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THEMA: Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock)

Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 07 Apr 2016 12:52 #5147

Vielen Dank für diesen sehr interessanten Vortrag! In dieser auf der makroskopischen Ebene basierenden Beschreibung der Art der Codierung, sowie der Genexpression und dem Aufbau von Proteinen erinnert das an eine extrem ausgeklügelte Maschine bzw. eine ganze Fabrik des Lebens:-) Da es kein Perpetuum mobile sein kann, woraus bezieht diese Maschine ihre Energie? Wie funktioniert das molekular? Welches sind denn die physikalischen Prinzipien, die die Natur gewählt hat um diesen Code des Lebens zu erzeugen? Die Evolution erscheint mir hier nicht ganz auszureichen. Irgendwo muss doch ein Prinzip sein, welches die Erschaffung von Leben bevorzugt. Der 2. HS der Thermodynamik kann es meiner meinung ja nicht sein, denn der besagt dass die Entropie stets zunehmen sollte. Es müsste doch ein physikalischen Prinzip geben, welches die Aussage macht, dass sich selbst reproduzierende Fließgleichgewichte (1 Merkmal von Leben) wahrscheinlicher sind, als andere? Das Prinzip von minimaler Energie bei maximaler Entropie kann es ja auch nicht sein? Irgendwo sollte es noch ein weiteres physikalisches Grundprinzip geben, welches Information, Energie und Entropie verbindet? Aber das genügt wahrscheinlich auch nicht, denn Information und Entropie sind ja bereits auf einen gemeinsamen nenner gebracht. Kann denn die Quantenphysik ein neues Prinzip liefern, das für die Entstehung von leben eine Präferenz liefert? kann evtl. die Verschränkungseigenschaft, bei der ja gewissermaßen Quantenzustände sich selbst bei Umwelteifnluss reproduzieren hier mit einem neuen PRinzip weiterhelfen (Stichwort: selbstähnlichkeit von prozessen der makro- und submikrowelt analog mandelbrot)?

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Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 07 Apr 2016 22:59 #5167

Braucht es ein neues Prinzip für einen bis jetzt einmaligen Vorgang?
Vielleicht reicht ja schon das Gesetz der großen Zahl oder Infinite Monkey aus um den Sprung von tot zu leben zu erklären?
Deutet nicht die Tatsache das alles Leben das auf der Erde entdeckt wurde miteinander verwandt ist darauf hin das das nur ein einziges mal erfolgreich passiert ist, das alles Leben nur aus einem einzigen Molekül hervorgegangen ist?
Ich denke nach einem neuen Prinzip muss man eigentlich erst dann suchen wenn man irgendwo Leben findet das signifikant anders funktioniert.

Wenn sich erstmal ein Molekül gebildet hat das a) die Eigenschaft hat Schablone für Selbstkopien zu sein und b) Schablone für "nützliche" Proteine zu sein dann gewinnt es statistisch gegenüber ähnlich strukturierten aber "dummen" Molekülen. Ich weis nicht ob man das schon biologische Evolution oder noch chemische Evolution nennen muss.

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Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 08 Apr 2016 18:44 #5206

Hallo Merilix,
erst mal vielen Dank für deine Antwort!! Ich möchte in dieser Antwort auf folgendes eingehen, da es für mich bereits sehr viele Fragen zum Stand der Physik aufwirft:

Merilix schrieb: Braucht es ein neues Prinzip für einen bis jetzt einmaligen Vorgang?
Vielleicht reicht ja schon das Gesetz der großen Zahl oder Infinite Monkey aus um den Sprung von tot zu leben zu erklären?


