Die Lebenskraft (eBook)

1. Einführung in die Triebkräfte des Lebendigen

Einem griechischen Schöpfungsmythos zufolge ist erstes Leben aus der Verbindung von Dunkelheit und Chaos entsprungen, wobei Prometheus bekanntlich dazu verhalf, den Menschen aus Ton zu formen und dem irdischen Leben hinzuzufügen. Dass Leben stets etwas Zusammengesetztes sei, dessen Elemente und Verbindungen man nur genügend erforschen müsse, um es womöglich selbstständig herzustellen, gehört zu den häufig geträumten Träumen der Künste wie auch der wissenschaftlichen Laboratorien dieser Welt. Die in diesen Laboren waltende Spannung zwischen technischer Herstellbarkeit und wundersamer Uneinholbarkeit des Lebens spiegelt auch die Mehrdeutigkeit des Lebendigen.1

Im 17. Jahrhundert begann eine Kontroverse zwischen den Vitalisten und den Mechanisten. Als »Vitalismus« bezeichnet man solche biologisch-philosophischen Positionen, die davon ausgehen, dass dem Leben eine eigene treibende Lebenskraft zugrunde liege. Im Gegensatz zu den »Mechanisten« glauben Vitalisten nicht daran, dass Leben allein mit den Mitteln und Methoden der positiven Naturwissenschaften erklärend zu beschreiben, geschweige denn zu produzieren sei. Der chemische Fortschritt bedeutete im 20. Jahrhundert jedoch einen vermeintlichen Sieg des Mechanismus über den Vitalismus. 1953 konnten durch das Miller-Urey-Experiment erstmals Aminosäuren hergestellt werden. Damit lieferten die Chemiker den Beweis, dass biologische Lebensbausteine aus abiotischen Bedingungen erzeugt werden können. Daraus leiteten sie ab, dass es keiner eigenständigen Lebenskraft bedarf, um Leben hervorzubringen und zu erklären.

Dennoch haben sich vitalistische Vorstellungen und Praktiken wie Schicksalsgläubigkeit, Aberglaube und Wunderglaube erhalten und sind zum Teil alltagsprägend.

In diesem Werk loten wir naturwissenschaftliche Denkwege aus und versuchen die traditionellen Gegensätze von Mechanismus und Vitalismus, von Belebtem und Unbelebtem, von Lebewesen und Dingen, von Geist und Materie aufzulösen. Dabei sind unsere wichtigsten Werkzeuge Biochemie, Quantenbiologie und eine neue Definition vom Bewusstsein.

Die Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen, die sich in den pflanzlichen und tierischen Körpern abspielen. Um für diese Vorgänge das richtige Verständnis zu gewinnen, ist es nötig, das allgemeinste Naturgesetz, das Gesetz von der Erhaltung und Umwandlung der Energie in seiner Bedeutung für die Biochemie etwas näher zu betrachten. Unter Energie verstehen wir die Quelle aller Arbeitsleistungen; ihr Maß ist der Betrag der Arbeit selbst. Wir unterscheiden in der Natur bestimmte Energie- oder Arbeitsformen, so eine Lichtenergie, welche die durch die Strahlen bewirkten Veränderungen oder Arbeiten besorgt, wie z. B. die chemische Arbeit der Schwärzung einer fotografischen Platte. Wir kennen eine mechanische Energieform, auf deren Betätigung wir alle Bewegung erzeugenden Arbeiten zurückführen, ferner eine thermische, elektrische und eine chemische Energieform. Die chemische Arbeit, die bei irgendeiner Reaktion geleistet werden kann, oder die bei einer chemischen Reaktion verbraucht wird, äußert sich in den mit der chemischen Reaktion verknüpften Wärmevorgängen. Spielt sich die Reaktion unter Wärmeentwicklung ab, sodass durch die Wärmeabgabe die Temperatur der Umgebung erhöht wird, so können wir mit dieser Wärme Arbeit leisten, etwa ein Gas ausdehnen, und die Ausdehnung benutzen, um im Zylinder einen Stempel zu bewegen, d. h., wir können die Wärme in mechanische Arbeit umsetzen. Da wir mittels eines mechanischen Apparates, der durch die Wärme betrieben wird, Elektromotoren, Dynamomaschinen und ähnliche Einrichtungen in Tätigkeit setzen können, so gelingt auch die Umsetzung der gewinnbaren Wärme in andere Energieformen, in Elektrizität, aus dieser in Licht, in die fortschreitende Bewegung usw. Man bezeichnet die mit Wärmeentwicklung verbundenen Reaktionen als exotherme. Jeder chemische Vorgang also, der Arbeit leisten soll, muss die Vorbedingung erfüllen, unter den Verhältnissen, bei denen sich die Reaktion abspielt, exotherm zu verlaufen. Andere Reaktionen bedürfen zu ihrem Ablauf einer Zufuhr von Wärme oder, allgemeiner gesprochen, einer Zufuhr von Energie-. Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Energiequelle, wie Elektrizität oder Licht oder Wärme einen Arbeitsbetrag zur Verfügung stellen muss, um die Reaktion zu ermöglichen, oder, dass aus der Umgebung Wärme aufgenommen wird, d. h. die Umgebung sich abkühlt. Solche Reaktionen nennt man endotherme; sie sind nicht imstande, Arbeit zu leisten, sondern im Gegenteil, sie verbrauchen zu ihrem Zustandekommen Arbeit.

