Teilen Sie dies:
10 hypothetische Lebensformen
Bei der Suche nach extraterrestrischer Intelligenz wurden einige beschuldigt, ein Gefühl des "Kohlenstoff-Chauvinismus" zu haben, in der Erwartung, dass andere Lebensformen im Universum aus den gleichen biochemischen Bausteinen wie wir bestehen, und unsere Suchvorgänge entsprechend angepasst werden. Hier sind 10 Beispiele für biologische und nichtbiologische Systeme, die die Definition von „Leben“ ausdehnen.
10 Methanogene
Im Jahr 2005 veröffentlichten Heather Smith von der International Space University in Straßburg und Chris McKay vom Ames Research Center der NASA ein Papier, in dem über die Existenz von auf Methan basierendes Leben oder „Methanogene“ spekuliert wird. Solche Lebensformen könnten Wasserstoff und Acetylen verbrauchen und Ethan und atmen Methan anstelle von Kohlendioxid aus.
Auf kalten Welten wie dem Saturnmond Titan könnten so bewohnbare Zonen für das Leben existieren. Wie die Erde besteht die titanische Atmosphäre hauptsächlich aus Stickstoff, aber sie wird mit Methan gemischt. Titan ist auch der einzige Ort in unserem Sonnensystem außer der Erde, an dem große Flüssigkeitskörper, Seen und Flüsse eines Ethan-Methan-Gemisches vorhanden sind. (Unterirdische Wasserkörper existieren jedoch auch auf Titan, seinem Schwestermond Enceladus und dem Jovian Moon Europa.) Flüssigkeit wird für die molekularen Wechselwirkungen des organischen Lebens als notwendig erachtet, und die meiste Aufmerksamkeit wurde auf Wasser gerichtet, aber solche Wechselwirkungen sind es auch in Ethan und Methan möglich.
Bei der NASA-ESA-Mission Cassini-Huygens im Jahr 2004 wurde eine schlammige Welt mit einer Temperatur von -179 Grad Celsius (-290 ° F) beobachtet, in der Wasser wie Gestein fest ist und Methan durch Flusstäler und Pools in Polarseen fließt. Im Jahr 2015 entwickelte ein Team von Chemieingenieuren und Astronomen an der Cornell University eine theoretische Zellmembran aus kleinen organischen Stickstoffverbindungen, die in flüssigem Methan von Titan funktionieren konnte. Sie nannten ihre theoretische Zelle "Azotosom", was "Stickstoffkörper" bedeutet, der die gleiche Stabilität und Flexibilität eines irdischen Liposoms hatte. Die bekannteste molekulare Verbindung war Acrylnitrilazotosom. In der Atmosphäre von Titan wurde Acrylnitril gefunden, ein farbloses und giftiges organisches Molekül, das auf der Erde für Acrylfasern, Harze und Thermoplaste verwendet wird.
Die Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben sind groß. Auf Titan könnte nicht nur Leben entstehen, es könnte auch durch Wasserstoff-, Acetylen- und Ethanabbau an der Oberfläche nachgewiesen werden. Methan-dominierte Atmosphären auf Monden und Planeten könnten um sonnenähnliche Sterne herum existieren, aber auch um rote Zwergsterne mit einer breiteren bewohnbaren Zone (da Welten wie Titan für blaues und ultraviolettes Licht undurchsichtig für rotes und infrarotes Licht sind). Wenn die NASA 2016 den Titan Mare Explorer startet, müssen wir möglicherweise bis 2023 warten, um mehr darüber zu erfahren.
