entwickelt? Dies wirft das größere Problem auf, warum es so lange gedauert hat (etwa 2 Milliarden Jahre), bis sich die größeren und massiv komplexeren eukaryotischen Zellen gebildet haben, und warum es anscheinend keine früheren Versionen davon gibt. Hinweis: Die endosymbionte Adoption einer Bakterienzelle durch einen Archaeaner, der zu Mitochondrien wurde, war der wichtige Schritt, der es eukaryotischen Zellen ermöglichte, genügend Energie zu erzeugen, um über die prokaryotischen Größenbeschränkungen hinaus zu wachsen. Als nächstes übernimmt er den Übergang vom lateralen Gentransfer zum Geschlecht, die Notwendigkeit mehrerer Geschlechter und alles von Keimbahnen bis zum programmierten Zelltod. Alles auf molekularer Ebene erklärt.

Meine Güte, ich sehe, dass ich in Begriffe verfalle, die mein Verständnis von Anfang an behindert hätten, und dies gibt mir ein gewisses Mitgefühl für Nick Lane. Er ist ein begabter Schriftsteller, der oft Spaß an seiner Phrasierung hat, aber er befasst sich mit einem wirklich komplizierten Thema und das Schreiben ist entsprechend komplex. Abbildung: Der Untertitel des Buches lautet "Energie, Evolution und die Ursprünge des komplexen Lebens". Während er als Admiral Begriffe erklärt, gibt es so viele von ihnen, und sie werden so schnell herumgeworfen, dass dies zu einem äußerst langsamen Lesen führt. Ich las viele Passagen erneut und blätterte zwischen den verschiedenen Abbildungen, Seitenkästen, Fußnoten, dem Glossar und dem Internet hin und her, um Konzepte zusammenzuführen.

Dies ist ein wichtiges Buch für alle, die sich für die Ursprünge des Lebens und die Komplexität interessieren - wirklich DIE entscheidende Frage. Wenn Sie sich noch nicht mit Chemie und Biologie auskennen, wird diese eine steile Lernkurve haben, aber sie lohnt sich und deckt eine beeindruckende Menge an Boden ab. Lane legt sehr sorgfältig dar, was wir sicher wissen und warum, was wir noch nicht wissen, und verweist auf zukünftige Forschungen, die unser kollektives Wissen über die Ursprünge des Lebens weiter verbessern können.

Bestes Argument für die Evolution bisher

Als ich dieses Buch las, fühlte ich mich wie zurück in meinem Biologieunterricht an der High School. Das Thema ist viel komplizierter, aber äußerst bedeutungsvoll, wenn es darum geht, über die großen Fragen der Entstehung des komplexen Lebens nachzudenken.

Nick Lane hat es geschafft, ein brillantes Argument zu konstruieren, dem wir Laien folgen und argumentieren konnten. Seine zentralen Ideen zu Endosymbiose, ATP-Synthese, Redoxreaktionen, chemiosmotischer Hypothese, Apoptose und Leck durch freie Radikale liefern eine klare evolutionäre Logik, wie ich sie bisher noch nicht gelesen habe.

Ich empfehle das Buch neugierigen Köpfen auf der Suche nach Antworten und gesünderen Fragen, warum wir hier sind.

Mein Lieblingszitat stammte von Jacques Monod, der in dem Buch unter den vielen brillanten Wissenschaftlern vorgestellt wurde: "Der alte Bund ist in Stücke gerissen; der Mensch weiß endlich, dass er allein in der gefühllosen Unermesslichkeit des Universums ist, aus der er nur zufällig hervorgegangen ist Sein Schicksal ist nirgends festgelegt, noch ist seine Pflicht. Das Königreich oben oder die Dunkelheit unten: es ist an ihm zu wählen. "

Sie erinnern sich an den Lehrer, den Sie in der Mittel- oder Oberstufe hatten und der von seinem Thema so begeistert war, dass Sie den Unterricht genossen haben? Selbst wenn es sich um ein Gebiet handelte, das Sie bis dahin nicht gemocht hatten, kann die richtige Person ein gewisses Maß an Aufregung mit einem ansteckenden Thema haben. Nichts ist langweiliger als jemand, der gelangweilt ist, und sehr wenig ist so aufregend wie jemand, der begeistert ist von dem, was er zu lehren versucht. Das Lesen von Nick Lanes Buch ist ein bisschen so, als hätte man so einen Lehrer.


Als ich ein Kind in der Schule war, wurde mir beigebracht, dass das Leben in Tiere, Pflanzen, Pilze und Bakterien unterteilt werden kann. Einige Zeit später, vielleicht im College oder vielleicht später, hörte ich, dass sie Bakterien in zwei Gruppen aufgeteilt hatten, von denen eine immer noch "Bakterien" genannt wurde, die andere jetzt "Archaeen". Dies schien mir eine sinnlose Trennung zu sein, wie Menschen, die Post-Punk und Deathrock für völlig unterschiedlich halten und als unabhängige Genres auf der Ebene von Jazz, Rock und Klassik betrachtet werden sollten.

Es stellte sich jedoch heraus, dass dies nicht nur einige Forscher in Bakterien waren, die sich über das von ihnen gewählte Thema lustig machten. Es stellt sich heraus, dass unsere Zellen und die aller existierenden Säugetiere, Vögel, Eidechsen, Fische usw. aus Bakterien bestehen, die in Archaeen gefangen sind. Es ist, als ob unsere Zellen nicht einmal dasselbe heißen sollten wie Bakterienzellen. Irgendwann in der Zeit, wahrscheinlich in einem einzigen Fall, ging ein Bakterium in einer Archaeenzelle verloren, und irgendwie starb keiner von ihnen.

Stellen Sie sich vor, Sie hätten etwas gegessen und es wäre nicht gestorben, aber es hätte Sie auch nicht krank gemacht. Tatsächlich begann man nach einer Weile, sich darauf zu verlassen, um zu überleben. Es stellt sich heraus, dass das Leben seltsam ist, und bei der Evolution geht es nicht nur um größere Dinge, die kleinere töten. Manchmal geht es mehr um Zusammenarbeit als um Wettbewerb, aber herauszufinden, wie so etwas passieren kann, ist ein ziemlich schwieriges Thema.

Fast ebenso unwahrscheinlich ist, dass ein Forscher auf dem Gebiet der Ursprünge des Lebens entscheiden würde, dass ein Buch über die Ursprünge und Unterscheidungen zwischen Archaeen und Bakterien für die breite Öffentlichkeit geeignet wäre. Oder dass er einen Verleger davon überzeugen würde. Oder dass es sich als wahr herausstellen würde.

Es hilft sehr, dass Lane unermüdlich Bilder und Diagramme verwendet und eine narrative Stimme hat, die genau das Gegenteil des trockenen, emotionslosen Erzählers der dritten Person ist, den so viele naturwissenschaftliche Lehrbücher verwenden. Er interessiert sich für sein Thema, er kann es kaum erwarten, Ihnen davon zu erzählen, und Sie können ihn praktisch vor Aufregung grinsen sehen und beim Lesen wild mit seinen Händen gestikulieren.

