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Definition
noun
plural: biogeneses
(1) The process in which life forms arise from similar life forms
(2) A theory that asserts that living things can only be produced by another living thing, and not by a non-living thing
Details
Overview
Biogenesis refers to the process whereby a living thing comes from another living thing, particularly of the same type. Biogenesis was not widely accepted before. What was widely popular was the theory of spontaneous generation, which presupposes that life could come from inanimate objects or non-living things. Früher glaubte man, dass Maden spontan aus verrottendem Fleisch entstehen könnten – dass ein so komplexer lebender Organismus wie Mäuse aus unbelebter Materie hervorgehen könnte.
Konzepte
Die populäre Vorstellung war früher die der spontanen Entstehung. Menschen, darunter auch prominente wissenschaftliche Denker wie Aristoteles, glaubten, dass Mäuse aus gelagertem Getreide und in Abwesenheit eines biologischen Elternteils entstehen könnten. Aristoteles schrieb in seinem Buch „Geschichte der Tiere“, dass einige Tiere aus ihren Elterntieren hervorgehen und andere spontan und nicht aus der gleichen Art wachsen könnten. Demnach könnte das Tier aus verwesender Erde oder pflanzlicher Materie entstehen.1
Das Prinzip der spontanen Entstehung besagt, dass unbelebte Gegenstände Lebewesen hervorbringen können. Dies wird manchmal auch als Abiogenese bezeichnet. Diese Theorie wird heute nicht mehr allgemein unterstützt. Mit dem Aufkommen von Laborgeräten und mikrobiellen Techniken bewiesen wissenschaftliche Experimente wie das von Louis Pasteur, dass Lebewesen nicht spontan aus unbelebten Gegenständen entstehen können. Nur Lebewesen sind in der Lage, anderes Leben zu reproduzieren. Damit wurde die Theorie der Spontanentstehung obsolet und die Theorie der Biogenese setzte sich durch.
Die überholte Abiogenese scheint jedoch auf demselben Grundprinzip zu beruhen wie die moderne Hypothese der Abiogenese (Entstehung des Lebens). Die beiden unterscheiden sich insofern, als die moderne Hypothese der Abiogenese bis heute akzeptiert ist. Sie ist sogar eine der weithin akzeptierten Theorien, die die Geschichte des Lebens beschreiben. Demnach war die Urerde ein Hort der frühesten Lebensformen, die aus unbelebter Materie, z. B. organischen Verbindungen, entstanden sind. Diese primitiven Lebensformen waren nicht so ausgeklügelt wie die Lebewesen, die wir heute kennen. Sie sind in Form, Struktur und Funktion weniger ausgefeilt. Die Entstehung von Lebewesen aus nicht-lebenden Wesen erfolgte allmählich und langsam, so dass sie Millionen von Jahren brauchten. Während sich die Lebewesen weiter diversifizierten, wurden sie schließlich in Bezug auf ihre physischen und genetischen Eigenschaften immer ausgefeilter. Während die moderne Hypothese der Abiogenese also Millionen von Jahren voraussetzt, beschreibt die spontane Entstehung einen Prozess, der eine relativ kurze Zeitspanne umfasst (z. B. Minuten, Stunden, Tage oder Jahre).
Biogenese bezeichnet den Prozess, bei dem sich Leben aus ähnlichen Lebensformen entwickelt. Das Prinzip der Biogenese ist dem der spontanen Entstehung entgegengesetzt. Der erste, der den Begriff Biogenese geprägt hat, war Henry Charlton Bastian (1837-1915). Er schlug vor, den Begriff Biogenese anstelle von Spontanbildung zu verwenden. Später schlug Thomas Henry Huxley (1825-1895) vor, den Begriff Abiogenese für den Prozess der spontanen Entstehung zu verwenden und den Begriff Biogenese für den Prozess, bei dem Leben aus ähnlichem Leben entsteht. Diese Definitionen setzten sich durch. Die Biogenese ist also das Gegenteil der Spontanentstehung. Sie besagt, dass Lebewesen nur durch ein anderes Lebewesen hervorgebracht werden können, nicht aber durch ein Nicht-Lebewesen.
Ein weiterer wichtiger Begriff, den es zu beachten gilt, ist die eindeutige Zeugung, die sich auf den Prozess bezieht, bei dem ein Nachkomme von Eltern der gleichen Art abstammt. Dies steht im Gegensatz zur zweigleisigen Fortpflanzung, bei der eine Art aus einer nicht verwandten Art hervorgeht, was nicht unbedingt eine sexuelle Fortpflanzung beinhaltet. So glaubte man früher, dass ein Bandwurm von seinem Wirt erzeugt wurde.
Fortpflanzung
Es ist heute allgemein bekannt, dass jedes Lebewesen nur von einem anderen Lebewesen abstammen kann, und es wurde noch nie beobachtet, dass zelluläres Leben innerhalb einer kurzen Zeitspanne aus nicht-lebendiger Materie entsteht. Außerdem weiß man heute, dass es zwei Hauptformen der Fortpflanzung gibt: die sexuelle und die ungeschlechtliche Fortpflanzung.
Fortpflanzung
Die geschlechtliche Fortpflanzung bei Einzellern wie Prokaryonten erfolgt einfach durch den Transfer von DNA zwischen zwei Zellen. Der DNA-Transfer bei Prokaryonten erfolgt (1) durch Transformation, d.h. den Einbau fremder DNA in das Chromosom des Empfängerbakteriums, und (2) durch Konjugation, d.h. den direkten Transfer von Plasmid-DNA zwischen zwei Bakterien durch ein Anhängsel, das Konjugationspilus genannt wird.