9 Leben auf Siliziumbasis
Das auf Silizium basierende Leben ist vielleicht die häufigste Form der alternativen Biochemie, die in der populären Science Fiction, vor allem im Fall der Horta, erforscht wird Star Trek. Das Konzept ist alt und geht auf Spekulationen von HG Wells aus dem Jahr 1894 zurück: „Durch einen solchen Vorschlag werden phantastische Vorstellungen erschüttert: Visionen von Silizium-Aluminium-Organismen - warum nicht gleich Silizium-Aluminium-Männer durch eine Atmosphäre wandern von gasförmigem Schwefel, sagen wir, an den Ufern eines Meers aus flüssigem Eisen, das einige tausend Grad oder mehr über der Temperatur eines Hochofens liegt. “
Silizium ist beliebt, weil es dem Kohlenstoff so ähnlich ist und wie Kohlenstoff vier Bindungen bilden kann, was die Möglichkeit eines vollständig auf Silizium basierenden biochemischen Systems eröffnet. Es ist das am häufigsten vorkommende Element in der Erdkruste außer Sauerstoff. Es gibt auf der Erde eine Form von Algen, die Silizium in ihren Wachstumsprozess einbezieht. Silizium leidet unter dem Nachteil, dem Kohlenstoff die zweite Geige zu spielen, der stabilere und vielfältigere komplexe Strukturen bilden kann, die für das Leben notwendig sind. Kohlenstoffmoleküle enthalten Sauerstoff und Stickstoff, die extrem stabile Bindungen bilden. Komplizierte Moleküle auf Siliziumbasis haben eine unglückliche Neigung, auseinanderzufallen. Kohlenstoff ist auch im ganzen Universum extrem verbreitet und seit Milliarden von Jahren.
Es ist unwahrscheinlich, dass Silizium in einer erdähnlichen Umgebung entsteht, da das meiste freie Silizium in vulkanischen und magmatischen Gesteinen aus silikatischen Mineralien eingeschlossen ist. Es wird vermutet, dass die Dinge in einer Hochtemperaturumgebung anders sein könnten, es wurden jedoch keine Beweise gefunden. Eine extreme Welt wie Titan könnte das Leben auf Siliziumbasis unterstützen und vielleicht die Grundlage der zuvor erwähnten Methanogene bilden, da Siliziummoleküle wie Silane und Polysilane die organische Chemie der Erde nachahmen. Auf Titan wird die Oberfläche jedoch von Kohlenstoff dominiert, während das Silizium größtenteils tief unter der Oberfläche liegt.
Der NASA-Astrochemiker Max Bernstein hat spekuliert, dass das Leben auf Siliziumbasis auf einem sehr heißen Planeten mit einer wasserstoffreichen und sauerstoffarmen Atmosphäre existieren kann, was eine komplexe Silanchemie mit reversiblen Siliziumbindungen mit Selen oder Tellur ermöglicht, aber er hielt es für unwahrscheinlich oder selten. Auf der Erde würden sich solche Organismen sehr langsam replizieren, und unsere jeweiligen Biochemien würden sich gegenseitig nicht gefährden. Sie könnten langsam unsere Städte verzehren, aber "Vermutlich könnten Sie einen Presslufthammer dabei haben."
8 Andere alternative Biochemien
Es gibt eine Reihe anderer Vorschläge für Lebenssysteme, die auf etwas anderem als Kohlenstoff basieren. Wie Kohlenstoff und Silizium neigt Bor dazu, starke kovalente molekulare Verbindungen zu bilden, wobei viele verschiedene strukturelle Hydridvarianten gebildet werden, in denen Boratome durch Wasserstoffbrücken verbunden sind. Wie Kohlenstoff kann Bor sich mit Stickstoff verbinden, um Verbindungen zu erzeugen, die chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen, die den Alkanen, den einfachsten organischen Verbindungen, ähnlich sind.Das Hauptproblem beim Leben auf Bor-Basis ist, dass das Element unseres Wissens extrem selten ist. Das Leben auf Bor-Basis wäre in Umgebungen, in denen die Temperatur so niedrig ist, dass Ammoniak ein flüssiges Lösungsmittel ist, am besten durchführbar, da chemische Reaktionen besser kontrollierbar wären.