In diesem Buch verbringen wir viel Zeit am Meeresboden in der Nähe von hyrdrothermischen Quellen. Wir verbringen auch viel Zeit damit, auf mikroskopische Größe zu schrumpfen und uns umzuschauen, wie Dinge funktionieren oder früher funktionierten oder vielleicht früher funktionierten. Wir finden heraus, dass "Sex weitaus weiter verbreitet ist, als es vernünftig erscheint". Wir sind auch aufgefordert, uns aufzusetzen, sorgfältig zu lesen und von Zeit zu Zeit darüber nachzudenken, was wir gerade gelesen haben. Aber wir müssen niemals ein Gähnen unterdrücken; Dies ist die Art von Buch, das eine Anstrengung erfordert, aber niemals eine Anstrengung erfordert, um wach zu bleiben. Dies ist nicht Ihr naturwissenschaftliches Lehrbuch der High School, nicht zuletzt, weil es nicht nur etablierte Naturwissenschaften abdeckt, sondern auch ein gutes Stück Spekulation und fundierte Vermutungen, die sich möglicherweise als wahr herausstellen oder nicht.

Ich lebe, wie ich bereits sagte, im Goldenen Zeitalter des populärwissenschaftlichen Schreibens. Das Buch von Nick Lane ist ein weiteres Beispiel dafür, warum.

Es dauerte fast 2 Milliarden Jahre, bis ein feuchter Planet voller einzelliger Leben die erste mehrzellige Lebensform entwickelte. Warum? Dies ist die Frage, die dieses wunderbare Buch beantworten soll. Dabei verbindet es Thermodynamik und Leben und führt Sie in die große Vergangenheit zu den möglichen Ursprüngen der allerersten Lebensform. Wir folgen seiner Reise und sehen, wie fast 2 Milliarden Jahre später der erste Eukaryote geboren wurde. Dann versuchen wir durch die Analyse dieses alten Wesens, seine Eigenschaften (wahrscheinliche rückblickende Tendenz) aus ersten Prinzipien abzuleiten. Dabei untersuchen wir die Beziehungen zwischen Energie, Thermodynamik, Leben, aerober Kapazität, Geschlecht, Fruchtbarkeit, Altern und Tod. Sehr faszinierend!

(Nur Kinder mit -4000000000 v. Chr. Werden sich daran erinnern.)

Dieses Buch beschreibt wichtige Konzepte rund um die Zellentwicklung und befasst sich mit der wichtigsten Frage von allen - wie hat sich das komplexe Leben entwickelt? Es gibt detaillierte Diskussionen darüber, warum es schwierig ist, wie es hätte passieren können, welche Einschränkungen überwunden werden mussten und ob das Leben im Rest des Universums ähnlich verlaufen wird. Dies sind wichtige Fragen und sorgen für eine faszinierende Lektüre.

Das Material ist offensichtlich erstklassig und auch maßgeblich, und obwohl es ein Buch sein soll, das jeder lesen kann - es erreicht dieses Ziel nicht ganz -, steht es zwischen ernsthaften Wissenschaftlern und dem durchschnittlichen Leser. Es gibt Teile, die sehr detailliert sind (fast so viel wie ein Biologielehrbuch).

Das heißt, es ist ein wichtiges Buch und hat mir neue Einblicke in die Evolution in vielen Bereichen gegeben. Ich musste langsam lesen und ich denke, die meisten durchschnittlichen Leser müssten dasselbe tun.

Behandelt die Geschichte des Lebens von den Ursprüngen bis zu mehrzelligen Kreaturen mit Schwerpunkt auf Biochemie und Zellbiologie. Nicht schlecht. Viele Fragen müssen in diesem Bereich beantwortet werden, aber wir lernen ständig neue Dinge.

Wenn der Denker zum Leben erweckt wird, kann er Schrödingers nicht vermeiden ... nicht seine Katze, sondern sein Buch: Was ist das Leben? Bei ihm ist das Leben das einzige, das dem II. Gesetz trotzen kann! Vor vierzig Jahren, zu Beginn der Molekularbiologie, schrieb der Franzose Monod sein berühmtes Buch "Chance and Necessity", in dem er argumentiert, dass der Ursprung des Lebens auf der Erde ein Freak-Unfall war. Das Leben ist, wie der ungarische Biochemiker Albert Szent-Györgyi feststellte, nichts aber ein Elektron auf der Suche nach einem Platz zum Ausruhen!

Es war eine faszinierende Sensation, wieder in die Zellbiologie einzutauchen, und die Molekularbiologie wurde auch durch die Biochemie verstärkt, was für mich neu war. Mr. Lane ist nicht nur ein brillanter Biochemiker, sondern auch ein großartiger Geschichtenerzähler. Sein Stil ist faszinierend, die Art und Weise, wie er es schafft, in diese atemberaubende, entsetzliche, gruselige Welt der Mikroben zu führen ... weißt du, bevor ich versucht habe, genauer hinzuschauen, aber auf halbem Weg aufgegeben habe! Dieses Buch hat es geschafft, mein Ekelgefühl verschwinden zu lassen. Die Bakterien waren für mich etwas Schreckliches, bis Mr. Lane das Grundrezept für das Leben vorstellte und mit den Fähigkeiten eines Magiers alle Türen in eine zelluläre Welt öffnete, die in leuchtenden Farben zeigte, was der Redox ist, was Zellen und Bakterien taten vergangenen 2 Milliarden Jahren und wie das mit der Funktion unserer Zellen zusammenhängt. In einem Moment war ich nur ein Leser und im nächsten ließ er mich mir vorstellen, dass ich ein ATP-Molekül bin, das irgendwie in die Zelle fliegt und die Membran der Mitochondrien durchdringt, und ich habe die unglaubliche Intensität des Luftzuges des Elektrons nicht nur gesehen, sondern auch gespürt hungriger Sauerstoff entsteht zwischen sich selbst und den Elektronendonoren in der Atmungskette. Ich sah die Protonenmaschinerie, den Rotor und den Stator. Ich hatte das Gefühl, das Geräusch zu hören, wenn eine ATP-Münze landet und ausgegeben wird, um den Rotor einzuschalten. Ich habe das Geheimnis des Elektronentunnelns in der Protonenmaschinerie gesehen. Manchmal fühlte ich mich verloren, aber der Autor ist da, um Ihnen zu helfen. Natürlich wird der Leser in unmittelbarer Nähe sein, wie in der Zeitmaschine, wenn dieser fantastische Sprung, der entscheidende Sprung im Leben einer Zelle, geschieht, der zur Entwicklung von Komplexität führt.
Was war anders Warum war dieses Buch so wichtig? Ja, wir haben alle Biologie-Vorlesungen bestanden, etwas über Zellbiologie gelernt, aber wenn wir jemals die Grundlagen des Lebens und allgemein des Wesens berührt haben, haben wir es streng getrennt gesehen - wie wir und die Natur, Natur und Natur wir! Sie lesen dieses Buch und das Ergebnis wird umwerfend sein! Der Leser wird ein neues Gefühl bekommen, ein neues Gesamtbild wird aus der wissenschaftlichen Geschichte hervorgehen. Dieses neue Bild wird den Leser kraftvoll lehren, dass es kein Wir und keine Natur gibt, sondern dass wir eins sind, wir sind die Natur. Wir sind der Teil der Natur, der als intrinsisches Ergebnis der Potenzialität der Natur existiert, ihrer Grundelemente, um am Ende des Tages, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, sich zu etwas zu falten, das wir als uns Menschen kennen. Wir sind der Teil der Natur mit bis jetzt bekannter höchster Ordnung.
Ich möchte allen diese Reise ins Rätsel genießen. Prost!

