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Version vom 08:02, 7. Jan. 2020

Lebende Objekte beruhen auf regelbasierten Systemen, die wiederholt auf Signale ihrer Umgebung reagieren können. Ein Molekül verändert seine Struktur abhängig von einem Umgebungssignal und kann dadurch gezielt wirken. Damit sich dieser Vorgang wiederholen kann, muss das geänderte Molekül in seinen Ausgangszustand zurückversetzt werden. Hierzu ist Energie notwendig. Leben erfordert deshalb 2 miteinander kombinierte Systeme:

• ein System, das Energie und Masse aus der Umgebung absorbieren und verfügbar machen kann (Stoffwechsel)
• ein System, das Energie und Masse aus der Umgebung als Signale nutzt, um reagieren zu können und immer wieder in den Empfangszustand zurückversetzt werden kann (Informationsverarbeitung)

Wenn eines der beiden Systeme versagt, wird aus dem Lebendigen das Tote.

Die Komplexität von Leben steigt mit der Zahl der regelbasierten Systeme, aus denen ein Organismus besteht. Dabei bildet sich ein stabiler, autonomer Organismus nur dann, wenn alle Regeln im Sinne der Gesamtheit des Organismus aufeinander abgestimmt sind. 

Der kleinste autonome Organismus ist der Einzeller. Er lebt, solange er nicht durch äußere Einflüsse gestört wird. Dies ist jedoch in einer dynamischen Welt auf Dauer nicht möglich. Die einzige Chance, Leben auf Dauer sicher zu stellen, besteht in der kontinuierlichen Vervielfältigung. Es muss immer genug "Keimzellen" geben, die die Kombination aus Energiebereitstellung und Informationsverarbeitung repräsentieren und sich erneut vervielfältigen können. Dann bleibt Leben erhalten. Und dieses Leben wird für jeden Organismus in einer einzigen Zelle repräsentiert, die alle für diesen Organismus notwendigen Regeln enthält. Die Entwicklung des lebenden Individuums ist dann nur eine Frage der Zeit und der verfügbaren Ressourcen.

Wieviele Regeln repräsentieren einen Menschen - wieviele ein Huhn? Wie anmaßend ist es, zu glauben, die wenigen 100 oder 1000 Regeln eines Roboters würden bereits ein vergleichbar komplexes System repräsentieren.

Beispiele ATPase für ein regelbasiertes System des Lebens, das Sensorik, Aktorik und Informationsverarbeitung auf biochemischer Ebene vereint:

https://m.youtube.com/watch?v=b_cp8MsnZFA

https://m.youtube.com/watch?v=rdF3mnyS1p0

Zellen, Viren und Maschinen

Am Beispiel von Zellen und Viren können diese Konzepte gut beschrieben werden - und vielleicht lässt sich daraus auch die aktuelle Einordung unserer Maschinensysteme begründen.

Zellen sind in der Lage Masse und Energie aufzunehmen, in jede erforderliche Form umzuwandeln und für Stoffwechsel und Informationsverarbeitung zu nutzen. Sowohl Stoffwechsel als auch Informationsverarbeitung verwenden Massen und Energien. Pflanzenzellen nutzen Lichtenergie für den Stoffwechsel und unsere Geruchszellen nutzen Moleküle als Signale. Nervenzellen setzen elektrische Energie und Moleküle zur Signalübertragung ein.

Der Stoffwechsel ist dabei Voraussetzung für die Fähigkeit von Zellen, sich zu kopieren. Die Informationsverarbeitung ist erforderlich, um lange genug zu überleben und die für den Stoffwechsel notwendigen Energien und Stoffe zu finden.

Auch Viren nutzen Energien und Stoffe als Signale um geeignete Wirtszellen zu finden, an sie anzudocken, in sie einzudringen und ihre Erbinformation einzuschleusen. Sie verfügen aber nicht über einen eigenen Stoffwechsel, der ihnen erlaubt, sich selbst durch Aufnahme vonr Energie und Masse zu kopieren. Hierfür benötigen sie den - verglichen mit dem Virus - riesigen Apparat von Zellen oder Viren. Nur dort sind die Systeme und Prozesse vorhanden, um aus einer Erbinformation die notwendigen Proteine zum Aufbau einer Kopie des Virus zu produzieren.

Wenn wir dieses Konzepte mit unseren komplexen Maschinen vergleichen, so stehen diese bestenfalls auf der Stufe von Viren. Maschinen benötigen für ihre Reproduktion gigantische Produktionssysteme, die von Menschen erbaut und deren Funktion durch Menschen aufrechterhalten werden muss. Anders als Viren besitzen Maschinen allerdings keine Informationen, die sie in das Produktionssystem einschleusen. Maschinen müssen Menschen auf andere Weise veranlassen, sie zu reproduzieren: durch die Überzeugung, dass diese Maschine dem Menschen nutzt. Autos werden produziert, weil sie den Menschen Nutzen verheissen - nicht weil sie das Produktionssystem manipulieren, wie es Viren tun.