Eine andere hypothetische Lebensform, die in den Medien Beachtung fand, ist das Leben auf Arsenbasis. Alles Leben auf der Erde besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel, aber 2010 behauptet die NASA, ein Bakterium namens GFAJ-1 gefunden zu haben, das Arsen anstelle von Phosphor in die Zellstruktur aufnehmen könnte Auswirkungen. GFAJ-1 gedeiht in den arsenreichen Gewässern des Mono Lake in Kalifornien. Arsen ist für jedes Lebewesen der Erde giftig, mit Ausnahme einiger Mikroorganismen, die es tolerieren oder atmen können. GFAJ-1 war der erste Fall eines Organismus, der das Element als biologischen Baustein enthält. Unabhängige Forscher haben kaltes Wasser auf die Behauptungen geworfen, als sie keinen Hinweis darauf fanden, dass Arsen in die DNA eingebaut wurde, sondern lediglich Arsenat fand, das an der Seite der GFAJ-1-DNA haftete. Das Interesse an der Möglichkeit einer Arsen-basierten Biochemie hat jedoch einen Schub erhalten.
Ammoniak wurde als mögliche Alternative zu Wasser für den Aufbau von Lebensformen genannt. Einige haben eine Biochemie aufgestellt, die auf Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen basiert und Ammoniak als Lösungsmittel verwendet, um Proteine, Nukleinsäuren und Polypeptide zu bilden. Jede auf Ammoniak basierende Lebensform müsste sich mit den niedrigeren Temperaturen, in denen sie einen flüssigen Zustand einnimmt, sowie einem kleineren Temperaturfenster auseinandersetzen. Festes Ammoniak ist dichter als flüssiges Ammoniak, so dass es nicht möglich ist, das Einfrieren bei kaltem Druck zu verhindern. Dies ist kein Problem für einzellige Organismen, würde aber wahrscheinlich zu mehrzelligen Organismen führen. Es besteht jedoch immer noch die Möglichkeit für einzellige Organismen auf Ammoniakbasis auf den kälteren Planeten des Sonnensystems sowie für Gasgiganten wie Jupiter.
Es wird angenommen, dass Schwefel die Grundlage für einen frühen Metabolismus auf der Erde bildet, und Organismen, die Schwefel anstelle von Sauerstoff metabolisieren, existieren in einigen extremen Umgebungen der Erde. Auf einer anderen Welt hätten schwefelhaltige Lebensformen möglicherweise einen evolutionären Vorteil. Einige glauben, dass auch Stickstoff und Phosphor an die Stelle von Kohlenstoff treten könnten, wahrscheinlich unter sehr spezifischen Bedingungen.
7 Memetisches Leben
Richard Dawkins glaubt, dass das Arbeitsprinzip des Lebens lautet: „Alles Leben entwickelt sich durch das differenzierte Überleben von replizierenden Entitäten.“ Das Leben muss replizieren können (mit einigen Variationen) und in einer Umgebung platziert werden, in der natürliche Auslese und Evolution stattgefunden haben möglich. In seinem Buch Das egoistische GenDawkins wies darauf hin, dass sich Konzepte und Ideen im Gehirn entwickeln und sich durch Kommunikation zwischen den Menschen ausbreiten. In vielerlei Hinsicht ähnelt dies dem Verhalten und der Anpassung von Genen, daher bezeichnete er sie als „Meme“. Manche vergleichen Lieder, Witze und Rituale, die in menschlichen Gesellschaften geteilt werden, mit den sehr frühen Stadien organischer lebensfreier Radikale, die in den uralten Meeren der Erde schwimmen . Solche Kreaturen des Geistes replizieren, entwickeln sich weiter und konkurrieren im Bereich der Ideen um ihr Überleben.
Solche Meme existierten vor der Menschheit, in sozialen Vogelrufen und erlerntem Verhalten bei Primaten. Als die Menschheit zum abstrakten Denken fähig wurde, entwickelten sich diese Meme weiter, sie regierten die Stammesbeziehungen und bildeten die Grundlage der ersten Sitten, Kultur und Religion. Die Erfindung des Schreibens trieb die Entwicklung von Memen weiter voran, da sie sich über Raum und Zeit weiter ausbreiten und memetische Informationen auf dieselbe Weise verbreiten könnten, wie Gene biologische Informationen verbreiten. Für manche ist dies eine reine Analogie, aber andere behaupten, Meme seien die Grundlage einer einzigartigen, wenn auch etwas rudimentären und begrenzten Lebensform.