Es ist klar, dass nur exotherme Reaktionen befähigt sind, als Energiequelle zu wirken. Verbindungen, die aus bestimmten Stoffen unter Wärmeaufnahme entstanden sind, können sich in diese Stoffe wieder zersetzen unter der Abgabe derselben Wärme, die bei ihrer Entstehung verbraucht wurde. Ebenso ist es einleuchtend, dass exotherm entstandene Substanzen, die sich unter Abgabe von Wärme aus bestimmten Anfangsstoffen gebildet haben, in diese Anfangsstoffe nur unter Zufuhr der bei der Umwandlung abgegebenen Wärme zurückverwandelt werden können. Die endotherm entstandenen Verbindungen stellen demnach eine Art Energiereservoir, oder, wie man auch sagt, einen chemischen Spannungszustand dar. Sie sind vergleichbar einer unter Arbeitsleistung gespannten Uhrfeder, die bei der Entspannung die aufgewandte Arbeit wieder abgibt und diese in andere Arbeitsformen, wie Bewegung des Räderwerkes und der Zeiger einer Uhr umsetzt.

Die Energieformen sind ineinander umwandelbar, d. h., aus Wärme kann Bewegung, aus Bewegung Elektrizität, aus dieser Licht usw. werden. Diese Umwandlungsfähigkeit der Energieformen ist für den Haushalt der Natur von der größten Bedeutung. Sie gestattet den lebenden Wesen, die Arbeitsvorräte, die sie für alle Lebensvorgänge gebrauchen, in der Form der bequemsten und konzentriertesten Energie aufzunehmen, d. h. der chemischen. Wenn bei dem Ablauf einer Reaktion, welche Arbeit, speziell Wärme liefert, die Letztere auch als Maß für den Arbeitswert der Reaktion betrachtet werden darf, so kann doch bei der Umwandlungsfähigkeit der Energieformen, unter Zuhilfenahme geeigneter Apparate, wie sie der lebende Organismus zur Verfügung stellt, auch jede andere Energieform aus der chemischen Spannkraft erzeugt werden. Die Verhältnisse liegen ähnlich wie bei einer Dampfmaschine, welche ihre gesamte Triebkraft in Form der Wärme liefernden chemischen Reaktion, der Kohlensäurebildung aus Kohle und Sauerstoff, aufnimmt. Zunächst wird nur Wärme gebildet; die Wärme wird in den Druck des gespannten Wasserdampfes verwandelt, mit dessen Hilfe Lokomotiven, elektrische Apparate, Motoren aller Art betrieben werden können, sodass jede beliebige Energieform aus der chemischen Betriebskraft der Reaktion gewonnen werden kann. Ebenso finden wir in dem lebenden Organismus die Fähigkeit, geeignete Reaktionen in der Weise zu leiten, dass die dabei frei werdende Energie in derjenigen Form ausgenutzt wird, wie sie der Organismus zu seiner Lebenserhaltung oder zur Betätigung seines Willens bedarf. Das Gesetz von der Erhaltung der Energie sagt nun aus, dass diese Umwandlungen ohne Verlust vor sich gehen, d. h., dass bei diesen Umwandlungen eine Abnahme der Energie nicht eintritt, sondern die gesamte der Umwandlung unterworfene Energieform, in andern Formen, aber mit gleichem Arbeitswert erscheint.

Wenden wir diese Überlegung auf eine chemische Reaktion zwischen zwei Stoffen A + B an, so können wir schreiben: A+B=AB.

Ist eine solche Reaktion mit einem bestimmten Energieverbrauch, etwa mit Ausnahme von Wärme, verbunden, so muss dieselbe Wärme wieder gewonnen werden können, wenn der Vorgang AB=A+B eintritt, d. h., wenn die Reaktion rückgängig gemacht wird. Wird bei dieser Umkehrung des Prozesses die zuerst aufgenommene Wärme nicht als Wärme, sondern als irgendeine andere Energieform oder als mehrere andere Energieformen abgegeben, so ist deren Arbeitswert ebenso groß wie der der ursprünglich aufgenommenen Wärme.

Diese Betrachtungen sind notwendig, um das Gemeinsame und Unterscheidende der chemischen Reaktionen im pflanzlichen und im tierischen Organismus einzusehen. Pflanzen und Tiere sind Lebewesen und haben als gemeinsames Kennzeichen die Fähigkeit des Wachstums und der mit dem Wachstum verbundenen Beweglichkeit. Sie unterscheiden sich aber, wenn man die Übergangsformen zwischen Pflanzen und Tieren unberücksichtigt lässt, in einem wichtigen Punkt, der die biologische Stellung der beiden Lebensformen klarlegt. Die Pflanzen sind abgesehen von ihrem Wachstum ruhende Gebilde und an den Ort, an dem sie wurzeln, gebunden. Sie besitzen nicht die Fähigkeit der willkürlichen Ortsveränderung. Die Tiere hingegen sind bewegliche Gebilde. Sie können willkürlich den Ort wechseln und besitzen einen. Organismus, welcher der Möglichkeit der stetigen Ortsveränderung angepasst ist. Daraus geht hervor, dass die Tiere für ihr Leben einer weit größeren...