Wenn Sie bereits eine solide Grundlage in der Wissenschaft haben, insbesondere in der Biologie, wird dies wahrscheinlich für Sie zugänglich sein - aber wenn nicht, könnten Sie ein wenig Probleme haben. Es fängt in Ordnung an, wird aber stellenweise ziemlich dicht, und wenn Sie nicht besonders interessiert sind, werden Sie wahrscheinlich festsitzen. Trotzdem war es für mich faszinierend und führte zu überprüfbaren Hypothesen darüber, wie das frühe Leben hätte funktionieren können.

Ich bin immer noch nicht einverstanden mit Nick Lane in einigen Punkten, wie der Ablehnung, mit der er "Junk" -DNA behandelt. Aber er behandelt viele interessante Dinge über Endosymbiose, Mitochondrien, die Art und Weise, wie Mitochondrien mit der Wirtszelle arbeiten, wie die Unterschiede zwischen Bakterien und Archaeen entstanden sind ... Es ist ein weitreichendes Buch, und es ist schwierig, alles zusammenzufassen, was er berührt.

Er macht auch einige ziemlich kühne Vorhersagen über das Leben anderswo im Universum - dass es so ziemlich genauso funktionieren wird wie auf der Erde. Ich bin nicht anderer Meinung als das, was er hier sagt.

Alles in allem also eine lohnende Lektüre, aber bringen Sie Ihre Denkmütze mit, wenn Sie kein Biologe sind.

Bewertet für The Bibliophibian.

„Ich kann den Organismus nicht ohne seine Umwelt betrachten. Aus formaler Sicht können die beiden Phasen als äquivalente Phasen angesehen werden, zwischen denen die Membranen, die sie trennen und verbinden, einen dynamischen Kontakt aufrechterhalten. “ Nick Lanes Aufnahme dieses Zitats von John Walker aus dem Jahr 1957 gibt einen Eindruck von der Aufregung, die Lane in dieses Buch bringt. Seine Begeisterung treibt den Leser durch die aktuellen (2017) Hypothesen über den Ursprung des Lebens. Mikroorganismen kommen auf ihre Kosten, gefolgt von einem faszinierenden Blick auf unser Lieblingsfach, uns!
Lane legt ständig ein festes Fundament, zum Beispiel: "Geochemie führt zur Biochemie."
"Die Einbeziehung von Energie in die Evolution ist längst überfällig und beginnt, der natürlichen Selektion eine prädiktivere Grundlage zu geben."
Lane geht an mehreren Stellen auf einem Ast aus (Baum des Lebens Wortspiel unvermeidlich) und schlägt Theorien über den Ursprung des mikrobiellen Lebens!, Und seine Mischung aus Endosymbiose vor! Er hat mich alle gefeuert / geeked, tolles Buch!

41. Buch für 2017.

Dies ist definitiv eines der interessantesten Wissenschaftsbücher, die ich gelesen habe. Nick Lane (der als eine Art Genie rüberkommt) bringt seine Ideen vor, wie die Archaeen und Bakterien entstanden und miteinander verwandt sind, wie die Komplexität bei Eukaryoten begann, warum Bakterien / Archaeen nie komplex wurden, wie Geschlecht und Tod entstanden sind und zu Beenden Sie einige Spekulationen darüber, wo und wie sich das Leben im Universum entwickeln wird.

Nick Lane, Die entscheidende Frage: Energie, Evolution und die Ursprünge des komplexen Lebens, 2015, 360 Seiten. ISBN 9780393088816

Neueste Wissenschaft für den allgemeinen Leser. Lane hat plausible, teilweise detaillierte Erklärungen dafür, wie Leben aus natürlichen geochemischen Prozessen entstanden sein kann - und wie komplex Leben aus Bakterien und Archaeen entstanden sein kann.

Er hat neue Ideen - einschließlich überprüfbarer Hypothesen - und testet einige davon.

Die Atmosphäre vor 4.4 bis 4 Milliarden Jahren bestand hauptsächlich aus Kohlendioxid, Wasserdampf, Stickstoff, Schwefeldioxid - oxidierten vulkanischen Gasen.

Bedingungen für neues Leben:

Alkalische hydrothermale Entlüftungsöffnungen in leicht saurem, metallreichem Meer: Wärmeströme von kohlenstoff- und energiereichen Flüssigkeiten durch mikroporöses halbleitendes katalytisches Eisen-Schwefel-Gestein bilden Protonengradienten über dünne Wände. Protonengradient treibt die Bildung von Methylthioacetat und Acetylphosphat an; Kohlenstoff- und Energiestoffwechsel; "dehydrieren" unter Bildung von Polymeren, einschließlich Nukleinsäuren und Proteinen. (S. 135, 148) Organische Stoffe sammeln sich an. Entlüftungsöffnungen bestehen mindestens 100,000 Jahre, 10 ^ 17 Mikrosekunden (S. 110–120). Organics interagieren; Fettsäuren fallen in Vesikel aus; Aminosäuren und Nukleotide könnten zu Proteinen und RNA polymerisieren.

Lane und sein Team haben einen Reaktor gebaut, um diese Bedingungen nachzuahmen, und testen ihre Ideen. „Wir haben Ribose und Desoxyribose, Acetylphosphat und andere organische Stoffe hergestellt“ (S. 119, 134).

Durch die Geochemie entsteht nahtlos die Biochemie. (S. 27)

Zellen bilden:

Aus Fettsäuren bilden sich spontan Lipiddoppelschichten. (S. 135)

Genetische Codeformen; Vererbung; Selbstreplikation. (S. 135–136) Katalytische Dinukleotide könnten aus einfacheren Percursoren Aminosäuren erzeugen.

Die heutigen Ozeane sind nicht mehr dazu geeignet, auf diese Weise ein neues Leben zu beginnen: Es gibt jetzt zu viel Sauerstoff und zu wenig Kohlendioxid. (S. 112)

Das Leben entstand auf der Erde vor vielleicht 4 Milliarden Jahren - eine halbe Milliarde Jahre nach der Entstehung der Erde - einschließlich Archaeen und Bakterien, die die Erde 2 Milliarden Jahre lang für sich hatten. Eukaryoten entstanden vor vielleicht 1.7 Milliarden Jahren - Zellen mit einem membrangebundenen Kern, Mitochondrien, geraden Chromosomen, dynamischem Zytoskelett und anderen komplexen Strukturen sowie sexueller Fortpflanzung: Pflanzen, Tiere, Algen, Pilze, Protisten. (S. 26, 160)

Komplexes Leben (Eukaryoten) begann wahrscheinlich mit einem Bakterium, das als Endosymbiont in eine Archaealzelle eindrang. Die Endosymbionten wurden zu Mitochondrien, verloren alle bis auf 13 ihrer proteinkodierenden Gene an den Zellkern der Wirtszelle und spezialisierten sich auf die Energieerzeugung.

