Entropie: Massenwirkungsgesetz (MWG) 

Das Massenwirkungsgesetz beschreibt eine allgemeingültige Gesetzmäßigkeit: Die Konzentrationen von Reaktanten [A][B] und Produkten [AB] in einem Gas oder einer Flüssigkeit streben einem Gleichgewichtszustand entgegen. Der Gleichgewichtszustand wird von der Gleichgewichtskonstante K beziffert: K = [AB]:[A][B]. Der Zahlenwert für K wird experimentell ermittelt.

••  Das Urmeer soll das Wasser auf der Erde gewesen sein, aus dem laut Evolutionstheorie vor mehreren Milliarden Jahren das Leben hervorging. Man nennt dieses Meer auch Ursuppe. Alle Evolutionsstammbäume gehen davon aus, dass das Leben aus dem Wasser kam.

••  Allerdings: Proteine (und auch Aminosäuren) zerfallen in wässriger Umgebung. Die Berechnung der Entstehungeswahrscheinlichkeit von Proteinen, wie auf der Seite Rechenaufgabe vorgeführt, gilt nicht für eine wässrige Umgebung. In einem Urmeer ist die Entstehungswahrscheinlichkeit von langen Ketten von Aminosäuren oder Nukleotiden gleich null. Auf alle Ketten, die man ins Wasser gibt, wirkt ein Zwang zur HydrolyseSpaltung der chem. Verbindung mit Hilfe von Wasser. Das Wassermolekül wird dabei aufgeteilt. Die Reaktion ist exergon (setzt Energie frei).. Das Gleichgewicht (gemäß Massenwirkungsgesetz) liegt dabei sehr weit auf Seiten der freien Aminosäuren. Das Aufbrechen der Peptidbindungen in Proteinen durch Zugabe von Wasser ist spontan, wenn auch relativ langsam, und setzt 10 kJ / mol Energie frei.

••  Bei der industriellen Herstellung langer Ketten (Polymerisation) muss man exakte Mischungsverhältnisse herstellen, man muss kompartmentalisieren, man muss gezielt Wasser entziehen, um die Rückspaltung zu verhindern, und man muss Energie zuführen. Man könnte nun argumentieren, es seien auf der frühen Erde durch Zufall viele kleine Buchten entstanden, die gefüllt waren mit Aminosäuren, Nukleosiden und Phosphorsäure und bestimmten Katalysatoren. Der wässrige Anteil in den Buchten sei immer wieder neu verdunstet. Die darin entstandenen kurzen Ketten seien durch Naturkräfte in eine trockene Nebenbucht befördert worden, bevor sich die erste Bucht wieder mit Wasser füllte. Dieses Argument ist aber nichts weniger als die These, dass sich auf der frühen Erde „von alleine“ eine hochkomplizierte quasi-industrielle Anlage gebildet hat, in der die ersten brauchbaren Proteine entstanden sind.

••  Zwei Aminosäuren gehen in wässriger Umgebung nur dann eine Peptidverbindung ein, wenn sie Hilfe von Enzymen (z. B. der Peptidyltransferase) erhalten und ihnen zur Herstellung der Verbindung Energie zugeführt wird. Diese Bedingungen zur Bildung wenigstens sehr kurzer Ketten in wässriger Umgebung sind in einem hypothetischen Urmeer nicht gegeben. (Auch Enzyme sind Eiweiße, deren Entstehung in einem Urmeer unmöglich ist.)

••  Im Augenblick des Todes werden die hochkomplizierten Mechanismen zur Herstellung, zum Erhalt und zur Reparatur von Proteinen und Nukleotidketten außer Kraft gesetzt: Der Körper verwest. Mit dem Tod beginnt der Zerfall und die Auflösung langer Ketten gemäß Massenwirkungsgesetz und zugrunde liegendem Entropieprinzip. Die Wahrscheinlichkeit, dass die im Körper wirksamen Mechanismen zum Erhalt und zur Reparatur von Proteinen und Nukleotidketten zufällig entstanden sind, ist noch einmal um Größenordnungen geringer als die für das 350-gliedrige Protein der Seite Rechnen.

••  Das so genannte Miller-Urey-ExperimentIn einem Gasgemisch aus Wasserdampf (H20), Methan (CH4), Ammoniak (NH3) und Wasserstoff (H2) wurden eine Woche lang aus 60 KV Spannung elektrische Funken erzeugt. von 1952 soll beweisen, dass „organische“ Stoffe als Vorstufe zum Leben von selbst entstehen konnten. Die Unterteilung in organische und anorganische Moleküle stammt aus dem 18. Jahrhundert: Organisch sind Moleküle, die Kohlenstoff enthalten (ausgenommen CO, CO2 u. a.) Das Miller-Urey-Experiment erzeugt viele Verbindungen, in denen Kohlenstoff enthalten ist. Es handelt sich mehrheitlich um toxische Verbindungen, aber es entstehen auch einfache Aminosäuren wie Glycin (C2H5NO2) und Alanin (C3H7NO2), sogar Zucker – Stoffe also, die auch in lebenden Organismen eine Rolle spielen. Dennoch sind Glycin, Alanin oder Zucker nicht lebendig. Sie stellen auch keine „Vorstufe“ des Lebens dar. Organismen benutzen viele leblose Stoffe, die sowohl im Organismus als auch außerhalb erzeugt werden können, wie z. B. Salzsäure. Das Miller-Urey-Experiment begrenzt nicht die Gültigkeit des Massenwirkungsgesetzes. Das Miller-Urey-Experiment belegt, wie wichtig es ist, sich über die Bedeutung der verwendeten Worte klar zu sein – in diesem Fall über die Definition von „organisch“.


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