Die Entstehung des Lebens auf der Erde
Stufen der Evolution
1. Physikalische Evolution
Die physikalische Evolution beschreibt den Anfang von allem, nämlich der Entwicklung des Weltalls. Diese beginnt mit dem Urknall. Dabei wurde spontan so viel Materie frei, dass sich diese heute noch durchs Universum bewegt, mit der Antriebsenergie von vor Milliarden Jahren. Das Universum wird, so vermuten Forscher, auch noch weiter wachsen, sich also ausdehnen.
Darauf folgte die Entstehung von Subteilchen (Elementarteilchen) wie Quarks und Antiquarks. Diese bestehen aus Energie. Daraus bildeten sich die ersten Atome, also Teilchen (Materie). Daraus wiederum entstanden die ersten Moleküle und andere Ketten.
Darauf folgte die Entstehung von Subteilchen (Elementarteilchen) wie Quarks und Antiquarks. Diese bestehen aus Energie. Daraus bildeten sich die ersten Atome, also Teilchen (Materie). Daraus wiederum entstanden die ersten Moleküle und andere Ketten.
Quelle: www.helpster.de
2. (Bio-)Chemische Evolution und die Entstehung des Lebens auf der Erde
Die chemische Evolution im weitesten Sinne beginnt bereits mit der Synthese von schwereren chemischen Elementen durch Kernfusionsprozesse (Nucleogenese) im Innern der Sterne (nur Wasserstoff, Helium und Spuren von Lithium, Beryllium und Bor wurden in den ersten Minuten unseres Universums mit dem Urknall erzeugt). Vom Wasserstoff abgesehen, sind also alle für das irdische Leben essentiellen Elemente in Sternen "erbrütet" worden. Die durch Sternwinde und -explosionen ins All abgegebenen Elemente stehen als Rohstoffe für die Entstehung neuer Sterne sowie Planeten zur Verfügung, können sich aber auch im interstellaren Raum selbst zu Molekülen verbinden, z. B. zu Wasser, Kohlendioxid, Methan usw., aber auch zu einfachen Aminosäuren wie Glycin und sogar zu langkettigen Kohlenwasserstoffen, insbesondere den polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs). Rund 150 verschiedene Molekülsorten wurden im Weltraum bereits spektroskopisch nachgewiesen.
Die chemische Evolution im engeren Sinne ist die Entstehung von Biomolekülen auf der Urerde. Diese Moleküle waren und sind die chemische Grundlage des (irdischen) Lebens. Dazu gehören insbesondere die Ribonucleinsäuren und Proteine (bzw. Polypeptide) und ihre Bausteine. Die Uratmosphäre war nach einer gängigen Auffassung reduzierend. Sie enthielt keinen Sauerstoff, aber neben Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid kleinere Anteile von Kohlenmonoxid, Methan, Ammoniak, Schwefeldioxid und möglicherweise Wasserstoff. In den zwanziger Jahren entwickelten A.I. Oparin und J.B.S. Haldane unabhängig voneinander die Hypothese, daß durch die ultraviolette Strahlung der Sonne, die heute größtenteils von der Ozonschicht in den oberen Bereichen der Atmosphäre absorbiert wird, oder durch elektrische Entladungen (Blitze) und andere Energiequellen einfache organische Verbindungen wie Aminosäuren, Nucleinsäurebasen und Zucker aus den Molekülen der Uratmosphäre entstanden seien. Daß dies tatsächlich möglich ist, haben 1953 S.L. Miller (Miller-Experiment) und H.C. Urey experimentell erwiesen.
Die chemische Evolution im engeren Sinne ist die Entstehung von Biomolekülen auf der Urerde. Diese Moleküle waren und sind die chemische Grundlage des (irdischen) Lebens. Dazu gehören insbesondere die Ribonucleinsäuren und Proteine (bzw. Polypeptide) und ihre Bausteine. Die Uratmosphäre war nach einer gängigen Auffassung reduzierend. Sie enthielt keinen Sauerstoff, aber neben Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid kleinere Anteile von Kohlenmonoxid, Methan, Ammoniak, Schwefeldioxid und möglicherweise Wasserstoff. In den zwanziger Jahren entwickelten A.I. Oparin und J.B.S. Haldane unabhängig voneinander die Hypothese, daß durch die ultraviolette Strahlung der Sonne, die heute größtenteils von der Ozonschicht in den oberen Bereichen der Atmosphäre absorbiert wird, oder durch elektrische Entladungen (Blitze) und andere Energiequellen einfache organische Verbindungen wie Aminosäuren, Nucleinsäurebasen und Zucker aus den Molekülen der Uratmosphäre entstanden seien. Daß dies tatsächlich möglich ist, haben 1953 S.L. Miller (Miller-Experiment) und H.C. Urey experimentell erwiesen.