Aus Einzellern entwickelten sich bestimmte Organismen zu mehrzelligen Formen. Die Mehrzelligkeit bot den Vorteil einer längeren Lebensdauer und einer besseren Anpassung an verschiedene Umgebungen. Bei mehreren Zellen können die Aufgaben zwischen ihnen verteilt werden. So können verschiedene Zellen unterschiedliche Funktionen ausüben. Im Laufe der Zeit entwickelten sich höhere Formen mehrzelliger Organismen wie der Mensch und andere Wirbeltiere mit einem Körper, der aus zwei Haupttypen von Zellen besteht: Geschlechtszellen und Körperzellen. Die Geschlechtszellen sind die Zellen, die an der Produktion der Geschlechtszellen und an der sexuellen Fortpflanzung beteiligt sind. Die übrigen Zellen des Körpers werden als somatische Zellen bezeichnet. Männliche und weibliche Geschlechtszellen sind die Samenzellen bzw. die Eizellen. Mehrzellige Organismen pflanzen sich sexuell durch Kopulation fort, die zur Vereinigung von männlichen und weiblichen Gameten führt. Einige Organismen, wie z. B. bestimmte Pflanzen und wirbellose Tiere, sind Zwitter (einhäusig). Sie tragen sowohl männliche als auch weibliche Keimdrüsen, so dass in einem einzigen Körper sowohl männliche als auch weibliche Geschlechtszellen produziert werden. Organismen, die nur eine Keimdrüse haben, werden als zweihäusig bezeichnet. Bei Tieren beginnt die sexuelle Fortpflanzung oft mit der Suche nach einem Partner. Daher ist das Balzverhalten im Tierreich weit verbreitet und vielfältig. Natürliche Auslese ist im Spiel, da der Organismus eine (manchmal extreme) Anstrengung unternehmen muss, um sich einen Partner für die sexuelle Fortpflanzung zu sichern.
Fortpflanzung
Asexuelle Fortpflanzung ist ein weiteres Mittel, mit dem sich Organismen fortpflanzen. Sie beinhaltet keine Gameten (Geschlechtszellen), die bei der sexuellen Fortpflanzung die Hauptrolle spielen. Es gibt viele Möglichkeiten der ungeschlechtlichen Fortpflanzung: Binäre Spaltung, Knospung, vegetative Vermehrung, Sporenbildung, Fragmentierung, Parthenogenese, Apomixis und Nucellar-Embryonie. Prokaryoten pflanzen sich hauptsächlich durch ungeschlechtliche Fortpflanzung fort. Einige Eukaryoten, wie bestimmte Pflanzen und parthenogene Tiere, pflanzen sich ungeschlechtlich fort. Bei der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist es nicht notwendig, einen Partner zu finden. Das Elternteil kann in Abwesenheit eines Partners einen Nachkommen zeugen und somit einen Klon schaffen.
Fortpflanzung
Einige Arten sind zur Heterogamie fähig, d. h. zur abwechselnden sexuellen und asexuellen Fortpflanzung.
Geschichte
Einst glaubte man, dass ein Lebewesen aus einem unbelebten Gegenstand oder einem nicht lebenden Ding entstehen könnte. Dies war das Grundprinzip der Theorie der spontanen Entstehung. Einer der bekanntesten Verfechter dieser Theorie war Aristoteles.1
Diese Theorie wurde später in Frage gestellt. Die erste Person, die diese Theorie widerlegte, war Francesco Redi (1626-1697). Er wies nach, dass Maden nicht aus faulendem Fleisch, sondern aus den Eiern von Fliegen entstehen. Auch Pier Antonio Micheli 1679-1737 widersprach der damals weit verbreiteten Auffassung. Er stellte fest, dass die Pilzsporen, die er auf Melonen platzierte, die gleiche Art von Pilzen produzierten. Dies überzeugte ihn davon, dass die Pilze nicht durch Spontanbildung entstanden waren. Trotzdem fand die Theorie bis zum Experiment von Louis Pasteur im Jahr 1859 breite Unterstützung.
Louis Pasteur (1822-1895), der für seine bedeutenden wissenschaftlichen Arbeiten auf dem Gebiet der Impfung, der mikrobiellen Fermentation und der Pasteurisierung bekannt ist, setzte ihr durch sein Experiment im Jahr 1859 ein Ende. Er wies nach, dass sich in sterilisierten und versiegelten Flaschen nichts entwickeln konnte. Mikroorganismen wuchsen jedoch in offenen, sterilisierten Flaschen. Er verwendete auch Schwanenhalskolben mit gärfähiger Brühe. Die Struktur des Kolbens ließ die Luft eindringen, während die Staubpartikel an dem langen, gebogenen Rohr haften blieben und somit nicht in die Brühe gelangen konnten. Obwohl die Luft in den Kolben eindrang, wuchs nichts auf der Brühe. Umgekehrt wuchsen Mikroorganismen auf der Brühe, wenn der Kolben zur Seite gekippt wurde. Dies führte dazu, dass die Brühe die mit Staub verunreinigte Rohrwand berührte. Damit war die Vorstellung widerlegt, dass sich Mikroorganismen spontan aus der Luft bilden könnten. Stattdessen verursachten die Mikroorganismen auf dem Staub den Verderb der Brühe. Through his experiments, supporters of the spontaneous generation waned.
With the continued advancement of laboratory tools and techniques, spontaneous generation has been kept strongly disproved. At present, the principles of spontaneous generation became obsolete and the theory of biogenesis became widely accepted.
Supplementary
Etymology
- Ancient Greek βῐ́ος (bíos, meaning“life“)
- Ancient Greek γένεσις (génesis, meaning“origin, source“)
Variant
Synonym
- biogeny
Further reading
Compare
- spontaneous generation