Ich würde schon übereinstimmen, dass diese Gesetze auch die Entstehung von Leben erklären können. Fragt man noch weiter, woher kommt die Tendenz des Lebendigen, dass es "natürlicherweise" versucht, weiterhin das Lebendige zu fördern, sich also auszubreiten? Muss da nicht bereits in der Entstehung ein physikalisches Prinzip wirksam sein, dass diese Tendenz irgendwie rechtfertigt?
Ungeachtet eines von uns wahrgenommenen "Kampfes" um Lebens-Nischen, scheint es doch so zu sein, dass das Lebendige sich gegenüber "totem Material" behaupten möchte, würde ich behaupten, auch wenn es demgegenüber immer in der Unterzahl bleibt.
Wäre es nicht für die Physik als Naturwissenschaft eine große Errungenschaft, wenn man mit ihren Prinzipien zeigen könnte, dass es von der Natur her ein „Lebensprinzip“ gibt, das also die Merkmale von Leben fördert:-)?
In einem anderen Thread wurde soweit ich weiß bereits über die Merkmale von Leben diskutiert. Kann man denn nicht für jedes dieser merkmale eine Aussage treffen, dass dieses merkmal sich physikalisch gesehen (statistisch, quantenmechanisch o.ä.) "evolutionär" durchsetzen möchte?
Eventuell ist das ein idealistischer gesellschaftspolitischer Anspruch, aber es gibt halt zu viele Kriege, bei denen gegen das Lebendige gekämpft wird. Könnte man durch die Entdeckung oder Beschreibung anhand physikalischer Gesetzmäßigkeiten eines solchen lebensprinzips Kriege nicht ad Absurdum führen?

Die Spitze der Physik mag an den subnuklearen Teilchen forschen, was meiner Meinung natürlich ebenfalls folgerichtig und wichtig ist. Aber könnte es nicht sein, dass etwas vergessen wurde? Dass bereits mit dem bekannten Wissen ein Prinzip abgeleitet werden kann, dass uns auf physikalischer Ebene zeigt, wie sinnvoll und notwendig das Lebendige in diesem Universum ist?
Der normale Menschenverstand sagt einem zwar schon, dass das natürlich so sein muss. Aber wie schön müsste dann tascählich eine physikalisch mahtematische Formel sein, die eine (von mir aus statistische Aussage) zu diesem Thema trifft :-)?
Solch einem "physikalischen Gesetz" könnte man doch dann genauso wenig widersprechen, wie eben z.B. den Kirchhoffschen Gesetzen (Ich erinnere mich hier an eine Anekdote Hr. Dr. Gaßners in einem der Videos(den titel des videos hab ich leider vergessen)
Vielleicht würden einigen dann die Augen wirklich geöffnet, wenn es um Debatten geht, eine kriegerische Entscheidung zu treffen oder nicht....
Ich bin an dieser Stelle voller Hoffnung, dass die Physik noch mehr tun kann um eben den richtigen (lebensförderlichen) Weg zu weisensen, auch wenn das nicht ihre ureigenste Aufgabe ist.

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Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 08 Apr 2016 22:32 #5208

Emanrov schrieb: Hallo Merilix,
Wäre es nicht für die Physik als Naturwissenschaft eine große Errungenschaft, wenn man mit ihren Prinzipien zeigen könnte, dass es von der Natur her ein „Lebensprinzip“ gibt, das also die Merkmale von Leben fördert:-)?

Das wäre dann der Gegenspieler zum 2. Haptsatz der Thermodynamik der für offene Systeme gelten müsste.
Ob die Physik das leisten kann? Zu wünschen wäre es aber ich bin skeptisch ;)

Emanrov schrieb: Solch einem "physikalischen Gesetz" könnte man doch dann genauso wenig widersprechen, wie eben z.B. den Kirchhoffschen Gesetzen (Ich erinnere mich hier an eine Anekdote Hr. Dr. Gaßners in einem der Videos(den titel des videos hab ich leider vergessen)

Ich erinnere mich, das EU-Parlament kann selbstverständlich Naturgesetze außer Kraft setzen. ;)

Emanrov schrieb: ... Dass bereits mit dem bekannten Wissen ein Prinzip abgeleitet werden kann, dass uns auf physikalischer Ebene zeigt, wie sinnvoll und notwendig das Lebendige in diesem Universum ist? Der normale Menschenverstand sagt einem zwar schon, dass das natürlich so sein muss.
Aber wie schön müsste dann tascählich eine physikalisch mahtematische Formel sein, die eine (von mir aus statistische Aussage) zu diesem Thema trifft :-)?

sinnvoll und notwendig für wen? Aber vielleicht gibt es bereits ein solches Prinzip das Strukturbildung für offene System erklärt und keiner ist bis jetzt auf die Idee gekommen das auf das Lebendig werden zu erweitern?