Nick Lane ist ein guter Schriftsteller und ein unersättlicher Leser, Mitarbeiter, Forscher und Autor auf seinem Gebiet.

Während ein Universitätsstudent eine schulische Karriere damit verbringen kann, nur orthodoxe Dogmen zu lernen, was Lane in vergangenen Generationen gelernt hat - in diesem Buch führt Lane uns in große Fragen ein, auf die die Antworten nicht bekannt sind. Aber die Antworten auf einige von ihnen könnten erkennbar sein. Er lässt uns wissen, wie er und seine Kollegen es herausfinden wollen. Gut gemacht.

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Kann ein Buch sowohl trocken als auch spannend sein? Ja, kann es. Obwohl es Nick Lane nicht immer gelingt, besser als das Schreiben im Lehrbuchstil zu sein, belohnt dieses herausfordernde und anstrengende Buch den Leser mit einem aktuellen Verständnis der weiterentwickelten Nanotechnologie, die wir "Leben" nennen.

Dies ist kein Buch über coole Tiere oder über die Evolution als Ganzes. Lane konzentriert sich sehr auf das Leben im sehr kleinen Maßstab, wie das Innenleben der Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle. Es ist ein Verständnis dieser inneren Zellmaschinerie, die Effekte auch auf der Ebene des Quantentunnelns ausnutzt, die für die Menschheit vielversprechend sind: Krebs heilen, lebensrettende Medikamente billig herstellen, sogar die weltweite Energiekrise lösen.

Darin liegt auch die Schwierigkeit, ein Buch wie dieses zu schreiben: Man kann es nicht tun, ohne auf die unglaublich komplexe Biochemie und Physik einzugehen oder ohne auf den heftigen Jargon der Biologie zu stoßen. Lane tut sein Bestes mit Illustrationen und einem Glossar, aber dieses Buch hätte immer noch von mehr Aufmerksamkeit für seine komplexen Abschnitte und weniger Wiederholung seiner Kernthesen profitiert.

Der zentrale Fall für den "Energieengpass", der zur Entwicklung komplexer Zellen führte, ist jedoch gut gemacht und hat möglicherweise tiefgreifende und weitreichende Auswirkungen auf die Astrobiologie.

Ich gebe diesem Buch 4.5 Sterne, aber abschließend, weil Lanes Arbeit ein Hauch frischer Luft in einer Welt mit Bergen von Pop-Sci-Büchern ist, die so tun, als würden sie Dinge erklären, indem sie dem Leser endlose, nicht zusammenhängende Anekdoten zuwerfen. Im Gegensatz dazu möchten Sie vielleicht wiederholt auf dieses Buch zurückkommen, um einige seiner Nuancen besser zu verstehen, wenn Sie nicht zu frustriert von den herausforderndsten Teilen sind.

Sehr interessante und herausfordernde Lektüre. Können Sie die Evolution nicht durch die Linse der (Populations-) Genetik betrachten, sondern durch die Linse der Biochemie, insbesondere der Energie. Lane beginnt am "Anfang" - warum besaß der letzte gemeinsame eukaryotische Vorfahr bereits so viele komplizierte Eigenschaften? Er führt einen Ursprung des Lebens ein, der von Energie in Form von Proteingradienten abhängt, und argumentiert, dass sich das Leben in Abhängigkeit von Proteingradienten nur unter sehr eingeschränkten Umständen entwickeln kann - daher sollte sich das Leben auf anderen Planeten sehr ähnlich entwickeln (ich werde daran erinnert) von Gleicks The Information, wobei ähnliche Punkte über die Entwicklung des Schreibens gemacht werden). Von dort aus geht er auf Hypothesen über die Entwicklung komplexer (er) Zellen, die Wechselwirkung von mitochondrialen und nuklearen Genomen bei der Entwicklung unterschiedlicher Lebensspannen und Sexualität und vieles mehr ein.

Hier gibt es eine Menge interessanter Dinge, es ist definitiv eine neuartige Perspektive.

Einige Pet-Peeves bleiben: Zum Beispiel kann Dan Brown Lane Wissenschaftler nicht vorstellen, ohne ihnen ein positives Adjektiv wie "eminent" zu geben - man kann nicht anders, als sich ein bisschen "propagandistisch" zu fühlen. Manchmal liest es sich so, als würde Lane Sagan kanalisieren, und Sie können nicht anders, als das Gefühl zu haben, dass jemand rief: "Ist das nicht erstaunlich!?!" während des Schreibens - in anderen Fällen ist es eher so, als würde man ein Lehrbuch mit sehr trockenen Beschreibungen der beteiligten Biochemie lesen.

Empfohlen für: Biologen, Laien, die sich für die Ursprünge des Lebens interessieren

Ein beeindruckendes Buch. Nick Lane hat jahrelang höchst originelle Forschungen und Schlussfolgerungen über die Ursprünge und die Entwicklung des Lebens auf der Erde geführt, deren Produkt in diesem relativ prägnanten Buch zusammengefasst ist. Das Ergebnis ist herausfordernd, aber aufschlussreich.

Obwohl bewundernswert für ein allgemeines Publikum geschrieben, werden Lanes Ideen so wenig wie nötig niedergeschlagen, und ich muss zugeben (als jemand mit sehr geringer formaler Ausbildung in Biologie oder Chemie), dass ich mich manchmal in der technischen Terminologie ziemlich verloren gefühlt habe. Ich blieb jedoch dabei und wurde mit Momenten wirklicher Klarheit und Einsicht in Lanes revolutionären Ansatz zur Biologie und der unglaublichen mikroskopischen Welt der Zellen belohnt. Dies war größtenteils Lanes Schreiben zu verdanken - er baut seine Argumente fachmännisch auf und gibt viele klar geschriebene Passagen, die den technischeren Körper seiner Theorien zusammenfassen und wiederholen.

"The Vital Question" ist eine spannende Lektüre, die viele hochinteressante Ideen präsentiert, die die empfangene Weisheit über die Natur des Lebens direkt in Frage stellen. Ich wäre sehr interessiert, die Reaktion der breiteren Biologie-Community auf dieses Buch zu lesen.

Dies ist eine äußerst lohnende Lektüre und eine bemerkenswerte These zum Ursprung von LUCA - Last Universal Common Ancestor aller Zellen auf der Erde. Seine Behauptung, dass Alkali-Entlüftungsöffnungen auf dem Meeresboden, Meilen von den Raucher-Thermoentlüftungsöffnungen entfernt, als wahrscheinlicher Kandidat für das erste prokaryotische Endosymbiose-Ereignis gelten, ist eine kühne Behauptung und eine unendlich faszinierende Geschichte, die sehr zu empfehlen ist! Lane bietet eine erstaunliche Menge an Details sowie eine interessante Erzählung, die die Verarbeitung von Energie in frühen Lebensformen stärker als je zuvor einbezieht, mit bemerkenswerten Schlussfolgerungen. Mutige und ehrgeizige Arbeit, die Ihre Zeit wert ist.