Einige haben es weiter gebracht. George van Driem hat die Theorie des Symbiosismus entwickelt, wonach Sprachen eigentlich eigene Lebensformen sind. In älteren Sprachtheorien wurde Sprache als eine Art Parasit bezeichnet, aber van Driem hält fest, dass wir in einer kooperativen Beziehung zu den memetischen Entitäten leben, die unser Gehirn bewohnen. Wir leben in einer symbiotischen Beziehung zu diesen Sprachorganismen: Ohne uns können sie nicht existieren, und ohne sie sind wir kaum mehr als wilde Hominiden. Er glaubt, dass die Illusion des Bewusstseins und des freien Willens aus der Interaktion zwischen den tierischen Instinkten, dem Hunger und den Begierden des menschlichen Wirtes und einem sich durch Ideen und Bedeutung reproduzierenden linguistischen Symbionten entsteht.
6 XNA-basiertes synthetisches Leben
Das Leben auf der Erde basiert auf zwei informationstragenden Molekülen, DNA und RNA, und Wissenschaftler haben sich lange gefragt, ob es möglich ist, dass andere ähnliche Moleküle möglich sind. Während jedes Polymer Informationen speichern kann, zeigen RNA und DNA Vererbung, kodieren und geben genetische Informationen weiter und können sich im Laufe der Zeit durch evolutionäre Prozesse anpassen. DNA und RNA sind Ketten von Molekülen, die als Nukleotide bezeichnet werden und aus drei chemischen Komponenten bestehen - einem Phosphat, einer Zuckergruppe mit fünf Kohlenstoffatomen (entweder einem Desoxyribosezucker in der DNA oder einem Ribosezucker in der RNA) und einer von fünf Standardbasen (Adenin, Guanin, Cytosin, Thymin oder Uracil).
Im Jahr 2012 entwickelte ein Team von Wissenschaftlern aus England, Belgien und Dänemark als erstes weltweit Xenonukleinsäure (XNA), synthetische Nukleotide, die funktionell und strukturell DNA und RNA ähneln. Diese wurden entwickelt, indem die Desoxyribose- und Ribosezuckergruppen durch verschiedene Substitute ersetzt wurden. Solche Moleküle waren zuvor entwickelt worden, aber es war das erste Mal, dass sie sich zur Replikation und Evolution befähigten.In DNA und RNA erfolgt die Replikation durch Moleküle, so genannte Polymerasen, die normale Nukleinsäuresequenzen lesen, transkribieren und revers transkribieren können. Das Team entwickelte synthetische Polymerasen, um sechs neue genetische Systeme herzustellen - HNA, CeNA, LNA, ANA, FANA und TNA.
Eines der neuen genetischen Systeme, HNA oder Hexitol-Nukleinsäure, erwies sich als robust genug, um genug genetische Informationen zu speichern, um als Grundlage für biologische Systeme zu dienen. Eine andere, Threose-Nukleinsäure oder TNA, gilt als potentieller Kandidat für die mysteriöse Urbiochemie, die vor dem Beginn des Lebens herrschte.
Für diese Entwicklung gibt es mehrere mögliche Anwendungen. Weitere Studien könnten dazu beitragen, bessere Modelle für das Auftreten des Lebens auf der Erde zu entwickeln und Auswirkungen auf die Biologie zu haben. XNAs könnten therapeutische Anwendungen haben und Nukleinsäurebehandlungen schaffen, die in der Lage sind, an spezifische molekulare Ziele zu binden, ohne dabei so schnell wie DNA oder RNA abzubauen. Sie könnten sogar die Basis für molekulare Maschinen oder eine völlig synthetische Lebensform bilden.