Ich muss zugeben es fällt mir schwer in höheren Prinzipien zu denken. Ich guck mir lieber die Details an und ziehe meine Schlüsse. Wenn ich da vielleicht höhere Prinzipien entdecken sollte dann kann ich die nicht gut in Worte fassen^^ Ich weis nicht ob da ein Prinzip dahinter steckt wenn ich mir den Sprung zum lebendigen etwa wie folgt vorstelle:
gegeben sei eine Umgebung in der sich die Bausteine für sagen wir mal 200 zufällig strukturierte RNA Moleküle befinden. Die Bausteine neigen dazu sich miteinander zu verbinden aber es gibt auch einen zerstörerischen Einfluss der die Verbindungen wieder aufbricht. Es solle sich ein Gleichgewicht einstellen so das etwa 100 völlig zufällig strukturierte RNA Moleküle gleichzeitig existieren.
Wenn jetzt der Zufall es will das eines der RNA Moleküle so strukturiert wird das es sich duplizieren kann und die Lebensdauer lang genug ist das das Molekül das dies statistisch mehr als einmal machen kann dann werden in kurzer Zeit (fast) nur noch RNA Moleküle mit genau dieser Struktur in dieser Umgebung existieren und die biologische Evolution kann beginnen.
Natürlich ist das stark vereinfacht ;)

PS: Du bist nicht zufällig mit "Ener gie" aus dem Youtube Kanal identisch?

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Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 12 Apr 2016 12:46 #5441

Merilix schrieb: gegeben sei eine Umgebung in der sich die Bausteine für sagen wir mal 200 zufällig strukturierte RNA Moleküle befinden. Die Bausteine neigen dazu sich miteinander zu verbinden aber es gibt auch einen zerstörerischen Einfluss der die Verbindungen wieder aufbricht. Es solle sich ein Gleichgewicht einstellen so das etwa 100 völlig zufällig strukturierte RNA Moleküle gleichzeitig existieren.
Wenn jetzt der Zufall es will das eines der RNA Moleküle so strukturiert wird das es sich duplizieren kann und die Lebensdauer lang genug ist das das Molekül das dies statistisch mehr als einmal machen kann dann werden in kurzer Zeit (fast) nur noch RNA Moleküle mit genau dieser Struktur in dieser Umgebung existieren und die biologische Evolution kann beginnen.
Natürlich ist das stark vereinfacht ;)


Hallo Merilix,

vielen Dank für deine Antwort! Deine vereinfacht dargestellte Modellvorstellung (siehe Zitat) schwirrt mir dank deines Beitrags nun schon seit ein paar Tagen freudig im Kopf herum. Echt super!! :)

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Video: DNA und Fließgleichgewicht / Grundlagen (Bertold Hock) 12 Apr 2016 15:16 #5449

Hallo Emanrow,
Dein letztes Stichwort „Selbstähnlichkeit von Prozessen“ habe ich vor einiger Zeit ebenfalls sehr gezielt verfolgt. Es war zumindest für mich ein guter Büchsenöffner, um die eine oder andere Hürde im Denken zu überwinden. Mit der Frage, was sich alles aus Codierung durch DNA und Genexpression herauslesen lässt, um dahinter ein Prinzip zu erkennen, habe ich mich lange befasst und bin dabei tief in Internetwissen über DNA, Proteine, Embryogenese, Bilateria, Nerven/Neurologie, Muskeln und vieles mehr vorgedrungen. An den Anfang aber habe ich den Leitgedanken gestellt, dass es mehr geben muss als die Basis-Antwort „Es-ist-halt-gut-fürs-Überleben“. Vielversprechend erschien mir das Noether-Therorem, das hinter jeder beobachteten Symmetrie eine Erhaltungsgröße vermutet. Größte Verständnishürde war die Henne-Ei-Frage, wie ausgehend von einer bereits gelungen höheren Evolutionsstufe etwas Neues, noch spezialisierteres hervorgehen kann. Der Trick im Denkansatz war dann der, an den Anfang zwei ineinander greifende Symmetrien zu stellen, die ein langsames Wachsen gewissermaßen aus dem sehr kleinen ins große erklärbar machten. Der Sprung zu einer völlig neuen Fähigkeit (z. B. Seh-Sinn) beginnt mit dem kleinsten denkbaren sehfähigen Anfang von Zellen, die allerdings als symmetrische und räumlich separate Partner-Organe ihre Entwicklung beginnen müssen. War ein weiter Weg, die gesammelten Wissensbrocken in eine nachvollziehbare Linie zu bringen und daran schrittweise den Gedanken darzulegen, siehe: www.kruegergold.de/texte/symmetrie.pdf
Alles beginnt mit einer Differenzierung in ein Innen (Verdauung) und ein Außen (Schutz vor der Umwelt), etwa bei der Qualle.
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