Wenn Sie sich jemals gefragt haben: Warum sind wir hier? Warum besuchen so wenige Außerirdische? Warum haben manche Vögel lächerlich bunte Federn? Warum altern wir? usw. usw. Dieses Buch erklärt, warum und warum es nicht anders sein kann. weil wir alle Protonen pumpen und das Eukaryoten-Ding in all den Milliarden von Jahren nur einmal (erfolgreich) passiert ist und diese Dinge seitdem Sex und alles andere diktiert haben.

Was für ein aufregendes, faszinierendes und spannendes Buch das ist. Endlich haben wir einen kohärenten Bericht darüber, wie sich das Leben entwickeln und den schwierigen Übergang in Zellen mit mehreren Organen und mehrzelligen Kreaturen erschweren könnte. Endlich haben wir eine zusammenhängende Beschreibung dessen, was das Leben eigentlich ist. Bravo Nick! Das beste Wissenschaftsbuch, das ich dieses Jahr gelesen habe - machen Sie das "letzte 5 Jahre".

Dies ist ein dichtes Buch, für dessen Lektüre ich den größten Teil des Novembers gebraucht habe. Trotzdem ist es ziemlich interessant, tief in die Biologie einzutauchen und auf die wahrscheinlichsten Ursprünge des komplexen Lebens auf diesem Planeten zurückzukommen.

Jede Zelle in Ihrem Körper enthält zwei unterschiedliche DNA-Sätze - einer gehört zu den Mitochondrien. Dieses Buch untersucht beide Sets, wie es dazu kam, wofür sie verwendet werden und wie die Zelle auf einer fundamentalen Ebene funktioniert. Der Autor untersucht auch die Behandlung von Defekten, den Zelltod und die Entwicklung des Geschlechts bei Menschen und anderen Pflanzen- und Tierarten. Das Buch beginnt mit der Rückbesinnung auf den letzten universellen gemeinsamen Vorfahren von Eukaryoten, Archaeen und Bakterien.

Der vielleicht interessanteste Teil für mich war die Untersuchung, wie Energie in Zellen genutzt wird. Die zelluläre Atmungsaktivität überträgt Elektronen über Molekülketten und pumpt Protonen (Ihr Körper pumpt 10 ^ 21 Protonen pro Sekunde!) Über Membranen, die aus den alkalischen hydrothermalen Quellen entstanden sind (und diesen sehr ähnlich sind), in denen das Leben höchstwahrscheinlich begann.

Zusammenfassend ziemlich interessant. Meine letzte Biologie war eine einzelne Klasse im College, aber der Text war ziemlich zugänglich und voller hilfreicher Diagramme. Ein sehr guter Index, ein Glossar und eine umfangreiche Bibliographie ergänzen den Text.

Lanes „Lebensfrage“ ist eine wunderschöne Geschichte des Lebens auf der Erde. Diese Reise beginnt im Ozean, tief in den alkalischen Quellen, in einer glücklichen Konjugation von Wasser, Mineralien und Kohlenstoff, in der die Gesetze der Physik stark genug waren, um organische Moleküle zu erzeugen. Diese Moleküle wurden durch Poren dieser Öffnungen geformt und auf wundersame Weise wurde eine Zelle „vorgeschlagen“. Seitdem waren auf der Reise von den alkalischen Quellen zu den komplexen Eukaryotenorganismen viele erstaunliche Ereignisse aufgetreten. In all diesen wichtigen Punkten der Evolution überrascht uns Nike Lane mit Naturlösungen und dem wunderbaren Weg, der uns hierher geführt hat. Das Leben ist zart und wunderbar, daran besteht kein Zweifel.