Diese abiotischen Synthesen produzierten neben unlöslichem Teer beträchtliche Mengen wasserlöslicher organischer Verbindungen, darunter zahlreiche Aminosäuren (die Bausteine der Proteine) und andere biochemisch bedeutsame Komponenten wie Formaldehyd und Cyanwasserstoff (Blausäure). Weitere Experimente mit veränderten Reaktionsbedingungen, Gasgemischen oder Energiequellen führten zur Synthese weiterer Aminosäuren sowie von Zuckern und Nucleinsäurebasen. Die Bildung von Zuckern könnte aus der Kondensation von Formaldehyd mit Hilfe zweiwertiger Kationen, Erden oder Tonen als Katalysatoren erfolgt sein. Nucleinsäurebasen (insbesondere Adenin) entstehen aus der durch Ammoniak katalysierten Kondensation von Cyanwasserstoff. Uracil kann sich durch die Einwirkung energiereicher Protonen aus Kohlenmonoxid, Stickstoff und Wasser bilden, Cytosin sowohl aus Cyanoethan und Cyanat als auch aus Cyanoacetaldehyd und Harnstoff oder aus Methan, Stickstoff, Ammoniumionen und Wasser.
Vermutlich ist es kein Zufall, daß die so entstandenen Verbindungen die Grundbausteine der Biomoleküle darstellen. Sie kamen in präbiotischer Zeit wahrscheinlich relativ häufig im Urozean vor. Nach einer Hypothese von der Entstehung des Lebens sind in Pfützen im Uferbereich infolge der katalytischen Wirkung bestimmter Mineralien Polypeptide und Polynucleotide (Nucleinsäuren) kondensiert, aus denen dann durch rückgekoppelte Prozesse einer molekulardarwinistischen Selbstorganisation die ersten Lebensformen entstanden sind.
Ingredienzien für die Ursuppe:
Vermutlich ist es kein Zufall, daß die so entstandenen Verbindungen die Grundbausteine der Biomoleküle darstellen. Sie kamen in präbiotischer Zeit wahrscheinlich relativ häufig im Urozean vor. Nach einer Hypothese von der Entstehung des Lebens sind in Pfützen im Uferbereich infolge der katalytischen Wirkung bestimmter Mineralien Polypeptide und Polynucleotide (Nucleinsäuren) kondensiert, aus denen dann durch rückgekoppelte Prozesse einer molekulardarwinistischen Selbstorganisation die ersten Lebensformen entstanden sind.
Ingredienzien für die Ursuppe:
Obwohl reduzierende Atmosphären noch heute im Sonnensystem existieren, etwa bei Jupiter, Saturn und dessen Mond Titan, kamen in jüngerer Zeit Zweifel auf, ob auch die Urerde wirklich eine solche Atmosphäre besaß. Gesteinsuntersuchungen und verschiedene theoretische Überlegungen zur Erdentstehung lassen es möglich erscheinen, daß die Uratmosphäre neutral war und vorwiegend aus Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser bestand. Dann wären die Bedingungen für die Synthese der präbiotischen Verbindungen allerdings ungünstiger gewesen. Nach C.F. Chyba, J.M. Greenberg, J. Oro, C. Sagan und anderen könnten die mitunter als Ursuppe bezeichneten Urmeere allerdings durch Ingredienzien aus dem All angereichert worden sein. Dafür spricht, daß sowohl in den interplanetaren Staubteilchen, die man in letzter Zeit auffangen konnte, als auch in Kometen große Mengen an Kohlenstoff-Verbindungen vorkommen (bis zu 20% der Masse). Noch heute rieseln jährlich rund 40 000 Tonnen Staub aus dem All auf die Erde. In Meteoriten wurden ebenfalls zahlreiche organische Moleküle gefunden – insbesondere Aminosäuren, die den Flug durch die Atmosphäre zumindest teilweise überstanden. Laborexperimenten zufolge können sich Aminosäuren und andere organische Moleküle auch bilden, während Meteoriten durch methanhaltige Atmosphären stürzen.
