Donnerstag, 18. April 2013

Moore's Law: "Das Leben auf der Erde ist älter als die Erde selbst"


Archiv: Künstlerische Darstellung eines noch jungen Sonnensystems (Illu.).
| Copyright: NASA 


Baltimore (USA) - Das "Mooresche Gesetz" (Moore's Law) beschreibt eigentlich die exponentielle Weiterentwicklung der Komplexität integrierter Schaltkreise, wenn sich die Anzahl an Transistoren pro Flächeneinheit in regelmäßigen Zeitabständen verdoppelt. Umgedreht kann durch Rückwärtsanwendung dieser Gesetzmäßigkeit recht präzise auf jene Zeit geschlossen werden, als die Mikrochips (in den 1960er Jahren) erfunden wurden. Genetiker haben das Mooresche Gesetz nun auf das irdische Leben selbst angewendet und kommen zu einem verblüffenden Ergebnis: Das Leben auf der Erde ist deutlich älter als die Erde selbst.

Während "Moore's Law" ursprünglich nur auf besagte Weiterentwicklung der Mikrochiptechnologie Anwendung fand, stellte sich nach und nach heraus, dass das Prinzip auch auf anderen Feldern gefunden werden kann. So lässt sich durch Übertragung des Gesetzes beispielsweise auch das erstmalige Erscheinen wissenschaftlicher Publikationen (deren Anzahl sich im Zeitraum von 1960 und 1990 rund alle 15 Jahre in etwa verdoppelte) zu beginn des 18. Jahrhunderts korrekt ermitteln.

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Jetzt haben Alexei Sharov vom National Institute on Ageing in Baltimore und Richard Gordon vom Gulf Specimen Marine Laboratory in Florida das Prinzip auf die Entwicklungsrate der Komplexität des irdischen Leben angewandt, mit der sich das Leben von Prokaryoten (zelluläre Lebewesen ohne Zellkern) über Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern) bis hin zu komplexen Lebensformen wie Würmern, Fischen und schlussendlich den Säugetieren entwickelt hat.


Schaubild der Entwicklung des Lebens im Vergleich zur Entstehung der Erde (Mittelachse). | Copyright/Quelle: Sharov u. Gordon, arxiv.org

Da sich auch diese Entwicklung exponentiell und damit erstaunlich ähnlich dem Mooreschen Gesetz verhält - auch wenn die Verdopplungsrate nicht wenige Jahre sondern 376 Millionen Jahre beträgt - haben die Genetiker auch hier rückwärts gerechnet, um so den genauen Entstehungspunkt des Lebens zu datieren.


Laut Sharov und Gordon, die ihre Studie vorab auf "arXiv.org" veröffentlicht haben, ist die Beweislage ebenso eindeutig wie verwirrend: "Die lineare Regression der genetischen Komplexität bis auf ein einziges Basenpaar rückwärts extrapoliert legt den Ursprung des Lebens vor 9,7 (± 2,5) Milliarden Jahren Jahre".


Diese Erkenntnis stellt die Wissenschaft nun jedoch vor ein Paradoxon - ist die Erde selbst doch erst gerade einmal rund 4,5 Milliarden Jahre alt.


"Das weckt eine ganze Reihe von Fragen", kommentiert der "The Physics arXiv Blog" (technologyreview.com/contributor/the-physics-arxiv-blog), "nicht zuletzt jene danach, wie und wo das Leben seinen Anfang nahm."



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Natürlich gäbe es viele Punkte der Analyse, die diskutiert werden könnten, nicht zuletzt aufgrund der Vielzahl von Feinheiten innerhalb der Biologie, die bis heute noch nicht vollständig verstanden und bekannt sind. Auch erscheine die Vorstellung fraglich, dass die Komplexität des Lebens zugenommen während der ganzen Erdgeschichte immer nur mit der gleichen Rate zugenommen habe, wenn beispielsweise die frühen Entwicklungsschritte der Entstehung des Lebens sehr viel schneller Komplexität hervorgebracht haben könnten, als dies heute der Fall ist.


Sharov und Gorden hingegen lehnen derartige "Wenn-Dann-Argumente" ab und vergleichen diese mit den argumentativen Bemühungen etwa von Kreationisten, die die Entstehung und Entwicklung des Lebens unbedingt in den Rahmen der biblischen Schöpfungsgeschichte zwängen wollen.


Somit lassen sich denn auch die ArXiv-Blog-Kommentatoren "für den Moment auf die Vorstellung ein, dass die Jungs recht haben könnten" und hinterfragen die Auswirkungen einer solchen Idee.


"Die Autoren selbst behaupten, es gäbe gute Beweise dafür, dass bakterielle Sporen selbst nach Jahrmillionen - beispielsweise eingefroren im Eis - wieder zum Leben erweckt werden können. Zudem verweisen sie auf die Überzeugung einiger Astronomen, dass unsere Sonne selbst aus den Überresten eines früheren Sterns hervorgegangen ist. Vor diesem Hintergrund wäre es also keine wirkliche Überraschung, wenn Leben aus dieser Periode in Gas, Staub und Eiswolken überdauert hätte. Folgt man dieser Vorstellung, so könnte das Leben auf der Erde also eine Fortführung eines Prozesses sein, der schon viele Milliarden Jahr im Umfeld des Vorgängers unserer Sonne begonnen hat."


Für die beiden Autoren der Studie erklärt ihre Interpretation der Daten zugleich auch das sogenannte Fermi-Paradoxon, das die Frage aufwirft, warum wir (angeblich) nicht schon längst handfeste Beweise für intelligentes Außerirdisches Leben gefunden haben, wenn das Universum doch angeblich nur so davon wimmeln soll: "Wenn das Leben also 10 Milliarden Jahre benötigt, um sich zu einer Komplexität, die mit der menschlichen Zivilisation vergleichbar ist, zu entwickeln, so könnten wir mit zu den ersten intelligenten Zivilisationen überhaupt in unserer Galaxis zählen."


- Die Originalstudie finden Sie HIER



 

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