Nick Lane Buch „The Vital Question. Warum ist das Leben so wie es ist? “, Das 2016 veröffentlicht wurde, ist eine erstaunliche Reise durch die Ursprünge des Lebens auf der Erde, die uns hilft zu verstehen, wie das Leben aus anorganischer Materie entstand und welche Einschränkungen den von Erwin festgelegten Gesetzen der Physik auferlegt wurden Schrödinger in „Was ist das Leben? Der physische Aspekt der lebenden Zelle. “ 1944 in den Dubliner Vorlesungen zur Entwicklung des Lebens bis in die Gegenwart veröffentlicht. Eine vier Milliarden Jahre lange Reise.
Lanes Verständnis des Lebens auf der Erde beruht auf zwei grundlegenden Beobachtungen. Das erste ist, dass alle Eukaryontenzellen zu ähnlich sind, „es gibt keinen großen Unterschied zwischen Zellen aus Lebergewebe und einem Pilz“. Diese Ähnlichkeit legt nahe, dass das Geschehen des Lebens ein seltenes Ereignis war und dass die Entwicklung zum komplexen Leben nur einmal stattfand. Es gibt keine Vielfalt in dieser 4 Milliarden Evolution. Zweitens hatte sich das Leben auf der Erde aus einem gemeinsamen Vorfahren (LUCA Last Universal Common Ancestor) auf ähnliche Weise entwickelt, wie es von James Lovelock beschrieben wurde.
Und was ist das Leben? Erwin Schrödinger zitiert: „… das Leben widersteht irgendwie der universellen Tendenz zum Zerfall, der Zunahme der Entropie (Störung), die im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik festgelegt ist; und zweitens, dass der Trick zur lokalen Umgehung der Entropie im Leben in den Genen liegt. “
Das Leben wird im Wesentlichen durch drei Faktoren unterstützt: die Fähigkeit zellulärer Strukturen, Energie zu verarbeiten und zu erzeugen; das Vorhandensein von Membranen, die die Trennung von zwei Umgebungen (einer internen und einer externen) ermöglichen, und eines Kodifizierungssystems, mit dem Informationen aufgezeichnet und an die Nachkommen übertragen werden können.
Energie wird durch Redoxreaktionen gewonnen, bei denen Elektronen von ihrem Substrat (Kohlenstoff, Wasserstoff, Eisen oder Schwefel) freigesetzt werden, oder durch die Sonnenenergie (Licht) -Fotosynthese und zum Ziehen von Protonen verwendet, wodurch ATP durch ATP-Synthase erzeugt wird. Dieser Mechanismus unterstützt die gesamte Energie, die alle Zellen benötigen, und ist im Atmungskomplex aller Eukaryoten, Bakterien und Archaeen vorhanden, was darauf hindeutet, dass er im letzten gemeinsamen Vorfahren allen Lebens vorhanden sein muss, den wir heute kennen.
Die Erdgeschichte wurde aufgezeichnet und in Pflanzen klassifiziert - Carolus Linnaeus, in Tieren Jean-Baptiste de Lamarck und in der Geologie Charles Lyell - in einer Form, die uns überrascht, uns aber nicht über die Art und Weise aufklärt, wie das Leben auf dem Planeten Erde entstanden ist. Lane nähert sich diesen Fragen und macht einige wichtige Bemerkungen. Als das Leben entstand, war die Erde am Ende der Hadean-Zeit nicht so vulkanisch und heiß. Wie der Autor angibt, deuten die vorhandenen Zirkonkristalle auf eine ruhigere Wasserwelt mit einem gemäßigten Klima hin, das von vulkanischen Gasen wie Kohlendioxid und Stickstoff dominiert wird, mit einer begrenzten Landoberfläche und den notwendigen Bedingungen für die Lebensentwicklung.
Und wo sind diese Bedingungen? Lane bestreitet absolut die Möglichkeit einer „Ursuppe“, da die Atmosphäre keinen Sauerstoff enthält und nicht reich an Gasen ist, die für die organische Chemie vorteilhaft sind - Wasserstoff, Methan und Ammoniak. "No way José", Sie können nicht genug Konzentration von Elementen haben, um das Leben in einer globalen "Suppe" zu unterstützen. Das Leben muss auf andere Weise entstehen.
Aus den verschiedenen Szenarien, die in Lane diskutiert wurden, scheinen die alkalischen hydrothermalen Entlüftungsöffnungen am besten für den Ursprung des Lebens vor etwa 4 Milliarden Jahren geeignet zu sein. Diese alkalischen hydrothermalen Tiefseeentlüftungsöffnungen unterscheiden sich von den Vulkanentlüftungsöffnungen, da Wasser alkalisch ist, die Temperatur biologisch akzeptabel ist und viele Jahre lang stabil ist. Dies sind die Hauptunterschiede zu den schwarzen Vulkanraucheröffnungen, die nur einige Jahre stabil sind.
Es gibt einige Merkmale in diesen Öffnungen, die ihre Rolle bei der Entstehung des Lebens selbst unterstützen.
Diese Entlüftungsöffnungen entstehen durch die Bewegung des Meerwassers, das die Erdkruste infiltriert und gehasst wird, wenn es sich Magma nähert. Dies führt zu einem alkalischen Wasser, das reich an Kohlendioxid und Wasserstoff ist, das Ergebnis von überhitztem Wasser. Wenn diese Gase die Oberfläche erreichen, tun sie dies bei einer stabilen und biologisch lebensfähigen Temperatur. An den Entlüftungsöffnungen wird das Kohlendioxid in Methan umgewandelt, Stickstoff wird in Ammoniak umgewandelt und Sulfat erreicht die Oberfläche als Schwefelwasserstoff. Diese anorganischen Elemente begünstigen eine organische Chemie und die Bildung komplexer Moleküle, Vorläufer von Aminosäuren, Proteinen und DNA.
Die eine Million Dollar teure Frage ist, wie man von der chemischen Bildung organischer Moleküle zu einer Organisation dieser organischen Moleküle übergeht, die als organische Einheit, der Last Universal Common Ancestor (LUCA), erkannt werden könnte.
Aus dem Mantel stammende Gesteine ​​sind reich an Mineralien wie Olivin. Diese Mineralien mit Wasser werden zu Serpentin hydratisiert (ein wunderschönes grünes Mineral, das schließlich die Gärtnerei des Lebens ist), das eine architektonische Eigenschaft aufweist, dh die Bildung mikroskopischer Poren mit den Dimensionen der aktuellen Mikroorganismen, die über mehrere miteinander kommunizieren Kanäle. Diese architektonischen Bedingungen und die Fülle an Elementen wie Wasserstoff, Kohlendioxid, Stickstoff und Schwefelwasserstoff sowie Mineralien wie Eisen, Nickel und Schwefel hatten die Bedingungen für die erste organische Chemie geschaffen, die auch in unseren Tagen in mehreren Enzymen unserer Zellen hatten die Synthese der ersten Proteine ​​und komplexen Moleküle als DNA und RNA ermöglicht.
Und was ist mit Energie? Wie könnten diese anorganischen Elemente organisiert werden und Energie erzeugen? Fast die gesamte organische Energie wird über ATP oder unter bestimmten Bedingungen über Acetyl CoA gewonnen.
Und was wirklich fabelhaft an der Bildung von ATP im Krebszyklus ist, ist, dass es in beide Richtungen geht. Wir können ATP durch den Abbau komplexer Moleküle haben, aber es ist auch möglich, diese Moleküle aus ATP zu bilden.
In diesen alkalischen hydrothermalen Entlüftungsöffnungen wurde die Energie durch die Fixierung von Kohlenstoff aus dem Dioxidkohlenstoff erzeugt, und laut Nick Lane beginnt das Leben in den Poren des Entlüftungs-Serpentins mit anorganischen Protonengradienten, die katalytische Eisen-Schwefel-Mineralien enthalten, die organische Moleküle produzieren und Polymere.
Diese Chemie hatte die Serpentinenporen besetzt, und letztere konnten Lipidmembranen die anorganischen Gradienten in diesen Protozellen ersetzen, was die individuelle Bildung der Faustzelle - LUCA - ermöglichte.
Heutzutage haben Archaeen aus diesen alkalischen hydrothermalen Quellen eine analoge Physiologie, und sie binden Kohlenstoff und produzieren Energie aus Kohlendioxid.
Dieser Stoffwechsel benötigt ein Gleichgewicht zwischen dem sauren Metall-Rick-Ozeanwasser und den alkalischen Entlüftungsöffnungen. Aus der Notwendigkeit eines solchen Gleichgewichts könnte die Lipidschicht dieser Protozellmembran durch natürliche Selektion entstehen. Die natürliche Selektion spielte sicherlich eine Rolle für den Vorteil von Strukturen wie ATP-Synthetase, DNA und RNA.
Diese Entwicklung von der anorganischen Chemie zur Erbauung komplexerer Moleküle wie Aminosäuren und genetisch kodierender Proteine ​​und nach Nick Lane hängt von der Kontrolle der Energie ab, dh von der Fähigkeit, Elektronen- und Protonenströme zu kontrollieren. Das Leben in diesem Sinne war abhängig von Wasser, Kohlendioxid und einigen Steinen. Dies mag wahr sein, aber irgendeine Art von Information muss in Partikeln enthalten sein. Wie Aristoteles bemerkte, ist eine Statue mehr als der Fels auch eine Information, die von einer bestimmten Form übertragen wird.
Unabhängig von den Bedingungen und Einschränkungen, die im Ursprung des Lebens bestehen, haben sie zu einer frühen Trennung zwischen der Prokaryotenwelt und der Entwicklung von LUCA zu Bakterien und Archaeen geführt. Dies war eine wichtige Entwicklung, aber für das Nest 2 Milliarden Jahre war das Leben auf der Erde ziemlich stabil. Nichts ist passiert. Vor zwei bis 2 Milliarden Jahren ereignete sich jedoch etwas, und die ersten Eukaryoten waren aufgetaucht. Dies war keine Entwicklung. Jeder einzelne Zell-Eukaryot ist dem anderen Eukaryoten ähnlich. Wie Lane sagt, kann man an einer Leberzelle eine Pilzzelle beobachten und keine großen Unterschiede feststellen. Alle Eukaryoten müssen einen gemeinsamen Vorfahren haben, und was ihr Erscheinen erlaubte, wurde in der Geschichte des Lebens auf der Erde nicht wiederholt.
Wahrscheinlich dachten viele wie ich, dass dies das Aussehen des Kerns war, der diesen Unterschied gemacht hatte. Ich (wir) haben uns so geirrt und Nike Lane beschreibt es so gut.