Quelle: www.spektrum.de
Die Geburt der Erde
Die Geschichte der Erde I & II
3. Evolution des Menschen
Der Beginn der Stammesgeschichte des Menschen, lässt sich etwa zu dem Zeitpunkt verorten, an dem die letzte Aufspaltung einer zuvor gemeinsamen Population von Vorfahren des Menschen und der Schimpansen stattfand. Schimpansen sind dem Menschen auf phylogenetischer Basis am nahesten. Das menschliche Erbgut unterscheidet sich nur zu 1,37 % von dem des Schimpansen, zu 1,75 % vom Gorilla und zu 3,4 % vom Orang-Utan (Quelle: www.biologie-schule.de).
Erste Hominiden (Menschenartige)
Gegen Ende der
erdgeschichtlichen Epoche des Tertiär
vor rund 3-4 Millionen Jahren traten die
ersten Urmenschen (Australopithecus) auf. Skelettfunde in
Äthiopien und Australien belegen, dass sie mit 500 cm³
ein nur wenig grösseres Gehirn als heutige
Menschenaffen hatten, aber schon aus Steinen einfachste Werkzeuge
herstellten und aufrecht gingen. Die neuere Forschung geht davon aus,
dass die Menschen nicht von den heutigen Menschenaffen abstammen,
sondern gemeinsame Vorfahren in Ostafrika hatten, die ausgestorben
sind.
Homo habilis und homo erectus
 |
| Homo habilis |
Etwas weiter entwickelt als der Australopithecus war der Homo habilis vor rund 2 Millionen Jahren mit einem Gehirnvolumen von 600 - 700 cm³, der sich vor rund 1.5 Millionen Jahren zum Homo erectus mit einem Gehirnvolumen von rund 800 cm³ weiterentwickelte. Der homo erectus lebte in Afrika, Asien und Europa und war bereits in der Lage, auf dem Feuer zu kochen.
Altsteinzeit: Frühmenschen, Altmenschen und der Homo sapiens
In den letzten Teil der erdgeschichtlichen Periode des Quartär, nämlich in die Eiszeiten, fällt das Auftreten derFrühmenschen: (Homo erectus) vor rund 500'000 Jahren
- Javamensch (Pithecanthropus, Homo erectus erectus) Gehirnvolumen 775-950 cm³
- Pekingmensch (Sinanthropus, Homo erectus pekinensis) Gehirnvolumen 900-1100 cm³, benutzte bereits das Feuer
- Heidelbergmensch (Homo erectus heidelbergensis)
Altmenschen (Homo sapiens)
Die Entwicklungslinie des Menschen spaltete sich in der zweiten grossen Zwischeneiszeit vor rund 300'000 - 200'000 Jahren auf in- die Neandertaler (Homo sapiens neanderthalensis), Gehirnvolumen 1440 cm³, die recht gut an das kältere Klima der letzten Eiszeit angepasst waren, bereits vielfältige Werkzeuge und Waffen besassen, aber um 26000 v. Chr. in Südeuropa wieder ausgestorben sind und
- die Jetztmenschen (Homo sapiens sapiens)
Jetztmenschen (Homo sapiens sapiens)
Wie die Entwicklung in den Eiszeiten verlief, ist unklar. Die ersten aus Funden bekannten Vertreter der modernen Menschen sind die Cromagnon-Menschen (vor rund 40'000 Jahren) mit einem Gehirnvolumen von 1400 cm³.Die Cromagnon Menschen
Sie bemalten Höhlenwände mit Naturfarben (wahrscheinlich zur Beschwörung der Beutetiere; von rund 120 Fundorten sind Altamira in Nordspanien und Lascaux in Frankreich die Bedeutendsten. Daneben in der Schweiz Schweizersbild SH (entdeckt 1893) und Kesslerloch SH.
Die Cromagnon Menschen stellten Schmuck und religiöse Kunstwerke her.
Alle heutigen Menschen gehören zur Art Homo sapiens sapiens und stammen nach neusten Erkenntnissen der Genforschung von einer relativ kleinen Gruppe ab, die in Afrika lebte.
Diese Periode wird in der Entwicklung der Menschen als Altsteinzeit (Paläolithikum) bezeichnet.
Diese Periode wird in der Entwicklung der Menschen als Altsteinzeit (Paläolithikum) bezeichnet.
Quelle: http://www.geschichte-schweiz.ch/evolution-urmenschen.html
weiterführende Links:
Planet Wissen - Die Evolution des Menschen
Die Evolution des Menschen
Videodokumentation: Die Odysee des Menschen
Videodokumentation Geheimnis Mensch 1+2