Bevor dies jedoch möglich wäre, müssten andere für eine bestimmte XNA geeignete Enzyme entwickelt werden. Einige dieser Enzyme wurden Ende 2014 in Großbritannien entwickelt. Es besteht auch die Möglichkeit, dass XNA in die genetischen Informationen eines RNA / DNA-Organismus gelangen und Schaden anrichten kann. Daher müssen Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
5 Chromodynamik, schwache Atomkraft und Gravitationsleben
Der Wissenschaftler und Nanotechnologe Robert A. Freitas Jr. argumentierte 1979 für die Möglichkeit eines nichtbiologischen Lebens. Er behauptete, dass mögliche Stoffwechselprozesse für lebende Systeme auf den vier fundamentalen Kräften Elektromagnetismus, starke Kernkraft (oder Quantenchromodynamik), schwacher Kernkraft und Schwerkraft beruhen. Elektromagnetisches Leben ist das biologische Standardleben auf der Erde, außerirdische biologische Konfigurationen und maschinelle Lebensformen.
Ein chromodynamisches Leben könnte aufgrund der starken Kernkraft möglich sein, die die stärkste der fundamentalen Kräfte ist, jedoch nur über extrem kurze Entfernungen. Er schlägt vor, dass eine solche Umgebung auf einem Neutronenstern möglich ist, einem schweren, sich drehenden Objekt mit einem Durchmesser von 10 bis 20 Kilometern und der Masse eines Sterns. Mit hochdichten, unglaublichen Magnetfeldern und der Schwerkraft, die 100 Milliarden Mal höher sind als auf der Erde, haben sie eine 3 km dicke (2 mi) Kruste aus kristallinen Eisenkernen. Darunter befindet sich ein Meer extrem heißer Neutronen mit einer Vielzahl von Kernteilchen, einschließlich Protonen und Atomkernen und möglicherweise hochneutronenreichen "Makronukernen". Diese Makronuklei könnten theoretisch größere Superkerne bilden, die organischen Molekülen analog sind, wobei Neutronen als Äquivalent dazu fungieren Wasser in einem extrem bizarren pseudo-biologischen System.
Freitas hält die Lebensformen schwacher Atomkraft für weniger wahrscheinlich, da schwache Kräfte nur in subnuklearen Bereichen wirken und nicht besonders stark sind. Da dies häufig beim Zerfall von radioaktivem Beta und freiem Neutronen auftritt, könnte eine Lebensform mit schwacher Kraft existieren, wenn die schwachen Wechselwirkungen in seiner Umgebung sorgfältig kontrolliert werden. Er stellte sich Wesen vor, die aus Atomen mit überschüssigen Neutronen bestehen, die beim Tod radioaktiv werden. Es wird spekuliert, dass es Regionen des Universums gibt, in denen die schwache Kernkraft stärker ist, was die Chancen für ein solches Leben erhöht.
Gravitationsgeschöpfe könnten auch existieren, da die Schwerkraft die häufigste und effizienteste fundamentale Kraft im Universum ist. Solche Kreaturen könnten Energie aus der Schwerkraft selbst ableiten, wobei immense Gravitationseinheiten von Kollisionen zwischen Schwarzen Löchern, Galaxien oder anderen Himmelsobjekten, etwas kleineren Einheiten aus der Rotations- und Orbitalbewegung von Planeten und noch kleineren Gravitationseinheiten, die von der Energie von Wasserfällen gespeist werden , Windmuster, Gezeiten und Meeresströmungen oder sogar Erdbeben.
4 staubige Plasma-Lebensformen
Das organische Leben auf der Erde basiert auf Molekülen aus Kohlenstoffverbindungen, und wir haben bereits mehrere biologische Alternativen zu Kohlenstoff diskutiert. 2007 wurde ein internationales Team unter der Leitung von V.N. Tsytovich vom Institut für Allgemeine Physik der Russischen Akademie der Wissenschaften hat dokumentiert, dass anorganische Staubpartikel unter den richtigen Bedingungen zu helikalen Strukturen organisiert werden können, die dann auf ähnliche Weise wie die organische Chemie miteinander interagieren können. Dieses Verhalten tritt im Plasma auf, dem vierten Zustand der Materie jenseits von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen, in dem Elektronen von Atomen gerissen werden und eine Masse geladener Teilchen hinterlassen.