Endosymbiose ist der Schlüssel. Aber nicht die Endosymbiose vieler Strukturen, wie Lynn Margulis ursprünglich vorgeschlagen hatte, sondern das endosymbiotische Erscheinungsbild der Mitochondrien, und dafür gibt es vielfältige Hinweise. Ein Bakterium war in eine Archaee eingedrungen und wurde weder verdaut noch hatte es seinen Wirt getötet. Im Gegenteil, es hatte dem Wirt ermöglicht, sich zu entwickeln und eine Energiekapazität zu erreichen, die es ihm ermöglicht hatte, auf 1000-mal höhere Volumina zu wachsen als die in Bakterien beobachteten. Diese Volumenvergrößerung war bei Bakterien oder Archaeen niemals möglich, da ihre Energieerzeugung in der Membran liegt und eine Volumenvergrößerung niemals mit einer Flächenvergrößerung einhergeht. Die Volumenzunahme bei Bakterien ist also immer energiemangelhaft.
Wir können sagen, dass diese Lösung ein Wunder war, da es in den nächsten 2 Milliarden Jahren auf der Erde wieder zu ähnlichen Ereignissen gekommen war.
Aus dieser endosymbiotischen Beziehung werden Bakterien zu Mitochondrien, und Eukaryoten entstanden erst, wenn sie über die Natur und die Ernährung (Genetik und Umwelt) hinausgingen.
Die Kraft, die mit Mitochondrien an die Zellen abgegeben wurde, war enorm. Ein menschlicher Körper hat durchschnittlich 40 Billionen Zellen, die eine Billiarde Mitochondrien enthalten. Die Mitochondrien enthalten die Energie produzierende Proteinmaschinerie. Bei einem einzelnen Menschen hat die innere Membran des Ordners, die den Protonengradienten bildet, zusammen mit allen Mitochondrien die Gesamtoberfläche von vier Fußballfeldern. Über diese Oberfläche pumpen die Membranen jede Sekunde 10 ^ 21 Protonen (entsprechend der Anzahl der Sterne im Universum).
Diese enorme Kraft war der Schlüssel zu allem komplexen Leben auf der Erde. Mitochondrien bei Tieren und Chloroplasten bei Pflanzen und einigen Algen sind für die Energieversorgung der gesamten komplexen Eukaryotenentwicklung verantwortlich.
Und was ist mit dem Kern? Wie war es erschienen? Wieder einmal dachte ich (und wahrscheinlich viele wie ich), der Kern sei gebildet worden, um den Kern der Zelle vor ... zu schützen? Nun, gegen was?
Die Kernmembran wurde gebildet, um nicht die Chromosomen zu schützen, sondern um die Maschinerie der Zelle (Ribosomen) vor schlechten Ordnungen der DNA zu schützen. Ich (und Nike Lane) erkläre.
Als die Bakterien (zukünftige Mitochondrien) in die Zelle eingedrungen waren, war auch das gesamte DNA-Material eingedrungen. Diese bakterielle DNA bestand aus schlechter DNA (Introns) und DNA aus den Bakterien selbst. Hier hatte die Wirtszelle ein Problem. Wie man mit so viel DNA umgeht, von denen einige für die Wirtszelle schädlich sein könnten. Die Bildung der Nucellusmembran war die Lösung für dieses Problem, und auf diese Weise hatte eine Eukaryontenzelle viel mehr Gene als eine menschliche Zelle. Zum Beispiel ist das Genom von Weizen und Zwiebeln um ein Vielfaches größer als das menschliche Genom.
Dies ist auch der Grund, warum 80% des menschlichen Genoms nicht-kodierende Gene sind, d. H. Junk-DNA.
Und warum ist es in einem Käfig? Die Eukaryontenzelle verfügt über die Maschinerie, die in der Lage ist, die nicht notwendigen Informationen zu schneiden, die entlang der transkribierten codierenden Gene, dem Spleißosom, fließen können. Die Schnittkapazität des Spleißosoms ist jedoch der Produktion des RNA-Botenstoffs und der Produktionskapazität des Ribosomenproteins unterlegen. Es war also notwendig, eine Mauer zu bauen, die jede größere Katastrophe vor einem schlechten Unterricht bewahrt.
Auf der anderen Seite ermöglichen Introns, bei denen schlechte Anweisungen, mit denen Bakterien umgehen mussten, in der Eukaryontenzelle dasselbe Gen eine breite Palette von Endprodukten (dh verschiedene Proteine), eine nützliche Antwort, die beispielsweise die Immunantwort mit ermöglicht ein breites Spektrum an Maßnahmen. Eukaryoten hatten Bakterien-Introns eingebaut und gaben ihm eine nützliche.
Sex war eine weitere Verbesserung bei Eukaryoten. Bakterienkolonien wachsen durch individuelle Zellteilung (Mitose) und ihre genetische Information wird auf diese Weise Ihren Töchtern überlassen. Durch diesen Prozess können Fehler und Mutationen auftreten. Diese Entwicklung und Entwicklung findet in Bakterien statt, die durch lateralen Gentransfer ergänzt werden. In der Eukaryontenzelle ist die Fortpflanzung ein wesentlicher sexueller Prozess, bei dem zwei haploide Gameten, einer von jedem Elternteil, einer neuen Zelle weichen. Bei dieser Form der Reproduktion tritt bei der Zellteilung eine Rekombination der Chromosomengene von jedem Elternteil auf, was zu einem neuen Chromosom führt, das keinem Chromosom von beiden Elternteilen entspricht, sondern einer Rekombination von beiden Elternteilen.
Durch die sexuelle Fortpflanzung kann sich das Leben mit viel größerer Vielfalt entwickeln (in der Natur können zwei Individuen nicht dasselbe Genom haben), da die natürliche Selektion auf Genebene und nicht auf der gesamten Chromosomenverunstaltung erfolgen kann.
Mitochondrien waren durch den Einbau von Bakterien in einen Wirt gebildet worden. In diesem Prozess wurde die genetische Information des Symbionten im Wirt im sogenannten Kern gesammelt. Aber ist dieser Prozess nicht alle genetischen Informationen den Symbionten verlassen. Etwa 10% der genetischen Informationen (DNA) blieben zu operativen Zwecken in den Mitochondrien. Eukaryoten sind abhängig von ihrer Energiekapazität. Es war nicht möglich, die Energieerzeugung steuerlich von ihrer Kontrolle zu trennen. Informationen zur Energieerzeugung (DNA) blieben also in den Mitochondrien. Dies stellt ein Problem für die sexuelle Fortpflanzung dar, da Sie Gene im Kern und in den Mitochondrien haben. Und aus beiden DNA-Quellen muss eine perfekte Ausrichtung bestehen. Das Leben der Eukaryoten hatte dieses Problem umgangen, indem sie mitochondriale Gene von nur einem Elternteil, der Frau beim Menschen, geerbt hatten. Diese Ausrichtung zwischen mitochondrialen und nuklearen Genen ist für die Zelltauglichkeit wesentlich, und viele genetische Krankheiten hatten ihre Grundlage in dieser Diskrepanz.
Mitochondrien-Gene akkumulieren Mutationen auf einem höheren Niveau als die Kerngene. Für die mitochondriale DNA (Frauen im Fall des Menschen) muss die mitochondriale DNA in Keimzellen frühzeitig ausgeschaltet werden, da das Risiko einer Akkumulation von Mutationen und der anschließenden Beeinträchtigung von Ausdauerzellen besteht, um nicht funktionierende Zellen zu ersetzen.
Die Differenzierung von Geweben ist wichtig für die Entwicklung und den Erwerb neuer Kompetenzen, wird aber durch die Unannehmlichkeiten eines Organs bezahlt, das vollständig wiederhergestellt werden kann. Tiere mit undifferenziertem Gewebe wie Schwämme und Seesterne können sich aus jedem Segment regenerieren.
Der Autor diskutiert ausführlich die Bedeutung der Mitochondrien-Fitness und bezieht dies auf die körperlichen Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Mitochondrien haben eine hohe Mutationsrate und akkumulieren leicht Fehler, diese Zellen müssen durch die Keimzellen ersetzt werden. Diese Substitution hat jedoch eine Grenze. Mit zunehmender zellulärer Spezialisierung nimmt die Kapazität eines Organs oder Gewebes ab. Altern und Tod treten dann unvermeidlich auf, weil die Eukaryontenzelle im Gegensatz zu Prokaryontenzellen zwei genetische Kontrollen aufweist, bei der Zellteilung Mitochondrienmutationen (männliche Fehler) akkumulieren und sich Zellgewebe spezialisieren (z. B. Neuronenzellen), wodurch die Möglichkeit einer Regeneration oder eines Ersatzes verhindert wird . Der Tod ist unvermeidlich.
Eukaryotenorganismen bestehen aus komplexen Proteinen, die von Genen im Mitochondrien- und Kern codiert werden, und diese beiden Informationsquellen müssen genau zusammenarbeiten. Wenn diese Maschinerie nicht perfekt funktioniert, wird der Elektronenfluss beeinträchtigt und es müssen sich freie Radikale ansammeln. Wenn diese Akkumulation signifikant ist, verliert die Protonengradientenmembran ihr Potential und Apoptose wird ausgelöst. Wenn ein Organismus mit nicht oder schlecht funktionierenden Mitochondrien aufrechterhalten wird, tritt eine Krankheit speziell in Geweben und Organen mit hoher Stoffwechselrate auf. Mit der Zeit, wenn sich Mitochondrienmutationen ansammeln, tritt eine Inkompatibilität mit den Kerngenen auf.
Die Mitochondrienfunktion nimmt mit dem Alter ab, und die Seneszenz ist den Prozessen der Eukaryontenzellspezialisierung inhärent. Wenn sich die Zellen nicht selbst zerstören, können sie seneszent werden und das Gewebe, in dem sie sich befinden, belasten. Leider glaubt Lane nicht, dass die Einnahme vieler Antioxidantien hilfreich ist, da es unwahrscheinlich ist, dass sie in die Zelle gelangen, und wenn sie dies tun, würden sie die Zellen stören normale Energieerzeugung. Lane kommt zu dem Schluss: "Wenn das Leben nichts als ein Elektron ist, das nach einem Ort zum Ausruhen sucht, ist der Tod nichts anderes als ein Elektron, das zur Ruhe kommt."
Lanes „Lebensfrage“ ist eine wunderschöne Geschichte des Lebens auf der Erde. Diese Reise beginnt im Ozean, tief in den alkalischen Quellen, in einer glücklichen Konjugation von Wasser, Mineralien und Kohlenstoff, in der die Gesetze der Physik stark genug waren, um organische Moleküle zu erzeugen. Diese Moleküle wurden durch Poren dieser Öffnungen geformt und auf wundersame Weise wurde eine Zelle „vorgeschlagen“. Seitdem waren auf der Reise von den alkalischen Quellen zu den komplexen Eukaryotenorganismen viele erstaunliche Ereignisse aufgetreten. In all diesen wichtigen Punkten der Evolution überrascht uns Nike Lane mit Naturlösungen und dem wunderbaren Weg, der uns hierher geführt hat. Das Leben ist zart und wunderbar, daran besteht kein Zweifel.

Nick Lane unternimmt ein Erkundungsabenteuer, um das Leben zu verstehen - biologisch, das heißt, wie es geworden ist. Es gibt viele bekannte Vermutungen, zu denen er gelangt, die mit den heute verfügbaren Informationen plausibel klingen. Er macht keine großen Sprünge in Theorien, die an Wunder grenzen, wodurch das Gespräch sehr gut innerhalb der Grenzen der Wissenschaft bleibt. Die Hypothese von Lane basiert auf jahrelangen Beobachtungen, disziplinübergreifender Forschung und Grundlagen der Biologie. Es ist demütig zu erkennen, wie viel man nicht weiß, wenn es um das Leben geht und wie sich die Evolution in verschiedene Richtungen entwickelt hat.

Im Kern ist die Funktionsweise eines Organismus wie eine gut funktionierende Fabrik. Es steckt mehr Physik dahinter, als ich mir vorgestellt habe, als Lane erklärt, wie Energie gespeichert und verbraucht wird. Die technischen Details, die er zur Verfügung stellt, wiederholen sich, aber es hilft nur, die Literatur besser zu verstehen. Grundlegende Chemie, Biologie und ein bisschen Physik wären in diesem Buch hilfreich. Für ein populärwissenschaftliches Buch ist es ziemlich dicht und spielt mit einer faszinierenden Erzählung.

Das Buch bietet viel Inhalt. Es ist ein mühsamer Prozess, also gehen Sie jedes Kapitel mit einer detaillierten Analyse des vorliegenden Themas und historischen Anekdoten durch. Die Erfahrung ist es absolut wert und Vital Question ist eines der besten populärwissenschaftlichen Bücher in dieser Disziplin.

Dies ist ein Buch mit bahnbrechenden Ideen und Hypothesen, die darauf ausgerichtet sind, einige der Schlüsselfragen der Biologie zu lösen. Sie erhalten Antworten auf einige coole Fragen wie: Warum haben Eukaryoten einen Kern, aber keine Prokaryoten? Warum bleiben Bakterien immer Bakterien? Wer war LUCA? Wie ist das Leben auf der Erde entstanden? Wie zuverlässig ist der phylogenetische Baum? usw. Wenn Sie ein Student der Biowissenschaften sind, ist dieses Buch ein Muss für Sie.

Dies ist ein reines Wissenschaftsbuch, das sich intensiv mit Evolution, Stoffwechsel, Elektronentransportkette, Protonengradient, Thermodynamik usw. befasst. Ausreichende Kenntnisse dieser Themen sind Voraussetzung für das Lesen des Buches.

Ich muss zugeben, dass es Abschnitte gab, insbesondere chemische Reaktionen in alkalischen hydrothermalen Entlüftungsöffnungen, die über meinen Kopf gingen. Ich muss meine Kenntnisse der Biochemie verbessern, bevor ich diese Themen gründlich verstehe.

Aber insgesamt ... war es ein schönes Buch. Ich empfehle es sehr.