Tsytovichs Team fand heraus, dass sich die Ladungsträger im Plasma mit der Trennung elektronischer Ladungen polarisierten und sich selbst zu korkenzieherförmigen helikalen Strukturen organisierten, die elektrisch aufgeladen waren und sich gegenseitig anzogen. Sie könnten sich auch teilen, um Kopien der ursprünglichen Struktur zu bilden, ähnlich wie DNA, und Veränderungen in ihren Nachbarn verursachen. Laut Tsytovich: „Diese komplexen, selbstorganisierten Plasmastrukturen weisen alle notwendigen Eigenschaften auf, um sie als Kandidaten für anorganische lebende Materie zu qualifizieren. Sie sind autonom, sie vermehren sich und entwickeln sich weiter. “
Einige sind verständlicherweise skeptisch und glauben, dass die Behauptungen, dass die anorganischen Strukturen das Leben repräsentieren, mehr PR als ernsthafte wissenschaftliche Behauptungen sind. Während die sich im Plasma bildenden helikalen Strukturen DNA ähneln, bedeutet Ähnlichkeit in der Form nicht notwendigerweise Ähnlichkeit in der Funktion. Darüber hinaus ist die Tatsache, dass sich die Helices selbst replizieren, auch kein Hinweis auf das Lebenspotenzial. Wolken können das auch. Am schlimmsten war, dass ein Großteil der Forschung eher auf Computermodellen als auf Beobachtung basierte.
Einer der Teilnehmer des Experiments behauptete, dass die Ergebnisse zwar tatsächlich dem Leben ähnelten, aber am Ende des Tages "nur eine spezielle Form von Plasmakristall" waren. Wenn es jedoch möglich ist, dass sich anorganische Teilchen im Plasma zu einer Selbstreplikation entwickeln können Die sich entwickelnden Lebensformen sind dank des allgegenwärtigen Plasmas und der interstellaren Staubwolken im gesamten Weltraum die häufigste Lebensform im Universum.
3 iCHELLs
Professor Lee Cronin, Gardiner-Lehrstuhl für Chemie am College of Science and Engineering der Universität Glasgow, hat einen Traum, und dieser Traum besteht darin, aus Metall lebende Zellen zu schaffen. Er verwendete Polyoxometallate, eine Reihe von Metallatomen, die an Sauerstoff und Phosphor gebunden sind, um zellartige Blasen zu erzeugen, die er als anorganisch-chemische Zellen oder iCHELLs bezeichnet.
Das Team von Cronin begann mit der Erzeugung von Salzen aus negativ geladenen Ionen der großen Metalloxide, die an ein kleines, positiv geladenes Ion wie Wasserstoff oder Natrium gebunden waren. Eine Lösung dieser Salze wird dann in eine andere Salzlösung gespritzt, die mit großen, positiv geladenen organischen Ionen gefüllt ist, die an kleine negative gebunden sind. Die zwei Salze treffen sich und tauschen Teile aus, und die großen Metalloxide gehen eine Partnerschaft mit den großen organischen Ionen ein und bilden eine Art Hülle oder Blase, die in Wasser unlöslich ist. Durch Modifizieren des Metalloxid-Rückgrats können den Blasen die Eigenschaften biologischer Zellmembranen verliehen werden, wodurch selektiv Chemikalien in die Zelle hinein und aus der Zelle austreten können, was möglicherweise die gleiche Art kontrollierter chemischer Reaktionen zulässt, die in lebenden Zellen auftreten.
Das Team hat auch Blasen innerhalb von Blasen gebildet, die die inneren Strukturen biologischer Zellen nachahmen, und hat Fortschritte bei der Schaffung einer künstlichen Form der Photosynthese gemacht, die möglicherweise zur Erzeugung künstlicher, pflanzenartiger Zellen verwendet werden könnte. Andere synthetische Biologen stellen fest, dass die Zellen niemals lebensecht sein werden, bis sie über ein System zur Replikation und Evolution verfügen, wie etwa DNA. Cronin hofft, dass die weitere Entwicklung den Weg weisen wird. Mögliche Anwendungen für die Technologie umfassen die Entwicklung von Materialien für Solartreibstoffgeräte (die Zellen können auch Strom speichern) und potenzielle medizinische Anwendungen.
Laut Cronin: „Das Hauptziel besteht darin, komplexe chemische Zellen mit lebensähnlichen Eigenschaften zu konstruieren, die uns helfen könnten, die Entstehung des Lebens zu verstehen, und auch diesen Ansatz zu verwenden, um eine neue Technologie zu definieren, die auf der Evolution in der materiellen Welt basiert - einer Art anorganischer Art lebende Technologie. “
2 Von-Neumann-Sonden
Das maschinelle künstliche Leben ist eine fast schon banale Idee, daher konzentrieren wir uns in diesem Artikel auf die faszinierenden Von-Neumann-Sonden. Sie wurden zuerst vom ungarischen Mathematiker und Zukunftsforscher John Von Neumann aus der Mitte des 20. Jahrhunderts vorgestellt, der der Ansicht war, dass eine Maschine Selbstreflexions- und Selbstreparaturmechanismen erfordern würde, um die Funktionen des menschlichen Gehirns zu replizieren. Er kam auf die Idee, selbstreplizierende Maschinen zu schaffen, basierend auf Beobachtungen, wie das Leben durch die Replikation an Komplexität zunimmt. Er war der Meinung, dass solche Maschinen über eine Art universellen Konstruktor verfügen sollten, der es ihnen ermöglicht, nicht nur Replikate von sich selbst zu bauen, sondern möglicherweise auch verbesserte oder geänderte Versionen, was eine Weiterentwicklung und eine zunehmende Komplexität mit sich bringt.
Andere futuristische Denker wie Freeman Dyson und Eric Drexler wendeten diese Konzepte bald auf das Gebiet der Weltraumforschung an und entwickelten das Konzept der Von-Neumann-Sonde. Selbstreplizierende Roboter in den Weltraum zu schicken, ist möglicherweise der effizienteste Weg, um die Galaxie zu besiedeln. Möglicherweise besetzt sie die gesamte Milchstraße in weniger als einer Million Jahren, selbst wenn sie durch die Lichtgeschwindigkeit eingeschränkt ist.
Wie Michio Kaku erklärt:
Eine Von-Neumann-Sonde ist ein Roboter, der entfernte Sternsysteme erreicht und Fabriken schafft, in denen Kopien selbst zu Tausenden hergestellt werden. Ein toter Mond und kein Planet ist das ideale Ziel für Von-Neumann-Sonden, da sie leicht von diesen Monden landen und abheben können, und auch, weil diese Monde keine Erosion aufweisen. Diese Sonden würden vom Land leben und natürliche Vorkommen von Eisen, Nickel usw. verwenden, um die Rohstoffe für den Bau einer Roboterfabrik herzustellen. Sie würden Tausende von Kopien von sich selbst erstellen, die dann zerstreuen und nach anderen Sternensystemen suchen würden.
Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Versionen der grundlegenden Von-Neumann-Sondenidee entwickelt, darunter Explorations- und Aufklärungssonden für die stille Erkundung und subtile Überwachung extraterrestrischer Zivilisation, im ganzen Weltraum verbreitete Kommunikationssonden, um extraterrestrische Funksignale besser zu erfassen, Arbeitersonden, um supermassive kosmische Strukturen zu bauen und Besiedlungsprüfungen, um mit Siedlern neue Welten zu säen. Es könnte sogar Hebesonden geben, die aufstrebende Zivilisationen in den Weltraum führen. Noch besorgniserregender ist, dass es sogar Berserker-Sonden geben könnte, die dazu bestimmt sind, jegliche Spuren von organischem Leben auszulöschen, die sie treffen, was dazu führen kann, dass Polizei-Sonden gebaut werden müssen, um sich vor solchen Angriffen zu schützen. In Anbetracht dessen, dass einige Von-Neumann-Sonden mit einer Art interstellarem Virus vergleichen, sollten wir sorgfältig darüber nachdenken, bevor wir mit solchen Entwicklungen beginnen.
1 Gaia-Hypothese
Im Jahr 1975, Drs. James Lovelock und Sidney Epton waren Mitautoren für einen Artikel Neuer Wissenschaftler mit dem Titel „Die Suche nach Gaia“. Während die konventionelle Ansicht ist, dass das Leben auf der Erde entstanden ist und sich aufgrund der materiellen Bedingungen entwickelt hat, argumentieren Lovelock und Epton, dass das Leben selbst eine aktive Rolle bei der Bestimmung und Aufrechterhaltung der Überlebensbedingungen gespielt hat.Sie schlugen vor, dass alle auf der Erde, in der Luft, den Ozeanen und der Landoberfläche lebenden Materie Teil eines einzigen Systems sind, das sich wie ein lebender Superorganismus verhält, der in der Lage ist, die Oberflächentemperatur und die Zusammensetzung der Atmosphäre zu verändern um sein Überleben zu sichern. Sie nannten dieses System Gaia nach der griechischen Erdgöttin. Es existiert, um eine Homöostase aufrechtzuerhalten, durch die die Biosphäre im Erdsystem existieren kann.
Lovelock arbeitete seit Mitte der 1960er Jahre an seiner Gaia-Hypothese. Die Idee ist, dass die Biosphäre der Erde eine Reihe natürlicher Zyklen hat, und wenn einer schief geht, kompensieren die anderen, um die Lebensfähigkeit des Lebens zu erhalten. Dies wurde verwendet, um zu erklären, warum die Atmosphäre nicht hauptsächlich aus Kohlendioxid besteht oder warum die Meere nicht übermäßig salzig sind. Während Vulkanausbrüche eine frühe Atmosphäre mit hauptsächlich Kohlendioxid erzeugten, entwickelten sich aus Stickstoff ausscheidende Bakterien, und Pflanzen produzierten Sauerstoff durch Photosynthese. Nach Millionen von Jahren änderte sich die Atmosphäre zu unserer heutigen, einigermaßen angenehmen Atmosphäre. Trotz Salzflüssen, die Salz aus Gestein in die Ozeane befördern, bleibt der Salzgehalt der Meere stabil bei 3,4 Prozent, da das Salz durch Risse im Meeresboden abgesaugt wird. Dies sind keine bewussten Prozesse, sondern das Ergebnis von Rückkopplungsschleifen, die den Planeten in einem bewohnbaren Gleichgewicht halten.
Andere Beweise beinhalten, dass ohne biotische Aktivitäten Elemente wie Methan und Wasserstoff in nur wenigen Jahrzehnten aus der Atmosphäre verschwinden würden. Obwohl die Sonne in den letzten 3,5 Milliarden Jahren um 30 Prozent anstieg, schwankte die globale Durchschnittstemperatur in dieser Zeit dank eines Regulierungsmechanismus, durch den Kohlenstoff entfernt wurde, lediglich um 5 Grad Celsius (9 ° F) Dioxyd aus der Atmosphäre und sperrte es in versteinerten organischen Stoffen.
Anfangs wurden Lovelocks Ideen mit Spott und Vorwürfen der New Age-Mystik und Pseudowissenschaft begrüßt. Im Laufe der Zeit hat die Gaia-Hypothese jedoch Einfluss auf die Art und Weise, wie Wissenschaftler über die Biosphäre der Erde denken, und hilft dabei, auf Komponenten der Biosphäre und deren Einfluss auf das Ganze aufmerksam zu machen. Heute wird die Gaia-Hypothese von den Wissenschaftlern mehr respektiert als akzeptiert. Es wird von vielen als positiver kultureller Rahmen betrachtet, für den wissenschaftliche Untersuchungen unter Berücksichtigung der Erde als globalem Ökosystem durchgeführt werden können.
Der Paläontologe Peter Ward hat die rivalisierende Medea-Hypothese entwickelt, benannt nach der Mutter, die ihre Kinder in der griechischen Mythologie getötet hat. Darin heißt es, dass das Leben im Wesentlichen selbstmörderisch und selbstzerstörerisch ist. Er weist darauf hin, wie in der Vergangenheit die meisten Massensterben durch Lebensformen verursacht wurden, wie etwa Mikroorganismen oder Hominiden in Unterwäsche, die die Erdatmosphäre stark verändern.